## Pendidikan Kimia

## DOI: https://doi.org/10.21009/JRPK.091.06

## Hubungan antara Pemahaman Konsep dengan Beban Kognitif Siswa pada Materi Hidrolisis Garam
Zahara Sabilla 1 , Achmad Ridwan 1 , dan Yusmaniar 2
1 Program Studi Pendidikan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, Rawamangun 13220, Jakarta, Indonesia
2 Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Rawamangun Muka, Rawamangun 13220, Jakarta, Indonesia

## Corresponding author: zaharasabilla.zs@gmail.com

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara beban kognitif dengan pemahaman konsep siswa pada materi hidrolisis garam. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI MIA 1, XI MIA 6 dan XI MIA 7 di SMAN 2 Cibinong sebanyak 96 orang. Penelitian dilaksanakan berdasarkan permasalahan kemampuan seseorang dalam menerima dan mengolah informasi yang melebihi kemampuan kapasitas memori kerja yang dimiliki akan menimbulkan beban kognitif . Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  deskriptif  korelasional.  Beban  kognitif  siswa  pada  materi hidrolisis  garam  tergolong  tinggi.  Hasil  uji  hipotesis  dengan  Spearman  Rank  diperoleh  hubungan  negatif  yang signifikan  antara  pemahaman  konsep  dengan  beban  kognitif  siswa,  sehingga  dapat  disimpulkan  semakin  tinggi beban kognitif maka akan semakin rendah pemahaman konsep siswa.
Kata kunci: Beban kognitif, hidrolisis garam, pemahaman konsep

## Abstract
This  purpose  of  this  study  is  to  determine  the  relationship  between  cognitive  load  and  understanding  students' concepts in salt hydrolysis material. The subjects were 96 students of class XI MIA 1, XI MIA 6 and XI MIA 7 at SMAN 2 Cibinong. Research conducted based on the problem of a person's ability to receive and process information that exceeds the required memory capacity will increase cognitive load.  The method used in this study is descriptive correlational.  The  results of  hypothesis  with Spearman  Rank  obtained  a  significant  negative  relationship for  salt hydrolysis material, so it can be concluded that low cognitive load will generate a high understanding of concepts.
Keywords: Cognitive load, concept understanding,  hydrolysis of salt

## 1. Pendahuluan
Karakteristik  materi  kimia  bersifat  abstrak  dan banyak memiliki konsep-konsep materi. Terdapat tiga level representasi dalam pembelajaran kimia yaitu  tingkat  makroskopik,  sub-mikroskopis  dan simbolis  [1].  Dilihat  dari  karakteristik  materi tersebut,  dalam  mempelajari  kimia  memerlukan pemahaman  yang  baik  dan  menyeluruh  secara konsep.  Hubungan    antar    konsep    dalam pembelajaran    kimia  sangat    penting.  Hal  ini dikarenakan dengan penguasaan dan
pemahaman   konsep   akan   memudahkan   siswa dalam  mempelajari  kimia.  Berdasarkan  hasil wawancara  dengan  6  orang  siswa  di  SMA  2 Cibinong, siswa mengalami kesulitan pada materi hidrolisis  garam  dikarenakan  tidak  menguasai materi sebelumnya. Hal ini serupa dengan temuan dari  beberapa  penelitian  mengenai  pemahaman siswa  terhadap  materi,  khususnya  materi hidrolisis  garam  menunjukkan  bahwa  siswa kesulitan dengan materi tersebut karena sejumlah
faktor,  salah  satunya  adanya  ketidakpahaman konsep [2]. Permasalahan pemahaman konsep ini berkaitan dengan permasalahan dalam menerima dan mengelola informasi terkait materi.
Proses  penerimaan  dan  pengolahan  informasi berhubungan  dengan  kapasitas  memori  kerja (working  memory) .  Kemampuan  memori  kerja tersebut berbeda-beda pada setiap orang Kapasitas memori kerja yang terbatas mempengaruhi  kemampuan  seseorang  dalam menerima  informasi,  terlebih  apabila  informasi yang  diterima  memiliki  tingkat  kerumitan  yang tinggi.
Kemampuan  seseorang  dalam  menerima  dan mengolah  informasi  yang  melebihi  kemampuan kapasitas  memori  kerja  yang  dimiliki  akan menimbulkan  beban  kognitif.  Kemampuan terbatas  tersebut  akan  menyebabkan  seseorang merasa terbebani ketika harus menerima informasi yang banyak. Hal ini dijelaskan dalam Teori  Beban  Kognitif (Cognitive  Load  Theory). Teori  beban  kognitif  adalah  teori  yang menjelaskan  tentang  besarnya  usaha  yang dilakukan memori kerja (working memory) untuk memproses  informasi  dalam  waktu  tertentu  [3]. Menurut  Sweller  (2011),  beban  kognitif  dalam memori kerja dapat disebabkan oleh tiga sumber yaitu:  (1)  Beban  intrinsik;  (2)  Beban  Ekstrinsik dan  (3)  Beban Germane [4].  Beban  intrinsik merupakan  beban  yang  timbul  akibat  dari kompleksitas materi. Beban ekstrinsik merupakan beban  yang  muncul  karena  desain  pembelajaran atau  organisasi  materi  ajar.  Beban Germane merupakan  beban  dalam  mengkonstruksi  skema kognitif.
Masalah  rendahnya  pemahaman  konseptual berkaitan  dengan  beban  kognitif  siswa  dalam kemampuannya memproses dan mengolah informasi yang diterima saat mempelajari materi. Hasil  penelitian Milenković  dkk.,  menyatakan bahwa  pemahaman  siswa  pada  tingkat  sub mikroskopik adalah tingkat yang paling sulit, hal ini berkaitan  dengan  penilaian  beban  kognitif  yang besar pada tingkat sub mikroskopik[5].
Berdasarkan  uraian  yang  telah  dijabarkan,  maka perlu  dilakukan  penelitian  tentang  hubungan antara pemahaman konsep dengan beban kognitif siswa  pada  materi  hidrolisis  garam.  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan antara pemahaman konsep dengan beban kognitif siswa pada materi hidrolisis garam.

## 2. Metodologi Penelitian
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah metode deskriptif korelasional.  Sampel  yang  digunakan  adalah peserta didik kelas XI MIA 1, XI MIA 6 dan XI MIA  7  SMA  2  Cibinong  sebanyak  96  siswa. Pengambilan sampel pada penelitian ini dilakukan  dengan  teknik  pengambilan  sampel acak secara sederhana.
Instrumen  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah tes pilihan ganda dua tingkat dan kuesioner skala  beban  kognitif.  Pengembangan  item  tes pilihan ganda dua tingkat secara khusus memiliki tujuan untuk mengidentifikasi konsepsi siswa [6]. Skor  soal  pilihan  ganda  dua  tingkat ditentukan oleh  jawaban  benar  saja  dimana  tiap  butir  soal dikatakan benar jika kedua tingkat (pilihan jawaban dan  pilihan  alasan  jawaban)  dijawab  benar, sedangkan jawaban salah tidak dihitung atau diberi skor nol [7]. Pada validasi instrumen pilihan ganda dua  tingkat  materi  hidrolisis  garam  diperoleh  7 item tes valid dan reliabel. Beban kognitif diukur menggunakan  Skala  Beban  Kognitif  yang diadaptasi  dari Cognitive  Load  Questionnaire yang  dikembangkan  oleh  [8].  Kuesioner  skala beban  kognitif  dalam  penelitian  ini  digunakan untuk  memperoleh  informasi  dari  responden tentang  pribadinya  atau  hal-hal  yang  dirasakan maupun  dialami  dalam  proses  pembelajaran maupun  tes  soal.  Pada  validasi  instrumen kuesioner  skala  beban  kognitif  materi  hidrolisis garam  diperoleh  18  item  pernyataan  valid  dan reliabel.  Skala  beban  kognitif  dimodifikasi menjadi  5  skala  (1  =  sangat  tidak  setuju,  5  = sangat setuju).
Hasil tes pemahaman konsep dan beban kognitif siswa  dikategorikan  menggunakan  kategori menurut  [9].  Penentuan  kategori  ini  disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Pengelompokkan kriteria
Kriteria
Pengelompokkan Kriteria 0 – 20 Sangat Rendah 21 – 40 Rendah 41 – 60 Cukup 61 – 80 Tinggi 81 – 100 Sangat Tinggi
Uji  korelasi  menggunakan  uji  korelasi  Uji
Spearman  Rank pada  taraf  signifikansi  5%.
Pengujian
hipotesis dilakukan dengan menggunakan pengujian statistik non parametrik karena  uji  prasyarat  diperoleh  hasil  bahwa  data tidak  berdistribusi  normal.  Pengujian  hipotesis dilakukan menggunakan program SPSS versi 25.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Penelitian  ini  diperoleh  data  berupa  skor  beban kognitif  dan  skor  pemahaman  konsep  diperoleh dari 96 siswa, kedua skor dikonversi menjadi nilai kemudian  dideskripsikan,  dilakukan  pengujian dan diinterpretasikan.
Berdasarkan data dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pemahaman konsep  siswa  pada  materi  hidrolisis  garam tergolong pada kategori sangat rendah. Distribusi kriteria  penilaian  pemahaman  konsep  disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Kriteria Penilaian Pemahaman Konsep
Kriteria Pengelompokkan Kriteria Jumlah Siswa % 0 – 20 Sangat Rendah 37 38% 21 – 40 Rendah 20 21% 41 – 60 Cukup 29 30% 61 – 80 Tinggi 7 8% 81 – 100 Sangat Tinggi 3 3% Total 96 100%
Berdasarkan Tabel 2, persentase kriteria penilaian pemahaman konsep ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram Pie Persentase Pengelompokkan Kriteria Pemahaman Konsep
Beban  kognitif  yang  dimiliki  siswa  pada  materi hidrolisis  garam  tergolong  tinggi.  Hal  ini ditunjukkan  dari  rata-rata  nilai  beban  kognitif siswa  sebesar  68.  Hasil  penemuan  ini  sejalan dengan  penelitian  [5].  Pada  analisis  hasil penelitian  tersebut  dinyatakan  bahwa  beban kognitif  paling  tinggi  terdapat  pada  tingkat representasi  sub-mikroskopis  karena  dibutuhkan tingkat abstraksi yang tinggi dari siswa. Distribusi kriteria  penilaian  beban  kognitif  disajikan  pada Tabel X.
Tabel 3 Kriteria Penilaian Beban Kognitif Kriteria Pengelompokkan Kriteria Jumlah Siswa % 0 – 20 Sangat Rendah 0 0% 21 – 40 Rendah 0 0% 41 – 60 Cukup 20 21% 61 – 80 Tinggi 66 69% 81 – 100 Sangat Tinggi 10 10% Total 96 100%
Berdasarkan Tabel 3, persentase kriteria penilaian beban kognitif ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram Pie Persentase Pengelompokkan Kriteria Beban Kognitif
DOI: https://doi.org/10.21009/JRPK.091.06
Melalui  analisis  uji  korelasi Spearman  Rank diperoleh  signifikansi  sebesar  0,008.  Hasil analisis korelasi disajikan pada Tabel 4.

## Tabel 4 Hasil Analisis Korelasi
Materi (r xy ) Signfikansi Kesimpulan Hidrolisis Garam -0,269 0,008 Arah negatif – Hubungan signifikan
Berdasarkan  analisis  dari  data  yang  diperoleh pada  Tabel  4  menunjukkan  adanya  hubungan negatif antara beban kognitif dengan pemahaman konsep  siswa  pada  hidrolisis  garam  Hasil  uji korelasi Spearman  Rank lebih  kecil  dari  0,05 artinya terdapat hubungan yang signifikan antara beban kognitif dengan pemahaman konsep siswa. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin tinggi beban kognitif, maka akan semakin rendah pemahaman konsep siswa.
Hasil  penelitian  ini  sejalan  dengan  penelitian Milenković  tentang  beban  kognitif  pada  tingkat representasi  dalam  pembelajaran  kimia[5].  Pada hasil  analisis  penelitian  tersebut  dinyatakan bahwa terdapat kesesuaian antara penilaian siswa tentang  beban  kognitif  dan  prestasi  yang ditunjukkan  dengan  hasil  beban  kognitif  siswa yang  besar  menyebabkan  pemahaman  konsep siswa  di  tingkat  submikroskopik  berada  pada tingkat yang paling rendah.
Berdasarkan  hasil  wawancara  dengan  beberapa siswa,  siswa  kesulitan  dalam  memahami  materi hidrolisis  garam  dikarenakan  siswa  kurang menguasai  pengetahuan  awal,  dan  tidak  dapat menerapkan materi sebelumnya pada materi baru. Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  penguasaan terhadap  pengetahuan  awal  siswa  yang  rendah menyebabkan  siswa  kesulitan  saat  dihadapkan dengan materi baru sehingga menimbulkan beban kognitif.  Hal  ini  sejalan  dengan  teori  beban kognitif yang dikemukakan oleh Plass, jika dalam suatu  pembelajaran  terdapat  tugas-tugas  yang membebani  sistem  kognitif  siswa  maka  akan menimbulkan beban kognitif[10]. Hasil penelitian ini  juga  menunjukkan  bahwa  siswa  mengalami kesulitan  dalam  menghubungkan  pengetahuan
awal.  Penggunaan  pengetahuan  awal  memiliki efek  terhadap  beban  kognitif  intrinsik  [11]. Kesulitan  siswa  mempelajari  materi  tertentu berkaitan  dengan  beban  kognitif  intrinsik (intrinsic load). Menurut Sweller, beban kognitif intrinsik (intrinsic  load) yaitu  beban  yang terbentuk  akibat  kompleksitas  materi  ajar  yang tinggi serta materi tersebut memiliki interkoneksi yang  tinggi,  artinya  beban  kognitif  intrinsik berkaitan dengan sifat materi pelajaran[4].
Pada  materi  hidrolisis  garam  siswa  memiliki beban  kognitif  yang  tergolong  tinggi.  Hasil  ini menunjukkan  bahwa  siswa  tidak  dapat  belajar dengan  optimal  bila  memori  kerja  (kapasitas memori)  yang  mereka  bentuk  sangat  luas. Kapasitas  memori  kerja  ini  memiliki  peran penting dalam pembelajaran siswa. Banyak siswa yang belum memahami materi-materi sebelumnya sehingga ketika siswa mengintegrasikan pengetahuan materi
sebelumnya  yang  sudah  ada  skema  kognitifnya dalam  memori  jangka  panjang (long  term memory) ke  dalam  materi  baru,  mereka  merasa kesulitan.  Menurut  pendapat  Rahmat  dan Hindriana  (2014),  semakin  tinggi  kerumitan  isi materi,  maka  semakin  banyak  sumber-sumber kognitif  yang  diperlukan  dan  semakin  tinggi pengolahan intrinsik yang terjadi[12].
Semakin  banyak  pengetahuan  awal  yang tersimpan  dalam  memori  jangka  panjang  siswa, akan  mempermudah  siswa  dalam  mempelajari materi  baru.  Hasil  temuan  pada  penelitian  ini, menunjukkan  bahwa  pada  umumnya  siswa kesulitan  menyusun  kembali  skema  kognitif materi-materi  yang  mendasari  pembelajaran. Akibatnya,  siswa  kesulitan  membentuk  skema integrasi  pengetahuan  awal  pada  ketiga  materi yang  kemudian  timbul  menjadi  beban  kognitif pada  siswa.  Kesulitan  siswa  mempelajari  materi tertentu berkaitan dengan beban kognitif intrinsik (intrinsic load).
Berdasarkan  penelitian  yang  sudah  dilakukan, beban kognitif siswa tidak hanya disebabkan oleh karakteristik  materi  yang  sulit  dan  pengetahuan awal  siswa,  namun  dapat  juga  disebabkan  dari metode  pengajaran  yang  dilakukan  oleh  guru
selama  pembelajaran  berlangsung  atau  kondisi- kondisi  lain  yang  mempengaruhi  diri  siswa. Metode  pembelajaran  atau  strategi  yang  dipilih oleh guru selama pembelajaran berlangsung dapat menjadi beban bagi siswa. Beban yang berkaitan dengan  metode  pengajaran  guru  adalah  beban kognitif ekstrinsik (extraneous load).
Hasil  temuan  pada  penelitian  ini,  ditemukan bahwa  metode  pengajaran  yang  dilakukan  oleh guru  selama  pembelajaran  berlangsung  kurang maksimal.  Hal  tersebut  didasari  dari  pengakuan siswa  bahwa  selama  pembelajaran  guru  hanya memberikan materi secara garis besar, tanpa ada evaluasi  mengenai  konsep-konsep  yang  salah pada  siswa  di  kelas.  Akibatnya,  banyak  siswa yang  belum  dapat  memahami  konsep-konsep materi  dengan  baik.  Ketidakmampuan  siswa dalam menggunakan pengetahuan yang telah ada untuk membentuk skema kognitif dalam mengolah  informasi  baru  menyebabkan  siswa tersebut berusaha mencari cara lain atau mencari bantuan  teman  atau  guru.  Siswa  tersebut  telah melakukan  usaha  lain  (usaha  mental),  selain menggunakan  kemampuan  kognitif  internalnya. Hasil  ini  sejalan  juga  dengan  penelitian  yang dilakukan oleh Choi, penelitian tersebut menyimpulkan  bahwa  lingkungan  belajar  fisik mempengaruhi  beban  kognitif,  sehingga  dapat dianggap  sebagai  penentu  efektivitas  pengajaran [13]. Dengan demikian, metode pengajaran yang dilakukan  oleh  guru  selama  pembelajaran berlangsung  dapat  menimbulkan  beban  kognitif ekstrinsik siswa pada materi hidrolisis garam.
Selain dari beban kognitif intrinsik dan ekstrinsik siswa  yang  disebutkan  di  atas,  siswa  juga memiliki  kesulitan  dalam  membangun  skema kognitif sehingga timbul beban kognitif germane (Germane load). Menurut Sweller, beban kognitif Germane (Germane  load) menunjukkan  bahwa peserta  didik  fokus  terhadap  usaha  mental  yang dilakukan di  proses pembelajaran [4]. Hasil  dari penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  siswa  belum menggunakan  pemahaman  dan  kemampuan kognitifnya  dalam  mempelajari  materi  hidrolisis sehingga siswa merasa terbebani dalam membangun  skema  kognitifnya.  Temuan  ini sejalan  dengan  penelitian  Rahmat  di  SMA  dan MA  yang  menyatakan  bahwa  semakin  rendah usaha mental siswa, maka siswa akan menggunakan penalaran dan kemampuan kognitifnya  dalam  mempelajari  suatu  materi pembelajaran  [12].  Dengan  demikian  dapat disimpulkan bahwa semua beban kognitif ini pada ketiga  materi  kemungkinan  disebabkan  oleh penguasaan  pengetahuan  awal  yang  tidak  tuntas dan  pengajaran  guru  yang  tidak  tepat,  sehingga mengakibatkan siswa kesulitan dalam mempelajari materi hidrolisis garam.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  di  kelas XI  IPA  1,  XI  IPA  6  dan  XI  IPA  7  SMAN  2 Cibinong,  dapat  disimpulkan  bahwa  beban kognitif  siswa  yang  tinggi  menyebabkan rendahnya pemahaman konsep siswa pada materi hidrolisis  garam.  Selain  itu,  dapat  disimpulkan pula  bahwa  beban  kognitif  dipengaruhi  oleh pengetahuan awal siswa yang kurang dikuasai dan metode pengajaran dari guru yang tidak tepat.

## Daftar Pustaka
[1] Johnstone AH. Teaching of chemistry- logical or psychological? Chem Educ Res Pract 2000; 1: 9–15.
[2] Nyachwaya JM, Gillaspie M. Features of representations in general chemistry textbooks: a peek through the lens of the cognitive load theory. Chem Educ Res
Pract 2016; 17: 58–71.
[3] Cooper G. Cognitive load theory as an aid for instructional design. Australas J Educ
Technol ; 6.
[4] Sweller J, Ayres P, Kalyuga S. Measuring cognitive load. In: Cognitive load theory . Springer, 2011, pp. 71–85.
[5] Milenković D, Segedinac M, Hrin T, et al. Cognitive Load at Different Levels of Chemistry Representations. Croat J Educ Hrvat časopis za Odgoj i Obraz 2014; 16:
699–722.
[6] Treagust DF. Development and use of
diagnostic tests to evaluate students’ misconceptions in science. Int J Sci Educ
1988; 10: 159–169.
[7] Cengiz T ysuuml; z. Development of two- tier diagnostic instrument and assess students’ understanding in chemistry. Sci Res Essays 2009; 4: 626–631.
[8] Leppink J, Paas F, Van der Vleuten CPM, et al. Development of an instrument for measuring different types of cognitive load. Behav Res Methods 2013; 45: 1058–
1072.
[9] Riduwan. Dasar-Dasar Statistika . Bandung: Alfabeta, 2015.
[10]   Plass JL, Moreno R, Brünken R.
Cognitive load theory . Cambridge
University Press, 2010.
[11]   Moreno RE, Park B. Cognitive load theory: Historical development and relation to other theories.
[12]   Rahmat A, Hindriana AF. Beban Kognitif Mahasiswa Dalam Pembelajaran Fungsi Terintegrasi Struktur Tumbuhan Berbasis Dimensi Belajar. J Ilmu Pendidik ; 20.
[13]   Choi H-H, Van Merriënboer JJG, Paas F. Effects of the physical environment on cognitive load and learning: towards a new model of cognitive load. Educ Psychol Rev 2014; 26: 225–244.