Pengembangan Alat Peraga dan Lembar Kerja Percobaan Penentuan Koefisien Restitusi untuk Meningkatkan Kemampuan Siswa Bereksperimen
Duden Saepuzaman 1,a) , Yustiandi 2,b)
1 Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr.Setiabudhi 229, Dr.Setiabudhi 229, Bandung 40154
2 SMAN Cahaya Madani Banten Boarding School Jl. Raya Labuan Pandeglang km.3 Kuranten, Pandeglang 42210
Email: a) dsaepuzaman@upi.edu, b) yustiandi@yahoo.com

## Abstract
This  research  is  motivated  because  it  found  students'  difficulties  when  experimenting  to determine the magnitude of restitution coefficient. First, the determination of the initial height, the  height  of  the  second  reflection  and  so  on  is  not  appropriate  because  it  must  observe something  in  a  very  short  time. Second, the  initial  high  determination  is  too  high. Third ,  the object  is  oversize.  Allegedly,  existing  worksheets  do  not  facilitate  students  to  experiment properly.  This  study  aims  to  improve  the  experimental  worksheet  and  redesign  the experimental  tool,  so  students  will  more  easily  understand  how  to  experiment  properly.  This research  is  a  classroom  action  research.  Students'  experimental  abilities  were  obtained  by comparing the answers of student worksheets before reconstruction and student answers after reconstruction. The results show that reconstructed worksheets can improve students' ability to experiment.
Keywords: Redesigning  the  appartures,  Worksheets,  Restitution  Coefficients,  Experimenting Skills.

## Abstrak
Penelitian ini dilatarbelakangi  karena ditemukan  kesulitan siswa  ketika melakukan percobaan untuk menentukan nilai koefisien restitusi. Pertama, penentuan tinggi awal, tinggi pantulan ke dua  dan  seterusnya  tidak  tepat  karena  harus  mengamati  sesuatu  dalam  waktu  yang  sangat singkat.  Kedua,  Penentuan  tinggi  awal  yang  terlalu  tinggi.  Ketiga,  ukuran  benda  yang  terlalu besar.  Diduga  kuat,  lembar  kerja  yang  ada  kurang  memfasilitasi  siswa  untuk  melakukan percobaan  dengan  benar.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  memperbaiki  lembar  kerja  percobaan dan  mendesain  ulang  alat  percobaan,  sehingga  siswa  akan  lebih  mudah  memahami  cara melakukan  percobaan  dengan  benar.  Penelitian  ini  merupakan  penelitian  tindakan  kelas. Kemampuan  siswa  bereksperimen  diperoleh  dengan  cara  membandingkan  jawaban  lembar kerja siswa sebelum direkonstruksi dan jawaban siswa setelah direkonstruksi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lembar kerja  yang  telah direkonstruksi dapat meningkatkan  kemampuan siswa dalam bereksperimen.
Kata-kata  Kunci :  Pengembangan  Alat  Peraga  dan  Lembar  Kerja  Percobaan,  Koefisien Restitusi, kemampuan bereksperimen.
Naskah diterima: 20 Juni 2017 Naskah direvisi: 21 November 2017 Naskah diterbitkan: 30 Desember 2017 DOI: doi.org/10.21009/1.03204

## PENDAHULUAN
Metode  eksperimen  adalah  suatu  cara  penyajian  materi  pelajaran  yang  mengondisikan  siswa secara  aktif  mengalami  dan  membuktikan  sendiri  tentang  apa  yang  sedang  dipelajarinya.  Melalui metode  ini,  siswa  secara  total  dilibatkan  dalam  melakukan  sendiri,  mengikuti  suatu  proses, mengamati  suatu  objek,  menganalisis,  membuktikan  dan  menarik  kesimpulan  sendiri  tentang  suatu objek, keadaan atau proses (Zacharia 2007). Metode eksperimen adalah bagian yang tak terpisahkan dari  Fisika.  Oleh  karena  itu,  kedudukan  eksperimen  dalam  Fisika  sangat  penting.  Dalam  pelajaran fisika, eksperimen dapat melatih siswa dalam cara berfikir dan cara bekerja (Saepuzaman 2011).
Metode  eksperimen  siswa  dilatih  untuk  menggunakan  metode  ilmiah  dan  sikap  ilmiah  secara benar  dan  sesungguhnya.  Siswa  dilatih  untuk  membaca  data  secara  objektif  menurut  apa  adanya, mengambil  kesimpulan  hanya  berdasarkan  fakta-fakta  yang  cukup  mendukung,  menyadari keterbatasan  IPA,  keterbatasan  ketelitian  suatu  pengukuran,  keterbatasan  suatu  hukum  atau  teori, memahami  makna  dari  suatu  teori  dan  sebaginya  (Novili,  dkk  2017).  Hal-hal  semacam  ini  sukar untuk dimengerti hanya dengan cara mendengarkan melalui ceramah.
Metode  eksperimen  memiliki  beberapa  kelebihan  sebagai  berikut. Pertama ,  metode  ini  dapat membuat  siswa  lebih  percaya  atas  kebenaran  atau  kesimpulan  berdasarkan  percobaannya  sendiri daripada  hanya  menerima  dari  guru  atau  dari  buku  saja. Kedua ,  dapat  mengembangkan  sikap  untuk mengadakan  studi  eksplorasi  tentang    IPA    dan  teknologi. Ketiga ,  siswa  terhindari  dari  verbalisme. Keempat,  memperkaya  pengalaman  siswa  akan  hal-hal  yang  bersifat  objektif  dan  realistik. Kelima , mengembangkan sikap berfikir ilmiah. Keenam ,  Hasil  belajar  akan  terjadi  dalam  bentuk  retensi (tahan lama diingat) dan terjadi proses internalisasi.
Dalam  prakteknya,  pelaksanaan  eksperimen  tidak  semudah  yang  dibayangkan.  Sebagai  contoh dalam  ketika  melakukan  percobaan  untuk  menentukan  nilai  koefisien  restitusi.  Kesulitan-kesulitan tersebut sebagai berikut. Pertama , penentuan tinggi awal, tinggi pantulan ke dua dan seterusnya tidak tepat  karena  harus  mengamati  sesuatu  dalam  waktu  yang  sangat  singkat. Kedua ,  Penentuan  tinggi awal yang terlalu tinggi. Ketiga , ukuran benda yang terlalu besar.
Keadaan  ini  mengindikasikan  perlu  adanya  upaya  rekonstruksi  terhadap  alat  peraga  dan  lembar kerja sehingga dperoleh alat peraga dan lembar kerja yang standar sesuai dengan pendekatan ilmiah. Beberapa laporan penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa rekonstruksi pembelajaran memegang peranan  penting  dalam  proses  pengembangan  kurikulum  pembelajaran  fisika.  Heuvelen  (1991) berhasil mengintegrasikan beberapa strategi hasil penelitian kognitif dan pendidikan fisika ke dalam sebuah  pembelajaran  yang  menekankan  pada  pemecahan  masalah  dan  membangun  konsep menggunakan  multirepresentasi.  Aiello-Nicosia  dan  Sperandeo-Mineo  (2000)  melakukan rekonstruksi terhadap konsten materi fisika yang diajarkan dan program pelatihan calon guru. Duit et al. (2012)    memberikan  sebuah  kerangka  kerja  model  rekonstruksi  pendidikan  yang  menekankan bahwa  salah  satu  dari  tiga  aspek  yang  penting  dalam  rekonstruksi  adalah  desain  dan  evaluasi lingkungan  belajar.  Karim  et.al  melakukan  rekonstruksi  pembelajaran  pada  materi  momentum  dan terbukti  efektif  dalam  meningkatkan  penguasaan  konsep  mahasiswa  calon  guru  fisika  (Saepuzaman &  Karim  2016).  Saepuzaman,  dkk  merekostruksi  Rencana  Pelaksanaan  Pembelajaran  (RPP)  dan lembar  kerja  Eksperimen  dalam  pembelajaran  dan  berhasil  meningkatkan  penguasaan  konsep  serta literasi saintifik siswa SMA (Saepuzaman & Karim 2016, Juliani 2015, Karim, dkk 2017). Penelitian ini  difokuskan  pada  desain  ulang  alat  peraga  dan  lembar  kerja  untuk  penentuan  koefisien  restitusi antar  dua  benda  yang  bertumbukan.  Dasar  pijakan  yang  utamanya  adalah  temuan  kesulitan mahasiswa pada percobaan ini.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  pengembangan  ini  diawali  dengan  tahapan  deskriptif  analitik  untuk  menganalisis permasalahan  dan  penyebab  yang  ditemukan  sebagai  bahan  pertimbangan  untuk  mendesain  ulang Alat  Peraga  dan  Lembar  Kerja  Percobaan  penentuan  koefisien  restitusi.  Subjek  penelitian  sebanyak 42  siswa di salah satu SMA di Serang, Banten. Sebanyak 21 siswa menggunakan set alat dan lembar kerja dan alat yang belum didesain ulang sedangkan 21 siswa menggunakan set alat dan  lembar kerja dan  alat  yang  belum  didesain  ulang.  Untuk  mengetahui  keefektifan  dari  desain  ulang  pembelajaran
dalam  peningkatan  keterampilan  eksperimen  siswa  ditentukan  dengan  cara  membandingkan  dan menganalisis  jawaban  lembar  kerja  siswa  sebelum  direkonstruksi  dan  jawaban  siswa  setelah direkonstruksi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Desain Ulang Alat dan Lembar Kerja
Beberapa  permasalahan  atau  kesulitan  siswa  yang  mucul  dalam  percobaan  penentuan  koefisien restitusi disajikan dalam TABEL 1.
TABEL 1. Permasalahan, analisis penyebab dan alternatif perbaikan percobaan penentuan koefisien resktitusi
Permasalahan   Analisis penyebab Alternatif Perbaikan Percobaan dilaksanakan sebanyak 5 kali, dan menghasilkan nilai yang jauh berbeda (tidak konstan/ mendekati konstan). Ha ini dikarenakan penentuan tinggi awal, tinggi pantulan ke dua dan seterusnya tidak tepat karena harus mengamati sesuatu dalam waktu yang sangat singkat.
Penentuan tinggi awal yang terlalu tinggi. Hal ini dapat menyebabkan semakin besarnya faktor hambatan udara, sehingga menyebabkan gerakan benda tidak lagi lurus dan percepatannya tidak sepenuhnya konstan. Padahal formula akhir penentuan nilai koefisien restitusi diperoleh dengan mengasumsikan benda bergerak lurus dan dengan percepatan konstan . Ukuran benda yang terlalu besar. Ukuran benda yang luas permukaannya besar dapat memperbesar hambatan udara. Seperti yang diketahui, besarnya hambatan udara sebanding dengan besar permukaan yang kontak (seperti parasut). Selain itu juga ini sejalan dengan penggunaan formula akhir koefisien restitusi bahwa benda yang ditinjau dipandang partikel, yang ukurannya diabaikan sehingga efek yang muncul hanya translasi saja.
Upaya yang bisa dilakukan adalah merekam track gerakan melalui video atau media lainnya. Hal ini dilakukan selain untuk mengurangi kesalahan dalam pengukuran tinggi dan gerakan benda apakah benar-benar lurus atau tidak.
Penentuan tinggi awal jangan terlalu tinggi. Hal ini untuk meminimalisir faktor hambatan udara.
Ukuran benda yang digunakan usahakan kecil untuk menguarangi efek hambatan udara yang dialami benda selama pergerakannya.
Sebagai  contoh  proses  pengambilan  data  yang  dilakukan  salah  satu  kelompok  disajikan  dalam GAMBAR 1.
GAMBAR 1 . Proses pengukuran ketinggian awal dan pantulan melalui video.
Dengan  menggunakan  video  ini  ternyata  nilai  koefisien  yang  diperoleh  dengan  menggunakan pengukuran  berulang  hasilnya  tidak  berbeda  jauh  (reliable)  sehingga  nilai  simpangan  bakunya  juga kecil.  Nilai  yang  diperoleh  juga  bisa  dikatakan  valid.  Hal  ini  menunjukkan  desain  alat  dan pengambilan data percobaan bisa dikatakan cukup efektif.

## Peningkatan Kemampuan Berkesperimen
Kemampuan  eksperimen  yang  dilatihkan  pada  mahasisiwa  tingkat  pemula  dikelompokkan menjadi  tiga  bagian,  kemampuan  merencanakan,  kemampuan  bereksperimen/merancang  dan mengambil data serta kemampuan hasil eksperimen (Brotosiswoyo  2000).
Kemampuan dalam menyiapkan kegiatan eksperimen meliputi; menggambarkan fenomena sains, menggambarkan  karakteristik scientific  theory, menggunakan  hubungan  matematik  untuk meramalkan  gambaran  hasil  observasi  dan  eksperimen,  merumuskan  hasil  melalui  estimasi, aproksimasi  dan order  of  magnitude ,  mencari  informasi  yang  dibutuhkan  untuk  mendapatkan hubungan  antar  variabel  dan  menambahkan  informasi  untuk  menetapkan  hubungan  sebab  akibat, mengidentifikasi variabel-variabel terkait, membuat prediksi berdasarkan asumsi yang diperoleh dari hasil  hipotesis  dan  situasi  eksperimen  yang  dibayangkan,  dan  mendesain  eksperimen  (menentukan prosedur  dan  langkah  pengolahan  data).  Kemampuan  dalam  melaksanakan  kegiatan  eksperimen meliputi;  merancang/mengeset  alat  eksperimen,  memahami  spesifikasi  alat  ukur  yang  diperlukan, mengetahui  kondisi  pengukuran,  membaca  satuan,  menuliskan  data  eksperimen,  melaporkan  data hasil  eksperimen,  bekerja  sama.  Sedangkan  untuk  kemampuan  dalam  melaporkan  hasil  kegiatan eksperimen  meliputi;  melakukan  pengolahan  data  dan  melaporkan  hasil,  menginterpretasikan  dan mengobservasi  data  untuk  menunjukkan  adanya  hubungan  antar  variabel  dan  kecenderungan  data, menjelaskan  pemahaman  dasar  tentang  kesalahan  eksperimen  dan  menganalisis  kesalahan eksperimen tersebut,  mengorganisasi dan mengkomunikasikan hasil dari observasi dan eksperimen, baik  secara  kualitatif  maupun  kuantitatif,  terampil  menggunakan  bahasa  lisan  maupun  tulisan  dan menyimpulkan  hasil  eksperimen.  Secara  umum,  berdasarkan  data  yang  terkumpul  diperoleh  hasil seperti yang disajikan dalam TABEL 2.
TABEL 2 . Persentase kemampuan bereksperimen Kemampuan Bereksperimen Kelompok Sebelum desain ulang (%) Setelah desain ulang (%) Menyiapkan 28,9 43,2 Melaksanakan 39,5 39,7 Melaporkan 37,5 65,7
Data  pada  TABEL  1  menunjukkan  secara  umum  pencapaian  kemampuan  bereksperimen  siswa yang  telah  menggunakan  alat  dan  lembar  kerja  setelah  desain  ulang  lebih  besar  dibanding  sebelum desain  ulang.  Peningkatan  terbesar  terjadi  pada  aspek  melaporkan  hasil  eksperimen.  Analisis  lebih lanjut  ditemukan  bahwa  siswa  lebih  dapat  melaporkan  dan  menganalisis  data  karena  mereka  dapat memperoleh data yang akurat.

## KESIMPULAN
Mendesain  ulang  alat  peraga  telah  dilakukan  sebagai  upaya  perbaikan  pembelajaran.  Hasil impelementasi  menunjukkan  bahwa  desain  ulang  yang  dilakukan  menghasilkan  peningkatan kemampuan  eksperimen  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  sebelum  desain  ulang.  Hasil  ini  dapat dijadikan  salah  satu  alternatif  untuk  diteraokan  dalam  pembelajaran  momentum  dan  impuls, khusunya untuk materi penentuan koefisien restitusi pada kasus tumbukan lenting sebagian.

## REFERENSI
Aiello-Nicosia,  M.  L.,  and  R.  M.  Sperandeo-Mineo.  "Educational  reconstruction  of  physics  content to  be  taught  and  of  pre-service  teacher  training:  a  case  study." International  Journal  of  Science Education 22.10 (2000): 1085-1097.
Brotosiswoyo, Suprapto B, 2000. Hakekat Pembelajaran MIPA (Fisika) di Perguruan Tinggi, Proyek Pengembangan Universitas Terbuka Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Jakarta, Depdiknas.
Juliani,  R.  2015. Rekonstruksi  Rancangan  Rencana  Pelaksanaan  Pembelajaran  (RPP)  Melalui Analisis  Kesulitan  Literasi  Sains  Peserta  Didik  Sekolah  Menengah  Pertama  Pada  Topik  Listrik Dinamis (Doctoral dissertation, Universitas Pendidikan Indonesia).
Karim, S., Prima, E. C., Utari, S., Saepuzaman, D., & Nugaha, M. G. 2017, February. Recostructing the  Physics  Teaching  Didactic  based  on  Marzano’s  Learning  Dimension  on  Training  the Scientific Literacies. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 812, No. 1, p. 012102). IOP Publishing.
Karim,  S.,  Saepuzaman,  D.,  &  Sriyansyah,  S.  P.  2016,  August.  The  Learning  Reconstruction  of Particle  System and Linear Momentum Conservation in  Introductory Physics Course.  In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 739, No. 1, p. 012111). IOP Publishing.
Novili,  W.  I.,  Utari,  S.,  Saepuzaman,  D.,  &  Karim,  S.  2017.  Penerapan  Scientific  Approach  dalam Upaya Melatihkan Literasi Saintifik dalam Domain Kompetensi dan Domain Pengetahuan Siswa SMP pada Topik Kalor. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika , 8 (1).
R. Duit et al. , “Science Education Research and Practice in Europe: Retrospective and Prospective”, in Doris Jorde and Justin Dillon (Eds.),Sense Publishers, 2012, pp. 13-37.
Saepuzaman,  D.  2011. Penerapan  Model  Pembelajaran  Inkuiri  Dengan  Kombinasi  Eksperimen Nyata  Virtual  Pada  Materi  Rangkaian  Listrik  Arus  Searah  Untuk  Meningkatkan  Penguasaan Konsep  dan  Keterampilan  Proses  Sains  Siswa  SMA (Doctoral  dissertation,  Tesis  Tidak diterbitkan. Bandung: Sekolah Pascasarjana Universitas Pendidikan Indonesia)
Saepuzaman, D., & Karim, S. 2016. Desain Pembelajaran Student’s Conceptual Construction Guider Berdasarkan  Kesulitan  Mahasiswa  Calon  Guru  Fisika  pada  Konsep  Gerak  Parabola. Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika , 2 (2), 79-86.
Van  Heuvelen,  Alan.  "Overview,  case  study  physics." American  Journal  of  Physics 59.10  (1991): 898-907.
Zacharia,  Z  .2007.  Comparing  and  Combining  Real  and  Virtual  Experimentation:  An  Effort  to Enhance Students’ Conceptual Understanding of Electric Circiuits. Journal of Computer Assistes Learning. 23(2): 120-132.