## ANALISIS MENTAL MODEL SISWA MENGGUNAKAN OPEN ENDED DRAWING PADA MATERI LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT
Fiud Khodriah 1
1 Anggota Peneliti Muda Utama Kelompok Peneliti Muda Universitas Negeri Jakarta Email: khodriahf@yahoo.com

## ABSTRAK
Kimia merupakan disiplin ilmu yang tersusun dari banyak konsep dan topik yang bersifat abstrak. Hal ini menjadikan siswa kesulitan menghubungkan antara ilmu kimia yang abstrak dengan  fenomena kimia    yang    konkret  dan    riil.    Selama    proses pembelajaran, siswa  akan mendapatkan mental model dari pemahaman, imajinasi dan persepsi awal siswa. Penguatan konsep kimia juga memerlukan kemampuan siswa untuk menerjemahkan konsep dalam ketiga  level representasi. Diagnosis pemahaman menggunakan Open-Ended Drawing  diperlukan  untuk mengetahui pemahaman siswa dalam materi larutan elektrolit.  Materi ini merupakan  materi dasar dalam konsep larutan dalam kimia. Penelitian dilakukan bertujuan untuk menganalisis mental model siswa dalam  materi larutan elektrolit. Metode penelitian yang  digunakan adalah deskriptif dengan pendekatan  kualitatif. Data dikumpulkan dengan  menggunakan instrumen Open-Ended Drawing dan  Wawancara  semi terstruktur  pada sampel responden  di  SMAN 10  BEKASI  kelas  X  MIA  2.  Hasil  penelitian  menunjukkan terdapat beberapa  tema  yang  muncul  pada  tiap  level  makroskopis,  level  simbolis, dan  level mikroskopis.
Kata Kunci : Open Ended Drawing, Mental Model, Larutan Elektrolit..

## ABSTRACT
Chemistry is a discipline that is composed of many of the concepts and topics that are abstract. It makes the students trouble linking chemistry chemical abstract with the concrete  phenomena and real. During the learning process,  students will get the mental models of understanding,   imagination  and  initial  perceptions  of  students. Chemistry  concept  also  requires a strengthening  students' ability to translate the concept of the three levels of representation. Diagnosis understanding of the use of the Open-Ended Drawing required  to  determine student understanding  in  the material electrolyte solution. This material is the basic material in solution concepts in chemistry. The study was conducted aiming to analyze the students' mental models in the material electrolyte solution. The method used is descriptive  qualitative approach.  Data  was collected using an instrument Open-Ended Drawing and semi- structured interviews on the sample of respondents in SMAN 10 BEKASI class X MIA 2. The results  showed  there were  several  themes  that  emerged  at  each  macroscopic  level,  the symbolic level, and a microscopic level.
Key Word : Open Ended Drawing, Mental Model, Electrolyte Solutions.

## PENDAHULUAN
Kimia merupakan disiplin  ilmu yang memiliki banyak konsep dan topik yang bersifat abstrak.
Sehingga umumnya siswa sulit   menghubungkan antara   ilmu   kimia yang abstrak dengan keadaan konkrit yang  riil.      Padahal, pemahaman      konsep      kimia  secara benar diperlukan  oleh  siswa untuk mencapai  tujuan  pembelajaran  dan mengurangi kemungkinan  terjadinya miskonsepsi. Dampak  pemahaman konsep dan struktur
kognitif yang keliru dipembelajaran sebelumnya, dapat
mengganggu  siswa  dalam  memahami konsep  dipembelajaran  selanjutnya. Berdasarkan    penelitian  (Mulford  dan robinson,2002 dalam (Nyachwaya, 2012))    didapatkan    bahwa  dalam membangun struktur kognitif, siswa akan  sulit menerima  informasi baru yang  tidak  berhubungkan dengan struktur kognitif sebelumnya. Sehingga, siswa akan mengembangkan
pemahaman konsep yang lemah bahkan keliru dalam pembelajaran. Selama proses pembelajaran, siswa akan  mendapat mental model dari pemahamannya terhadap materi, imajinasi  dan persepsi awal.Mental model atau mental images didefinisikan sebagai penggambaran  suatu  fenomena yang mewakili ide  di dalam  pemikiran seseorang     (Jansoon,     Coll,  Richard, Somsook, & Ekasith,  2009).  Menurut Coll, 1999 dalam  (Jansoon, Coll, Richard, Somsook, & Ekasith,  2009) Mental model menjadi bentuk sederhana sebuah konsep untuk memberi stimulus, visualisasi dan memberi penjelasan dari fenomena
ilmiah. Sedangkan
Johnson,1999  mengungkapkan mental
model merupakan  potongan  informasi yang saling  berhubungan dalam struktur kognitif yang kemudian dimodelkan.
Mental model dapat dianggap sebagai  produk dalam  pembelajaran. Hal ini karena mental model memberikan informasi mengenai konsep siswa atau struktur pengetahuan yang  mendasarinya  (Coll  &  Taylor, 2002).  Sehingga, mengetahui mental model siswa menjadi salah satu  cara untuk  mengetahui konten dan  struktur pengetahuan  siswa  pada konsep  ilmiah sebagai refleksi  kemampuan siswa  dan penerapan sistem pembelajaran
(Norman, 1983). Berdasarkan    penelitian    yang dilakukan oleh Norman, 1983
pemahaman siswa tentang sains menghasilkan mental  model pada masing-masing siswa. Namun, seringkali mental model  siswa berbeda dengan mental model ilmiah. Hal  ini yang dapat memicu terjadinya kesulitan belajar  pada    siswa    dan      timbulnya miskonsepsi. Guru seharusnya mengetahui cara  siswa  membangun mental modelnya. Hal  ini  memastikan siswa tidak mengembangkan mental model yang salah karena mental model mempengaruhi  fungsi kognitif dan susunan konsep yang dimiliki siswa.
Menurut  Johnstone, 1991 dalam (Jansoon,  Coll,  Richard,  Somsook,  & Ekasith, 2009). Dalam  pembelajaran kimia,  penjelasan  fenomena umumnya dijelaskan oleh  kimiawan  dalam  tiga level  pengetahuan, yakni Level
Makroskopis,  Level Partikulat/ sub- mikroskopis, dan level simbolis. Pada level Makroskopis, penjelasan difokuskan pada
kareakteristik kimia yang dapat diamati.
Hal ini dapat  dilakukan ketika  siswa mengamati fenomena nyata di laboratorium  atau di kehidupan sehari- hari.  Pada  level makroskopis meliputi perubahan  warna, temperatur, pH larutan, pembentukan gas, atau pembentukan endapan yang  dapat diamati selama reaksi kimia berlangsung. Contohnya, level
makroskopis dari  air  meliputi deskripsi fisik air pada berbagai temparatur.
Pada level partikulat/ sub- mikroskopis  kimia diwakili dalam  hal atom, molekul, dan ion   pembentuknya menggunakan gambar  atau  model molekul. Contohnya, pada level partikulat dari air,  Gabel,  2003  dalam (Nyachwaya, et al., 2011) menggambarkan sebagai kumpulan
molekul  yang  memiliki  gaya tarik menarik  dan terdiri dari partikel  atom hidrogen dan oksigen.
Level simbolis digunakan  untuk menjelaskan
fenomena kimia makroskopis secara simbolis. Pada level ini,  sifat fisik dan  perubahan kimia diwakili bahasa simbol sehingga digunakan simbol-simbol kimia, mekanisme  reaksi,  analogi,  grafik,
rumus  kimia, dan persamaan matematis.  Contohnya,  level simbolis untuk air menggunakan formula H 2 O.
Adanya ketiga level ini menjadikan konsep kimia yang abstrak  dapat dihubungkan dengan keadaan konkritnya. Sehingga, ketiga level diatas penting peranannya dalam pembelajaran Sumber:    (Devetak,    Vogrinc,    & Glazar, 2007).
Devetak, 2005 dalam  (Jansoon, Coll,  Richard, Somsook, & Ekasith, 2009) menjelaskan ketergantungan ketiga level di  atas  yang  dihubungkan dengan pengetahuan  konkrit dan
abstrak.      Kemampuan    siswa  dalam menjelaskan hubungan ketiga level representasi dapat mempengaruhi pengetahuan memori jangka panjang siswa  (Devetak,  Vogrinc,  & Glazar, 2007).
Kesulitan siswa dalam  memahami materi kimia salah  satunya disebabkan pemahaman konsep siswa  pada ketiga level  representasi tidaklah  sempurna. Menurut  (Friedel &  Maloney, 1992 dalam (Jansoon, Coll, Richard,
Somsook, & Ekasith, 2009)) umumnya siswa  pada pembelajaran  di  sekolah ditekankan pada level simbolik saja tanpa mampu menafsirkan dan menghubungkan  secara  jelas  dari  level makroskopisnya. Penguatan konsep kimia memerlukan kemampuan untuk menerjemahkan konsep pada ketiga level  representasi. Menurut  penelitian
(Treagust et al., 2003 dalam
(Nyachwaya, 2012)) tiga level representasi kimia menjadi bagian yang terintegrasi dan  tidak  terpisahkan pada pemahaman konsep  kimia. Selain itu, sangat penting untuk memahami ketiga level representasi menjadi  satu bagian utuh. Hal ini karena, ketiganya menggambarkan dan menjelaskan fenomena  yang saling  berkaitan dan dapat juga  memudahkan  pemahaman siswa.
Disisi lain,  larutan elektrolit  dan non elektrolit  merupakan  materi  yang aplikasinya banyak terdapat di kehidupan  sehari-hari.  Siswa dengan pengalaman nyata yang dimiliki sebelumnya akan sulit menghubungkan dengan konsep kimia  jika  tidak dihubungkan dengan ketiga level representasi.  Pengajaran  dan  penilaian yang dibatasi pada pemahaman
matematis saja  akan menghilangkan koneksi konsep dengan aplikasi
kehidupan sehari-hari. Selain itu, konsep mengenai larutan  menjadi
konsep  dasar dalam  memahami reaksi kimia dalam  larutan  dengan berbagai reaksi kimia yang  melibatkan  ion-ion dalam larutan.
Sehingga, diperlukan suatu penelitian mengenai diagnostik pemahaman siswa pada larutan elektrolit      dan      non      elektrolit. Pemahaman siswa  ini dapat dilihat melalui  mental model siswa  dan tes diagnostik  yang  digunakan      adalah Open-Ended      Drawing  yang  dapat meminta siswa menganalisis  secara mendalam  dari  masalah  yang disajikan dalam ketiga level representasi.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan berbagai  manfaat  diantaranya  Bagi Guru,  Hasil  Hasil  penelitian  dapat digunakan sebagai salah satu cara untuk mengidentifikasi penggambaran mental  model  siswa.    Sehingga    guru dapat  merancang  pembelajaran  yang dapat  menjadikan mental model siswa baik dan menekankan pada konsep yang umumnya  diperoleh mental model kurang  baik. Selain  itu,    penelitian  ini dapat dijadikan      referensi  baik  untuk guru, mahasiswa, ataupun  praktisi pendidikan  mengenai mental model yang  didapatkan pada  materi larutan elektrolit. Bagi Siswa : Hasil penelitian ini  dapat digunakan untuk  mengetahui mental  model siswa  dan  menghindari kesalahan mental model yang menyebabkan kesalahan  konsep  kimia. Bagi Pemerintah : Sebagai  bahan pertimbangan dalam  evaluasi siswa dengan mengutamakan
pada pemahaman konsep.
Penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui mental model siswa  pada materi larutan elektrolit yang dianalisis menggunakan  instrumen  Open-Ended Drawin g.

## METODOLOGI
Penelitian  dilakukan  di  SMAN 10  BEKASI pada semester Genap tahun ajaran 2014/2015. Adapun waktu penelitiannya dimulai dari bulan Desember 2014 hingga bulan Mei 2015.
Penelitian    ini menggunakan metode  deskriptif  dengan  pendekatan kualitatif.  Menurut Sugiyono,  2012 deskriptif  merupakan salah satu metode penelitian  yang  bertujuan
mengulas atau menggambarkan keadaan  di    tempat  penelitian  secara sistematis  sesuai  fakta- fakta dengan interpretasi yang  tepat dan data  yang saling berhubungan. Responden  dalam penelitian  adalah siswa-siswi  kelas  X MIA  2  SMAN  10  BEKASI  yang berjumlah 36 orang. Sedangkan sampel responden untuk di wawancarai sebanyak 9 orang yang dipilih menggunakan teknik purposive sampling. Menurut Calmorin, et al. 2008 teknik  purposive sampling.  Menurut Calmorin, et  al. 2008 teknik  purposive sampling  merupakan  salah  satu  teknik pemilihan      sampel    secara      sengaja sesuai dengan persyaratan sampel yang diperlukan.  Adapun      persyaratan sampel yang diperlukan dalam penelitian ini adalah  responden yang telah mengikuti proses penelitian dengan baik  dan dipilih  berdasarkan kategori  representasi mental  model rendah,  menengah,  dan atas.  Sumber data  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah sumber data primer dan sumber data sekunder.  Sumber data
primer  diperoleh dari subjek  penelitian melalui  pengisian tes  instrumen Open- Ended  Drawing, observasi proses pembelajaran dan  wawancara      semi terstruktur   pada   siswa terkait materi Larutan Elektrolit  dan Non  elektrolit.
Sedangkan sumber data sekunder diperoleh dari wawancara  pada guru terkait  pembelajaran  sebelumnya,  dan analisis dokumen.
Guru dalam kelas penelitian mengenalkan  siswa  pada  tiga  level representasi selama pembelajaran berlangsung.  Kegiatan  pembelajaran menggunakan pendekatan student centered  dengan  metode  eksperimen  di kelas.  Kemudian siswa diberi soal sebagai  ulangan  harian  berupa  Open Ended  Drawing  tes seperti yang dilampirkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  pada  tabel berikut  ini menunjukkan  perbedaan  antara  ketiga level  representasi siswa pada  materi larutan elektrolit dan non elektrolit.
Tabel 13. Perbandingan Level representasi  Gambar siswa  kategori sesuai Pada tabel terlihat bahwa kemampuan siswa dalam temuan penelitian menunjukkan level
makroskopis  memiliki kategori sesuai yang lebih tinggi dari pada kedua level lainnya. Sedangkan pada level simbolis dan  level  mikroskopis terdapat  variasi jumlah gambar  siswa  pada kategori sesuai.  Pada butir 2,  4,  dan 5  soal memuat tema simbolis berupa  derajat ionisasi / disosiasi sehingga  level simbolis  siswa  pada  butir ini hanya melengkapi atau menambahkan dengan tema simbolis lain.
A. Makroskopik
Pada level ini siswa    diminta membedakan larutan yang difokuskan pada    karakteristik  kimia  yang dapat teramati.
i.Penggunaan indera          untuk membedakan larutan Tema    ini  hanya    dimunculkan siswa  pada butir  1. Pada butir  1, soal yang diberikan  bersifat kontekstual sehigga siswa  dapat mengaitkan  materi pembelajaran  dengan  konteks dunia nyata yang  dihadapi siswa  sehari-hari. Sehingga siswa    mampu  membuat hubungan      antara      pengetahuan  yang dimilikinya dengan penerapan  dalam kehidupan sehari-hari.
ii.Penggambaran  Alat Uji Daya  Hantar Listrik
Tema ini dimunculkan  siswa  di seluruh  butir soal.  Dengan rata-rata siswa menjawab dengan kategori sesuai.
No soal (Leve l) Makros kopik Simbol ik Mikros kopik 1           68 buah 65 buah 27 buah 2 53 buah 6 buah 33 buah 3 200 buah 39 buah 102 buah 4 8 buah 15 buah 54 buah 5 91 buah 1 buah 28 buah 6 56 buah 21 buah 30 buah
Disisi lain, terdapat juga
ketidaksesuaian  dalam  penggambaran alat uji larutan elektrolit yang dikelompokkan dalam sub-tema tertentu diantaranya adalah  ketidaklengkapan komponen  pengujian,  ketidaksesuaian langkah
pengujian, dan ketidaklengkapan penjelasan.
iii. Pengelompokkan Larutan
Tema  ini dimunculkan  siswa  di seluruh  butir  soal.  Rata-rata  siswa menjawab dengan  kategori sesuai.
Siswa      dengan kategori  sesuai umumnya mengelompokkan  dengan menetukan jenis senyawa dan menghubungkan level simbolik senyawa.  Siswa mengalami kekeliruan terbanyak  pada  pengelompokkan  HCN dan NH 3 .
iv.Penggambaran proses Pelarutan
Siswa menggambarkan proses melarutkan  kristal padatan garam  dan gula dengan air  secara makroskopis pada butir 1 dimana mental model yang dihasilkan telah  sesuai.  Seperti berikut ini:
B.Simbolik
Pada  level ini memungkinkan siswa  untuk  menjelaskan fenomena kimia yang  bersifat  makroskopis  ke dalam bentuk simbolis.
i.Penulisan Reaksi Disosiasi / Ionisasi
C. Mikroskopik
Penelitian  ini  mengetahui  mental model    siswa pada    materi larutan elektrolit  dan non elektrolit yang dianalisis menggunakan instrumen Open Ended  Drawing. Makroskopis  Penggunaan  indera untuk membedakan
larutan,
penggambaran alat uji elektrolit, pengelompokkan  larutan  berdasarkan alat uji daya hantar, dan penggambaran proses pelarutan.
Simbolis                Penulisan  reaksi disosiasi,  penjelasan  derajat disosiasi, penulisan  konfigurasi  senyawa    ionik, penulisan  struktur lewis, penulisan lambang unsur,  pemahaman indeks senyawa,  penulisan angka muatan, dan pembentukan ikatan senyawa. Mikroskopis Penggambaran
partikel  dalam  larutan, penggambaran ikatan kimia, penggambaran ukuran ion, proses menghantarkan listrik, penggambaran jumlah  partikel  dengan kemampuan  disosiasi, penggambaran fisik senyawa, dan  penggambaran angka muatan pada partikel larutan.

## KESIMPULAN
Pada  kesempatan  ini  peneliti mengucapkan  syukur kepada Allah SWT atas limpahan  rahmat-Nya serta terima kasih yang tak terhingga kepada
Orang  tua penulis  dengan  perjuangan dan  doanya  hingga  penulis  telah mencapai tahap ini.  Kepada Dosen pembimbing Ibu Dr.    Maria Paristiowati,M.Si.  dan  Bapak Dr.
Afrizal,M.Si. atas saran dan bimbingan yang  tulus, dan  Kepada  teman-teman Kelompok Peneliti  Muda  UNJ,  teman- teman  pendidikan kimia Reguler 2011 atas bantuannya selama ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Bunce,  D.  M. (2002).  Differential Effects on  The Achievement of Males and Females of Teaching The Particulate  Nature of Chemistry Volume 10 No  39.  Journal  of
Research  In  Science Teaching, 911- 927.
Chandrasegaran A. L., T. D. (2007). The Development  of  a  Two-Tiere Multiple-Choice  Diagnostic Instrument for Evaluating Secondary School Students' Ability to Describe andExplain    Chemical Reactions Using Multiple Levels of Representation.  Chemistry Education Research  and  Practice.
Volume  3. No.8, 293-307.
Chang, R. (2003). Kimia Dasar Konsep
- Konsep  Inti  Edisi  3.    Jakarta: Erlangga.
Coll,    R. K.,    & Taylor,   N.    (2002).
Mental Models in Chemistry : Senior Chemistry Students' Mental Models of  Chemical Bonding  . Chemistry Education: Research And Practice in Europe Volume 3 No.2, 175-184.
Creswell, J. W. (2013). Research Design
(Pendekatan Kualitatif,
Kuantitatif,  dan Mixed) Edisi 3.
Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Davidowitz,  B.,  Chittleborough,  C.,  &
Murray, E. (2010). Students'- Generated  Submicro  Diagrams: a Useful  Tool  for  Teaching    and Learning Chemical Equations and Stoichiometry. Chemistry  Education Research  and  Practice,  Volume 11, 154-164.
Devetak, I., Vogrinc, J., & Glazar, S. A. (2007). Assessing 16- Years Old Students'  Understanding of Aqueos Solution      at Submicroscopic Level. DOI 10.1007/s11165-007- 9077-2. Res Sci Educ.
Gilbert, J., Boulter, C., & Elmer, R. (2000). Positioning     Models     in Science  Education and in
Design    and Technology Education.
In J.K. Gilbert  & C.J. Boulter
(Eds.). Developing  Models in
Science Education, 3-17.
Jansoon, n., Coll, Richard, Somsook, &
Ekasith.    (2009).    Understanding Mental Models  of  Dilution  in  Thai Students. International  Journal of Environmental & Science Education. Volume 4, No.2, 147-168.
Lajium, D. D. (2013). Students' Mental Model of    Chemical    Reactions
(Thesis). Hamilton, New  Zealand:
University of Waikato.
Lawshe, C.  H.  (1975).  A qualitative Approach  to  Content    Validity. Personel Pychology, Volume 28, 563- 575.
Ninsih, S. R., Kuswati, t. m., & Sukardjo, E.M. (2013). Kimia, SMA/MA Kelas X. Jakarta: Bumi Aksara.
Norman. (1983). Some Observations on Mental Models  In Gentner D,  eds. Mental Models. Hillsdale: Lawrence Erlbaum.
Nyachwaya,  J.  M.  (2012).  College Students'  Understanding  of the
Particulate  Nature of  Matter Across Reaction Types (Dissertation). United States:  Faculty  of the Graduate School,  University of Minnesotta.
Nyachwaya,  J.  M.,  Mohamed,  A.-R., Roehrig, G. H., Wood, N. B., Kern,    A.  L.,  &  Schneider,  J. L.
(2011).  The  Development of An Open Ended  Drawing Tool: An Alternative      Diagnostic  Tool  For Assessing  Students'  Understanding of The  Particulate Nature Matter. Chemistry  Education  Research  and Practice.  Volume 12, 121-132