## MISKONSEPSI MAHASISWA CALON GURU FISIKA TENTANG HUKUM I NEWTON DAN GRAVITASI
Ngia Masta ngia.masta@uki.ac.id
Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Kristen Indonesia

## ABSTRACT
This  study  aims  to  investigate  Newton's  legal  errors  and  gravity  in prospective physics students. Participants in this study came from 39 students of the  Physics  Education  study  program,  Teacher Training  and  Education Faculty, Universitas  Kristen  Indonesia  in  the  2018-2019  academic  year.  The  instrument used  was  misconception  diagnostic  test  in  form  multiple  choice  with  closed reasons  consisting  of  five  items.  Diagnostic  test  were  adopted  from  the  Force Concept  Inventory  (FCI)  instrument  with  sub  topics  of  Newton's  Law  I  and Implementation.  Answers  were  coded  correspond  to  the  misconception taxonomy  of  FCI.  The  average  percentage  of  misconceptions  resolved  by students on gracity sub-topics was assisted: air pressure-assisted gravity(13.80%),gravity intrinsic to mass (39.25%), and heavier objects fall faster (27.95%). Furthermore, the average percentage of student misconception on the Newto n’s  1 st Law,  consists  of:  only  active  agents  exert  force  (25.03%),  motion implies active force (28.20%), no motion implies no force (16.65% (48.75%), and velocity proportional to applied force (48.75%) .The results of this study will help teachers  and  curriculum  makers  to  revise  the  learning  meto  and  content  of textbooks to overcome misconceptions.
Keywords : Gravitasi, Miskonsepsi, Hukum I Newton, FCI

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi miskonsepsi Hukum I Newton dan  Gravitasi  pada  mahasiswa  calon  guru fisika.  Partisipan  dalam  penelitian  ini berasal dari 39 mahasiswa  program studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Kristen Indonesia tahun akademik 2018-2019. Instrumen  yang  digunakan  adalah  tes  diagnostik  miskonsepsi  berbentuk  pilihan ganda  dengan  alasan  tertutup  yang  terdiri  atas  lima  butir  soal.  Tes  diagnostik diadopsi dari instrumen Force Concept Inventory (FCI) dengan sub topik Hukum I  Newton  dan  gravitasi.  Jawaban  yang  keliru  diberi  kode  sesuai  dengan taksonomi  miskonsepsi Hastenes.  Rerata  persentase  miskonsepsi yang  dialami oleh  mahasiswa  pada  sub  topik  gravitasi,  di  antaranya:  tekanan  udara memperbesar  percepatan  gravitasi  (13,80%),  gravitasi  dipengaruhi  oleh  massa (39,25%),  dan  benda  berat  jatuh  lebih  cepat  (27,95%).  Selanjutnya,  rerata persentase miskonsepsi mahasiswa pada sub topik Hukum I Newton, terdiri atas: hanya  benda  bergerak  yang  menghasilkan  gaya  (25,03%),  gerak  memerlukan gaya  aktif  (28,20%),  benda  diam  tidak  mengalami  gaya  (16,65%),  dan  gaya sebanding  dengan  kecepatan  benda  (48,75%).Hasil  dari  penelitian  ini  akan membantu guru dan pembuat kurikulum untuk merevisi metoe pembelajaran dan isi buku teks untuk mengatasi miskonsepsi.
Kata Kunci : Gravitasi, Miskonsepsi, Hukum I Newton, FCI

## PENDAHULUAN
Berdasarkan aliran konstruktivis dalam dunia pendidikan, setiap pebelajar akan memulai tahap  belajarnya  dengan  pengetahuan  awalnya  atau  biasa  disebut  dengan  prakonsepsi. Prakonsepsi  hadir  sebagai  hasil  interaksi  pebelajar  dengan  lingkungannya  dan  sering  kali terbentuk dalam wujud pandangan naif mengenai suatu fenomena, sehingga mengkonstruk konsepsi yang tidak sesuai dengan konsepsi para ahli. Konsepsi yang berbeda ini kemudian disebut  sebagai  prakonsepsi  atau  miskonsepsi.  Mekanika  merupakan  salah  satu miskonsepsi  dalam  bidang  fisika  yang  telah  banyak  diteliti,  karena  mekanika  merupakan bidang  pertama  yang  dipelajari  sebelum  mempelajari  topik  berikutnya,  mekanika  menjadi fundamental bagi kajian-kajian berikutnya dalam fisika.
Miskonsepsi mengenai mekanika telah banyak ditemui, terutama pada Hukum I Newton dan  gravitasi.  Miskonsepsi  ini  paling  mudah  ditemui,  namun  tidak  mudah  untuk  diperbaiki, terutama  jika  pebelajar  memperolehnya  dari  guru  pada  pembelajaran  konvensional. Beberapa  penelitian  tentang  miskonsepsi  berfokus  pada  miskonsepsi  siswa,  dari  sekolah menengah  pada  pelajaran  mekanika,  terutama  pada  bahasan  Hukum  Newton.  Hukum Newton  memegang  peranan  yang  sangat  penting  dalam  mempelajari  Fisika  karena  akan berhubungan  dengan  kajian-kajian  berikutnya  dalam  fisika.  Dengan  demikian  miskonsepsi pada hukum I newton dan gravitasi menjadi perlu untuk ditangani dalam pembelajaran.
Miskonsepsi  dikenal  sulit  untuk  ditangani  (diremediasi)  terutama  jika  pembelajarannya mash  konvensional.  Miskonsepsi  dapat  diatasi  melalui    pembelajaran  yang  memfasilitasi perubahan  konseptual.  Kemampuan  guru  untuk  merancang  dan  melaksanakan pembelajaran  yang  memfasilitasi  terjdinya  perubahan  konseptual  ditentukan  oleh  seberapa baik  guru  dapat  mengidentifikasi  miskonsepsi  yang  dialami  pebelajar.  Berdasarkan  uraian diatas,  maka  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengidentifikasi  miskonsepsi  mahasiswa  calon guru fisika tentang Hukum I Newton dan gravitasi.

## METODOLOGI PENELITIAN
Populasi pada penelitian ini meliputi mahasiswa semester II, IV, VI dan VIII Program Studi  Pendidikan  Fisika  Universitas  Kristen  Indonesia  Tahun  Akademik  2018-2019  yang berjumlah  50  orang.  Teknik  pengambilan  sampel  dilakukan  menggunakan simple  random sampling, diperoleh  39  orang  responden.  Instrumen  yang  digunakan  adalah  soal  pilihan ganda dengan alasan tertutup. Instrumen yang digunakan adalah tes diagnostik miskonsepsi berupa  soal  pilihan  ganda  dengan  alasan  tertutup.  Instrumen  diadaptasi  dari  instrumen Force  Concept  Inventory (FCI)  oleh  Hastenes,  dkk  dengan  sub  topik  Hukum  I  Newton  dan gravitasi.  Konsepsi  alternatif  atau  miskonsepsi  mahasiswa  calon  guru    fisika  diidentifikasi
berdasarkan jawaban pilihan ganda partisipan beserta alasannya. Partisipan menyelesaikan tes  diagnostik  miskonsepsi  secara  individu.  Instrumen  dikerjakan  dalam  waktu  20  menit. Distribusi sub topik dan butir soal disajikan melalui Tabel 1.
Tabel 1 Distribusi butir soal berdasarkan subtopik pada FCI
Sub Topik Nomor Butir Soal Gravitasi 1,2 Hukum 1 Newton 3,4,5

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Deskripsi statistik dilakukan terhadap pilihan jawaban dan alasan tes diagnostik yang diisi partisipan untuk menganalisa konsepsi alternatif mahasiswa calon guru fisika. Deskripsi hasil ini kemudian dapat memberikan gambaran konsepsi partisipan.
Gravitasi
Miskonsepsi tentang gravitasi dapat didiagnosis dari fenomena jatuh bebas, yang diberikan pada soal nomor 1 dan 2.

## 1.  Deskripsi jawaban Soal Nomor 1
Soal  nomor  1  berisi  tentang  gerak  jatuh  bebas  yang  terjadi  pada  sebuah  batu  dan  sehelai bulu.    Gambar  1  menunjukkan  hanya  31,4%  siswa  menjawab  betul,  yaitu  kedua  benda sampai secara bersamaan. Jawaban paling banyak (57,1%) adalah batu lebih cepat sampai di  dasar.    Dari  Gambar  1  diketahui  bahwa  sebagian  besar  mahasiswa  calon  guru  fisika mengalami miskonsepsi tentang jatuh bebas.
Berdasarkan  metode  FCI  (Hestenes,1992),  maka  penyebab  mahasiswa  mengalami miskonsepsi dapat digali menggunakan taksonomi miskonsepsi FCI. Pernyataan-pernyataan yang  digunakan  sebagai  alasan  kemudian  diberi  kode  dan  ditabulasi  sesuai  metode taksonomi  FCI  dan  hasilnya  diberikan  pada  Gambar  2.  Dari  Gambar  2  diperoleh  alasan percepatan  gravitasi  dipengaruhi  massa  benda  (G2)  adalah  alasan  yang  paling  banyak dipilih  (38,5%).  Kemudian  disusul  konsepsi  benda  yang  lebih  berat  akan  jatuh  lebih  cepat (G3)  sebanyak  33%,  dan  tekanan  udara  mempercepat  gravitasi  (G1)  sebanyak  12,8%. Sedangkan  hanya  23,1%  mahasiswa  yang  memilih  konsepsi  saintifik,  yaitu  massa  tidak mempengaruhi percepatan gravitasi.

## Gambar 2 Sebaran alasan soal nomor 1

## 2.  Deskripsi jawaban Soal Nomor 2
Soal  nomor  2  berisi  tentang  percepatan  dua  benda  dengan  massa  berbeda  yang meluncur  terhadap  bidang  miring.    Gambar  3  menunjukkan  hanya  25,6%  siswa  menjawab betul,  yaitu  kedua  benda  memiliki  percepatan  sama  besar.  Jawaban  betul  adalah  kedua benda  meluncur  terhadap  bidang  miring  dengan  percepatan  gravitasi,  tanpa  dipengaruhi oleh  massa  dan  bentuk  benda.  Jawaban  paling  banyak  (43,6%)  adalah  benda  yang  berat akan  mengalami  percepatan  lebih  besar.  Kemudian  benda  ringan  akan  jatuh  lebih  cepat (30,8%).    Dari  Gambar  3  diketahui  bahwa  sebagian  besar  mahasiswa  calon  guru  fisika mengalami miskonsepsi tentang gravitasi.

## Gambar 3 Sebaran jawaban soal nomor 2
Selajutnya  penyebab  mahasiswa  mengalami  miskonsepsi  digali  menggunakan  taksonomi miskonsepsi FCI. Gambar 4 menunjukkan sebaran miskonsepsi mahasiswa tentang gravitasi berdasarkan taksonomi FCI, antara lain: percepatan gravitasi dipengaruhi massa benda (G2) sebanyak  40%,  benda  yang  lebih  berat  akan  jatuh  lebih  cepat  (G3)  sebanyak  22,9%, tekanan  udara  mempercepat  gravitasi  (G1)  sebanyak  14,8%  dan  bentuk  batu  mengurangi gaya  gesek  (2,9%).  Sedangkan  hanya  22,9%  mahasiswa  yang  memilih  konsepsi  saintifik, yaitu massa tidak mempengaruhi percepatan gravitasi.

## Hukum I Newton

## 1.  Deskripsi jawaban Mahasiswa pada soal nomor tiga
Soal nomor 3 berisi tentang kesetimbangan yang dialami oleh sebuah benda.  Gambar 5 menunjukkan  hanya  sedikit  mahasiswa  yang  menjawab  betul  (15,4%)  dan  sisanya  keliru. Jawaban  betul  adalah  benda  diam  mengalami  gaya-gaya  eksternal,  namun  saling meniadakan.  Pada  buku  yang  diam    tersebut  mengalami  gaya  berat  dan  gaya  normal, namun  resultan  gaya-gayanya  adalah  nol  (saling  meniadakan).  Jawaban  keliru  paling banyak  (82,1%)  adalah  tidak  ada  gaya  yang  bekerja  pada  buku.  Kemudian  disusul  buku tersebut diam karena memiliki berat (2,6%).  Dari Gambar 5 diketahui bahwa sebagian besar mahasiswa  calon  guru  fisika  mengalami  miskonsepsi  tentang  benda  diam  dalam  Hukum  I Newton.

## Gambar 5 Sebaran jawaban soal nomor 3
Gambar  6  menunjukkan  sebaran  miskonsepsi  mahasiswa  tentang  konsepsi  benda  diam berdasarkan taksonomi FCI, antara lain: benda diam tidak mengalami gaya (AF3) sebanyak 28,2%, hanya benda bergerak yang menghasilkan gaya (AF1) sebanyak 12,8%, dan hanya benda bergerak yang mengalami gaya (AF2) sebanyak 28,2%. Persentase mahasiswa yang memilih  konsepsi  saintifik,  yaitu  gaya  netto  pada  buku  adalah  nol,  cukup  banyak  (48,7%). Namun  apabila  dibandingkan  dengan  jawaban  soal  yang  banyak  keliru,  maka  ditemukan bahwa  ada  kekurang-mampuan  mahasiswa  untuk  memahami  konsepsi  gaya  netto  adalah nol  artinya  benda  tersebut  mengalami  gaya,  namun  apabila  dijumlahkan  hasilnya  nol  atau gaya-gaya pada benda tersebut saling meniadakan.

## Gambar 6 Sebaran alasan soal nomor 3

## 2.  Deskripsi jawaban Mahasiswa pada soal no 4
Soal nomor 4 berisi tentang konsepsi kesetimbangan yang dialami oleh sebuah benda. Kesetimbangan  dialami  tidak  hanya  pada  benda  diam,  namun  juga  pada  benda  yang bergerak  dengan  kecepatan  konstan.    Gambar  7  menunjukkan  hanya  sedikit  mahasiswa yang menjawab betul (12,8%) dan sisanya keliru. Jawaban betul adalah mobil B juga dalam keadaan  setimbang,  karena  mobil  B  bergerak  dengan  kecepatan  konstan.  Benda  yang bergerak dengan kecepatan konstan juga mengalami resultan gaya-gaya sama dengan  nol (saling meniadakan). Maka antara mobil B dan Mobil A resultan gayanya sama besar, yaitu nol.  Jawaban  keliru  paling  banyak  (46,2%)  adalah  total  gaya  mobil  B  lebih  besar  daripada mobil  A.  Kemudian  disusul  hanya  mobil  B  yang  mengalami  gaya  (41%).    Dari  Gambar  7 diketahui  bahwa  sebagian  besar  mahasiswa  calon  guru  fisika  mengalami  miskonsepsi tentang kesetimbangan pada Hukum I Newton.

## Gambar 7 Sebaran jawaban soal nomor 4
Gambar 8 menunjukkan sebaran miskonsepsi mahasiswa tentang konsepsi kesetimbangan pada  hukum I  Newton  berdasarkan  taksonomi  FCI,  antara  lain:  semakin  cepat  gerak suatu benda maka akan semakin besar gaya  yang dialaminya (AF4) sebanyak 46,2% dan benda bergerak mengalami resultan gaya tidak nol (AF1) sebanyak 41,8%.  Persentase mahasiswa yang memilih konsepsi saintifik , yaitu benda yang mengalami kesetimbangan adalah benda yang mengalami resultan gaya sama dengan nol, cukup sedikit yaitu  sebanyak 15,4%. Dari Gambar  8  terlihat  bahwa  tidak  ada  mahasiswa  yang  memilih  opsi  benda  yang  setimbang selalu diam. Ini menunjukkan mahasiswa tahu bahwa keadaan setimbang juga dimiliki oleh benda  yang  bergerak  dengan  kecepatan  konstan.  Jika  dibandingkan  dengan  sebaran jawaban pada Gambar 7, maka dapat disimpulkan terdapat kekurang-mampuan mahasiswa untuk memahami konsepsi kesetimbangan  yang  terjadi  pada  benda  yang  bergerak  dengan kecepatan konstan.

## Gambar 8 Sebaran alasan soal nomor 4
3.  Deskripsi jawaban Mahasiswa pada soal nomor 5.
Soal nomor 5 bertujuan untuk mendiagnosiskonsepsi kesetimbangan yang dialami oleh benda yang bergerak dengan kecepatan konstan. Benda yang berada dalam kesetimbangan mengalami resultan gaya sama dengan nol, berapa pun massanya. Gambar 9 menunjukkan hanya  sedikit  mahasiswa  yang  menjawab  betul  (25,7%)  dan  sisanya  keliru.  Jawaban  betul adalah baik sepeda maupun mobil truk sama sama mengalami resultan gaya sama dengan nol.  Jawaban  keliru  paling  banyak  dialami  hampir  separuh  dari  jumlah  partisipan  (53,8%) adalah  resultan  gaya  truk  lebih  besar  daripada  sepeda.  Kemudian  disusul  baik  sepeda maupun  truk  tidak  mengalami  gaya  (28,2%).    Dari  Gambar  9  diketahui  bahwa  sebagian besar  mahasiswa  calon  guru  fisika  mengalami  miskonsepsi  tentang  kesetimbangan  pada Hukum I Newton.

## Gambar 9 Sebaran Jawaban Soal Nomor 5
Gambar  10  menunjukkan  sebaran  miskonsepsi  mahasiswa  tentang  konsepsi kesetimbangan  pada  hukum  I  Newton  berdasarkan  taksonomi  FCI,  antara  lain:  semakin cepat gerak suatu benda maka akan semakin besar gaya yang dialaminya (AF4) sebanyak 51,3%,  benda  bergerak  mengalami  resultan  gaya  tidak  nol  (AF1)  sebanyak  20,5%  dan benda  yang  setimbang  hanya  benda  diam  (AF3)  sebanyak  5,1%.    Persentase  mahasiswa yang memilih konsepsi saintifik , yaitu benda yang mengalami kesetimbangan adalah benda yang mengalami resultan gaya sama dengan nol sebanyak 23,1%.
Analisa Miskonsepsi berdasarkan Taksonomi Penemuan Konsep FCI
Tabel 2 memberikan distribusi persentase miskonsepsi yang dialami siswa beserta taksonomi miskonsepsinya berdasarkan instrumen penemuan konsep FCI. Sebanyak 73,10% mahasiswa mengalami miskonsepsi pada sub topik gravitasi, dengan rerata persentase taksonomi miskonsepsi paling besar adalah massa mempengaruhi gravitasi (G2).
Miskonsepsi tentang hukum I Newton dialami oleh 81,20%, dengan rerata persentase taksonomi miskonsepsi paling besar adalah gaya sebanding dengan kecepatan benda (AF4).
Tabel 2 Miskonsepsi Hukum 1 Newton dan Gravitasi berdasarkan Taksonomi
Penemuan Konsepsi FCI Sub Topik Nomor Soal Persentase Miskonsepsi Kode Rerata Persentase Gravitasi 1,2 73,10% G1 13,80% G2 39,25% G3 27,95% Hukum 1 Newton 3,4,5 81,20% AF1 25,03% AF2 28,20% AF3 16,65% AF4 48,75%

## KESIMPULAN DAN SARAN
Tes  diagnostik  miskonsepsi  mahasiswa  calon  guru  fisika  penting  untuk  dilakukan, terutama  pada  sub  topik  Hukum  I  Newton  dan  gravitasi,  karena  kedepannya  mereka  akan menjadi  guru  yang  mampu  untuk  menyiapkan  dan  melaksanakan  pembelajaran  yang memfasilitasi  terjadinya  perubahan  konseptual  pada  siswa.  Pada  penelitian  ini  telah melakukan  diagnosis  miskonsepsi  pada  mahasiswa  calon  guru  fisika  menggunakan instrumen  pilihan  ganda  dengan  alasan  tertutup  yang  diadaptasi  dari  tes  diagnostik  FCI. Berdasarkan  taksonomi  miskonsepsi  FCI,  rerata  persentase  miskonsepsi  mahasiswa  pada sub  topik  gravitasi,  terdiri  atas:  G1  (13,80%),  G2  (39,25%),  dan  G3  (27,95%).  Rerata persentase  miskonsepsi  mahasiswa  pada  sub  topik  Hukum  I  Newton,  terdiri  atas:    AF1 (25,03%), AF2 (28,20%), AF3 (16,65%), dan AF4 (48,75%). Dari hasil tes diperoleh bahwa rata-rata persentase miskonsepsi mahasiswa pada sub topik gravitasi dan Hukum I Newton masing-masing  adalah  73,10%  dan  81,20%.  Jumlah  rerata  persentase  miskonsepsi  pada mahasiswa  calon  guru  fisika  yang  cukup  besar  ini  menunjukkan  perlunya  revisi  pada kurikulum,  buku  teks,  dan  perencanaan  pembelajaran  untuk  memfasilitasi  terjadinya perubahan konseptual pada diri mahasiswa menjadi konsepsi yang saintifik.
Saran bagi Tenaga Pendidik: rerata persentase miskonsepsi pada mahasiswa calon guru fisika yang cukup besar ini menunjukkan perlunya revisi pada kurikulum, buku teks, dan perencanaan  pembelajaran  untuk  memfasilitasi  terjadinya  perubahan  konseptual  pada  diri mahasiswa menjadi konsepsi yang saintifik. Saran bagi penelitian selanjutnya: peneliti masih perlu dalam mengembangkan sub topik lain dalam penelitian berikutnya.

## ACUAN PUSTAKA
Seyed A. F., Mora, C. (2015). An Investigation About Misconception in Force and Motion in High  School .US-China  Education  Review  A:  David  Publishing.  Vol.  5  No.  1,  Januari 2015.
Anggoro,  S.,  Widodo,  A.,  Suhandi,  A.  (2017). Pre-service  Elementary  Teachers Understanding  on  Force  and  Motion. International  Conference  on  Mathematics  and Science Education: IOP Publishing. Vol. 895 No. 012151.
López,  M.  L.  (2003). Angular  and  linear  acceleration  in  a  rigid  rolling  body:  Students’ misconceptions .  European  Journal  of  Physics:  IOP  ebooks,  Vol.  24,  No.  6, September 2003.
Hasan, S., Bagayoko, D., Kelley, E. L., Misconceptions and the Certainty of Response Index ( CRI ) . Physics Education: Teaching Physics. Vol.34 No.5. September 1999.
Hestenes,    D.,  Wells,  M.,  Swackhamer,  G.  (1992) Force  Concept  Inventory .  The  Physics Teacher. Vol. 30, Maret 1992.
Reddy,  L.  (2015) Misconceptions  Associated  With  Kinematic  Graphs  in .  ISTE  Conference Paper. No. 1992.
Lichtenberger,  A.,  Wagner,  C.,  Hofer,  S.  I.,  Stern,  E.  Vaterlaus,  A.  (2017) Validation  And Structural  Analysis  Of  The  Kinematics  Concept  Test .  Physical  Review  Physics Education  Research:  The  American  Physical  Society.  Vol.  13,  No.  010115,  April 2017.
Zavala, G., Tejeda, S., Barniol, P., Beichner, R. J. (2017) Modifying the test of understanding graphs  in  kinematics .  Physical  Review  Physics  Education  Research:  The  American Physical Society. Vol. 13, No. 020111, Agustus 2017.
Kaltakçi,  D.  (2012). Development  and  application  of  a  four-tier  test  to  assess  pre-service physics teachers misconceptions about geometrical optics . Unpublished PhD Thesis: Middle East Technical University. September 2012.
Sencar,  S.,  Yilmaz,  E.  E.,  Eryilmaz,  A.  (2005). Students  ’  Misconceptions  About  Simple Electric  Circuits .  Tesis:  The  Graduate  School  of  Natural  and  Applied  Sciences  of Middle East Technical Unversity. Vol. 21, September 2005.