Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan instrumen tesdiagnostik matematika yang valid dan reliabel untuk mengukurkemampuan matematika calon guru fisika. Hal ini penting karena untukmemahami konsep fisika, mahasiswa memerlukan kemampuanmatematika sebagai bahasa dalam menterjemahkan permasalahan fisika.Instrumen tes diagnostik ini dikembangkan menggunakan metodepengembangan four-D. Ada empat langkah penelitian ini: (1) define, (2)design, (3) develop, dan (4) disseminate. Proses validasi instrumen adadua yaitu validasi ahli (ahli matematika, ahli fisika, dan ahli evaluasi) danvalidasi empiris. Tiga validator ahli merekomendasikan ada 68% soal tesyang valid tanpa revisi, dan 32% harus direvisi. Berdasarkan hasil validasiempiris, sebesar 70% instrumen tes diagnostik matematika valid danreliabel yang ditunjukkan dengan nilai alpha sebesar 0,729.Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan instrumen tesdiagnostik matematika yang valid dan reliabel untuk mengukurkemampuan matematika calon guru fisika. Hal ini penting karena untukmemahami konsep fisika, mahasiswa memerlukan kemampuanmatematika sebagai bahasa dalam menterjemahkan permasalahan fisika.Instrumen tes diagnostik ini dikembangkan menggunakan metodepengembangan four-D. Ada empat langkah penelitian ini: (1) define, (2)design, (3) develop, dan (4) disseminate. Proses validasi instrumen adadua yaitu validasi ahli (ahli matematika, ahli fisika, dan ahli evaluasi) danvalidasi empiris. Tiga validator ahli merekomendasikan ada 68% soal tesyang valid tanpa revisi, dan 32% harus direvisi. Berdasarkan hasil validasiempiris, sebesar 70% instrumen tes diagnostik matematika valid danreliabel yang ditunjukkan dengan nilai alpha sebesar 0,729

Wibowo, Hari Anggit Cahyo

English

OJS STKIP Al Hikmah Surabaya

p-ISSN: 2622-7711 Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan Integrasinyae-ISSN: 2622-7576 Vol. 02, No. 02, Oktober 2019Pengembangan dan Validitas Instrumen Tes Diagnostik Kemampuan Matematika pada Materi Listrik Magnet1)Hari Anggit Cahyo Wibowo*, 1)Faiz Hasyim, 1)Ahmad Iqbal Majid, 1)Firman Ma’ruf1Program Studi Pendidikan Fisika STKIP Al Hikmah Surabaya*anggitpm2013@gmail.com Abstrak Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menghasilkan  instrumen  tesdiagnostik  matematika  yang  valid  dan  reliabel  untuk  mengukurkemampuan matematika calon guru fisika. Hal ini penting karena untukmemahami  konsep  fisika,  mahasiswa  memerlukan  kemampuanmatematika sebagai bahasa dalam menterjemahkan permasalahan fisika.Instrumen  tes  diagnostik  ini  dikembangkan  menggunakan  metodepengembangan  four-D. Ada empat langkah penelitian ini:  (1) define, (2)design, (3) develop,  dan (4) disseminate. Proses validasi instrumen adadua yaitu validasi ahli (ahli matematika, ahli fisika, dan ahli evaluasi) danvalidasi empiris. Tiga validator ahli merekomendasikan ada 68% soal tesyang valid tanpa revisi, dan 32% harus direvisi. Berdasarkan hasil validasiempiris,  sebesar  70%  instrumen  tes  diagnostik  matematika  valid  danreliabel yang ditunjukkan dengan nilai alpha sebesar 0,729. Kata  kunci:  pengembangan,  validitas,  instrumen  tes  diagnostik,kemampuan matematika, lisrik magnet1.  PendahuluanSebagai ilmu sains dasar (fundamentals science) fisika dipelajari baik di tingkat sekolahmenengah maupun perguruan tinggi. Fisika merupakan dasar berkembangnya teknologicanggih seperti processor, material sensor dengan akurasi hingga level nano, teknologidigital  dan lain sebagainya.  Bagi  peserta didik  pembelajaran Fisika merupakan salahsatu wahana untuk menumbuhkan kemampuan berpikir  [1]. Fisika juga dapat melatihketerampilan berpikir,  kreatifitas,  psikomotor dan,  bagaimana memilih  dan mengambilkeputusan di masa depan [2]. Penguasaan terhadap konsep-konsep Fisika dengan baiksangat diperlukan bagi generasi muda yang ingin mengembangkan teknologi canggih dimasa depan.Vol. 02, No. 02, Oktober 2019Untuk  memahami konsep-konsep  dalam  ilmu Fisika  diperlukan  pemahaman yangbaik  pada  konsep  Matematika.  Konsep  matematika  banyak  digunakan  sebagai  alatuntuk menurunkan persamaan, menghitung, termasuk pula untuk memahami konsep-konsep Fisika[3],  [4],  [5]. Sebagai contoh untuk memahami konsep kecepatan sesaatmaka  diperlukan  pemahaman  yang  baik  mengenai  konsep  limit  dan  turunan.  Bagimahasiswa yang sedang belajar Fisika sangat dibutuhkan kemampuan matematika yangcukup  untuk  memahami  konsep-konsep  Fisika  tersebut. Penelitian  lain  mengatakanbahwa kemampuan Matematika memiliki pengaruh terhadap prestasi belajar Fisika  [6]dan kemampuan menyelesaikan soal-soal Fisika  [7]. Pada proses pembelajaran Fisikakesulitan memahami representasi matematis menempati persentase tertinggi kesulitanbelajar Fisika dengan nilai 38 %  [8].Pada era saat ini tidak jarang ditemui adanya lintas program studi lanjutan. Sebagaicontoh siswa  SMA, MA, SMK tidak sedikit yang melanjutkan pendidikan pada jenjangperguruan  tinggi  dengan  memilih  program  Pendidikan  Fisika.  Sebagian  besar  darimahasiswa Pendidikan Fisika kelak di  masa depan akan berprofesi  sebagai  seorangpendidik (guru atau dosen). Sebagai pendidik Fisika maka penguasaan konsep Fisikayang baik mutlak diperlukan. Hal ini karena mereka tidak belajar Fisika untuk diri merekasendiri  melainkan  untuk  orang  lain  yaitu  anak  didik  mereka  kelak.  Latar  belakangpendidikan yang tidak seragam tersebut tentu berpengaruh terhadap perbedaan tingkatpengetahuan awal baik dalam konsep Fisika maupun Matematika. Penanggulanan dari adanya latar belakang yang berbeda tersebut (terhadap tingkatpengetahuan awal,  baik dalam konsep fisika maupun matematika),  maka  diperlukaninstrumen  diagnostik  untuk mengukur tingkat kesiapan kemampuan matematika yangdigunakan untuk memahami fisika. Tes diagnostik  merupakan suatu bentuk tes yangberupaya  untuk  menemukan  kelemahan  yang  dialami  seseorang  melalui  pengujianuntuk mendapatkan suatu keputusan yang seksama atas gejala-gejala tentang suatu hal[9].  Untuk memperoleh instrumen tes diagnostik yang baik ada beberapa kriteria yangharus dipenuhi diantaranya:  adanya tujuan,  adanya kisi-kisi,  rumusan butir soal, telaahsoal dan revisi, uji  coba soal, analisis dan interpretasi, perumusan soal, implementasi[10]. Sehingga berdasarkan uraian tersebut perlu disusun instrumen tes diagnostik yangvalid untuk mengetahui bekal kemampuan matematika untuk memahami konsep-konsepFisika. Adanya instrumen tersebut diharapkan dapat mendeteksi lebih dini pemahamanmahasiswa baru khususnya Pendidikan Fisika terkait perbedaan bekal dan perbedaankemampuan matematika yang didapat  sewaktu sekolah menengah. Dengan demikian14Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan IntegrasinyaVol. 02, No. 02, Oktober 2019pembelajaran Fisika untuk mahasiswa Pendidikan Fisika dapat dilakukan lebih efektifdan efisien. 2.  MetodePenelitian  ini  menggunakan  metode  research  and  development (penelitian  danpengembangan). Model pengembangan yang dipilih dalam penelitian ini adalah  four-D(Define, Design, Develop, Disseminate)  [11]. Metode pengembangan ini dipilih karenatahap-tahap pelaksanaan dalam  four-D dibagi  secara detail  dan sistematik,  sehinggaproses pengembangan instrumen dapat berjalan efektif dan efisien serta mendapatkankualitas yang baik.Bagan Alur Penelitian dengan model pengembangan four-D. 15Vol. 02, No. 02, Oktober 2019Tahap define diawali dengan adanya kajian literatur yang berkaitan dengan penelitianpengembangan, instrumen diagnostik, kesulitan belajar, kemampuan matematika untukmemahami  fisika  dan literatur  lain  yang relevan.  Setelah didapatkan  cukup referensikegiatan berikutnya yaitu, analisis  materi  fisika dan analisis konsep matematika padamateri  yang  relevan.  Pada  penelitian  ini  dipilih  materi  listrik  magnet  (topik  HukumCoulomb, Medan Listrik, dan Hukum Gauss) karena karakteristik dari materi ini sangatmembutuhkan pemahaman konsep matematika. Pada tahap design dilakukan inventarisasi konsep matematika pada topik yang dipilihyaitu  Hukum  Coulomb,  Medan  Listrik,  dan  Hukum  Gauss.   Berdasarkan  hasilinventarisasi konsep matematika pada materi tersebut kemudian dibuat matrik konsep16Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan IntegrasinyaVol. 02, No. 02, Oktober 2019matematika-topik fisika dan matrik argumentasi-soal. Matrik konsep matematika-materifisika  menggambarkan  keterkaitan  antara  konsep  matematika  dan  penggunaannyadalam  materi  fisika.  Matrik  ini  kemudian  menghasilkan  argumentasi  penggunaanmatematika  dalam  fisika.  Matrik  argumentasi-soal  sebenarnya  merupakan  kelanjutandari  matrik  konsep  matematika-topik  fisika,  akan  tetapi  untuk  memudahkan  analisisdibuatlah  matrik  terpisah  yang  mengaitkan  antara  argumentasi  dengan  butir  soaldiagnostik yang dikembangkan. Tahap  berikutnya  adalah  develop  yaitu  proses  penyusunan  instrumen  tesberdasarkan  matrik  konsep  matematika-topik  fisika  dan  matrik  argumentasi-soal.Instrumen tes yang telah dikembangkan kemudian divalidasi. Validasi pertama dilakukankepada ahli evaluasi, ahli matematik, dan ahli materi fisika. Validasi ini kemudian disebutsebagai  validasi  ahli.  Validasi  berikutnya  adalah  validasi  empiris,  yaitu  denganmelakukan ujicoba terbatas instrumen yang telah divalidasi ahli. Subjek yang dipilih padapenelitian pengembangan ini adalah mahasiswa program studi Pendidikan Fisika  yangsudah  mendapatkan  matakuliah  matematika  dasar.  Mahasiswa  tersebut  merupakanmahasiswa calon pendidik  Fisika,  sehingga  mereka dituntut  untuk  menguasai  materiFisika dengan baik. Proses ujicoba terbatas melibatkan 14 orang mahasiswa pendidikanfisika  STKIP  Al  Hikmah  Surabaya.  Hasil  validasi  empiris  dianalisis  menggunakanperangkat lunak SPSS, untuk mengetahui validitas dan reliabilitas instrumen soal. Padaakhir setiap validasi,  baik validasi ahli  maupun validasi empiris dilakukan analisis danrevisi untuk memperbaiki kualitas instrumen tes diagnostik tersebut. Tahap  terakhir merupakan  tahap  disseminate yaitu  instrumen  yang  sudah  validdisebarluaskan untuk digunakan.  Pata tahap ini direncanakan akan disebarluaskan dibeberapa perguruan tinggi lain. 3.  Hasil dan diskusiHasil  dari  tahap  define diantaranya  adalah  referensi  yang  mendukung  pentingnyapenguasaan konsep matematika untuk memahami fisika sebagaimana disebutkan dalampenelitian-penelitian sebelumnya.  Selain  itu telah ditentukan pula bahwa materi  fisikayang  akan  dianalisis  adalah  listrik  magnet  dengan  pembahasan  khusus  pada  topikHukum  Coulomb,  Medan  Listrik,  dan  Hukum  Gauss.  Topik  tersebut  dipilih  karenapenggunaan konsep matematik sangat diperlukan untuk menerjemahkan fenomena fisis.Karakteristik  dari  topik  tersebut  adalah  penggunaan  konsep  matematika  yang  tidakbanyak,  akan tetapi  sangat  mendalam.  Berdasarkan itu,  diyakini  bahwa penguasaankonsep matematika pada topik tersebut sangat mempengaruhi tingkat kepamahan. Hasil17Vol. 02, No. 02, Oktober 2019inventarisasi konsep matematika pada topik tersebut diantaranya: penjumlahan vektorsecara grafik dan aljabar, vektor satuan, trigonometri dalam segitiga, elemen differensial,panjang, luas dan volume dengan metode integral, integral tertentu, perkalian dot vektor,luas bangun ruang silinder dan bola. Pada tahap  design dirancang matrik yang menghubungkan antara topik fisika dankonsep matematika yang diperlukan. Item matrik tersebut ditambahkan satu kolom berisiargumentasi  penggunaan  konsep  matematika  dalam  fisika.  Tabel  1.  berikut  inimerupakan  contoh  Matrik  Topik  Fisika-Konsep  Matematika  pada  contoh  topik  GayaCoulomb antar dua muatan titik. Pada kolom argumentasi dijelaskan penggunaan detailkonsep matematika penjumlahan vektor untuk menentukan resultan gaya listrik  yangditimbulkan dua muatan titik.  Sebagaimana telah diketahui  sebelumnya bahwa Gayamerupakan besaran vektor,  yaitu  besaran yang selain  memilki  nilai  juga mempunyaiarah.  Sehingga  apabila  ingin  diketahui  resultan  dari  gaya  tersebut  dapat  dilakukanpenjumlahan secara vektor. Berikutnya untuk mengetahui arah dari vektor resultan gayatersebut maka diperlukan konsep vektor satuan sebagaimana di matrik berikut.Tabel 1. Matrik Topik Fisika-Konsep Matematika. Topik Fisika Konsep Matematika ArgumentasiGaya Coulomb antara dua muatantitik.Penjumlahan vektor secara grafik dan aljabarPenjumlahan vektor dipergunakan untuk menentukan resultan gaya listrik yang ditimbulkan dua muatan titik.Vektor Satuan Konsep vektor satuan digunakan untuk menentukan arah dari resultan gaya listrik yang ditimbulkan oleh dua muatan titik.r̂21=r⃗ 21|⃗r 21| , F⃗21=14 πε 0q1q2|⃗r 21|2r̂21.Berdasarkan matrik pada Tabel  1. dikembangkan menjadi  matrik argumentasi-soaltes diagnostik.  Berikut ini  merupakan contoh pengembangan matrik argumentasi-soaltes diagnostik yang dikembangkan:Tabel 2. Matrik argumentasi-soal tes diagnostik. Konsep Fisika Argumentasi Soal Tes DiagnostikMedan listrik oleh muatan Pengantar Integral (luas Tentukan luas daerah yang 18Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan IntegrasinyaVol. 02, No. 02, Oktober 2019kontinu bangun datar dengan metode integral). Topik ini dipergunakan sebagai dasar pemahaman elemen medan listrik yang muncul dari elemenmuatan.diarsir dengan metode integral.Pada  Tabel  2.  dijelaskan  bahwa  untuk  memahami  konsep  medan  listrik  yangditimbulkan oleh muatan kontinu diperlukan pemahaman yang baik mengenai elemenmedan listrik yang ditimbulkan oleh elemen muatan. Penjumlahan dari elemen-elemenmuatan  tersebut  dapat  diselesaikan  dengan  integral  (konsep  matematika).  Untukmenguji  pemahaman  mengenaik  integral  luas,  dikembangkan  suatu  soal  tesmenentukan luas daerah dengan metode integral. Berdasarkan matrik yang dikembangkan dibuatlah instrumen yang terdiri dari 20 itemsoal  matematika  yang  telah  valid  dengan  argumentasinya  sebagai  bekal  untukmemahami fisika. Pada instrumen ini topik fisika yang dipilih adalah Hukum Coulomb,Medan  Listrik,  dan  Hukum  Gauss.  Berdasarkan  klasifikasi  konsep  matematika  yangdiperlukan  adalah  vektor,  trigonometri,  kalkulus  diferensial,  kalkulus  integral,  bangunruang. Validasi yang dilakukan meliputi validasi ahli yaitu validasi yang dilakukan oleh ahlimatematika, ahli materi fisika, dan ahli evaluasi. Tabel 3 merupakan hasil dari penilaianbutir  soal  oleh  masing-masing  validator  pada  validasi  ahli.  Dengan  memperhatikanaspek perbaikan pada argumentasi pada ahli matematika dan ahli fisika, terdukungnyapemahaman konsep baik matematika maupun fisika serta perbaikan bahasa pada ahli.Tabel 3 Hasil Validasi AhliValidator ahliPenilaian butir soal (Persentase)ValidtanparevisiValid dengan revisiAhli Evaluasi 80% 20%Ahli Matematika 70% 30%Ahli Konsep Fisika 55% 45%19Vol. 02, No. 02, Oktober 2019Rata-rata 68% 32%Hasil validasi ahli menunjukkan nilai sebesar 68 % valid tanpa revisi, dan 32 % validdengan revisi. Hal ini menunjukkan bahwa hasil penilaian dari para validator ahli, secarakesuluruhan  butir  soal  dapat  dinyatakan  valid  dengan  beberapa  aspek  yang  perludiperbaiki.Setelah  melakukan  revisi  berdasarkan  validasi  ahli,  berikutnya  dilakukan  ujicobaterbatas kepada 14 orang mahsiswa pendidikan fisika. Uji coba terbatas ini dilakukanuntuk melihat validitas empiris dan reliabilitas dari instrumen yang telah dikembangkan.Analisis  validasi  empiris  dilakukan  dengan  aplikasi  SPSS  menggunakankorelasi Bivariate Pearson (Produk Momen Pearson), dengan jumlah N = 14, maka DF =N-2 dengan taraf signifikan 0,05 menurut r tabel adalah 0,5324. Sehingga nilai r hitungyang melebihi r tabel berarti butir soal dikatakan valid.Tabel 4 Hasil Validasi EmpirisItem soal r hitung r tabel Hasil Validasi1 0,602 0,5324 Valid2 0,564 0,5324 Valid3 0,273 0,5324 Tidak Valid4 0,298 0,5324 Tidak Valid5 0,746 0,5324 Valid6 0,735 0,5324 Valid7 0,144 0,5324 Tidak Valid8 0,534 0,5324 Valid9 0,654 0,5324 Valid10 0,102 0,5324 Tidak Valid11 0,549 0,5324 Valid12 0,386 0,5324 Tidak Valid13 -0,059 0,5324 Tidak Valid14 0,564 0,5324 Valid15 0,608 0,5324 Valid16 0,778 0,5324 Valid17 0,832 0,5324 Valid18 0,662 0,5324 Valid19 0,753 0,5324 Valid20 0,611 0,5324 ValidBerdasarkan tabel 4 maka dari 20 butir  soal yang dikembangkan terdapat 14 soalvalid dan 6 soal tidak valid. Atau dalam prosentase dapat dikatakan bahwa 70% butirsoal yang dikembangkan adalah valid secara empiris.20Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan IntegrasinyaVol. 02, No. 02, Oktober 2019Berdasarkan  analisis  dengan  menggunakan  SPSS  pula  reliabilitas  instrumen  tesdiagnostik ditentukan dengan membandingkan nilai alpha. Nilai alpha yang didapatkanadalah  0,729.  Nilai  tersebut  termasuk  dalam  kategori  bahwa  instrumen  yangdikembangkan memiliki reliabilitas yang baik.SimpulanInstrumen tes  diagnostik kemampuan matematika untuk mahasiswa pendidikan fisikapada penelitian ini dapat dikatakan valid berdasarkan hasil penilaian validator (validasiahli) dan hasil analisis validitas empiris. Berdasarkan ujicoba terbatas juga didapatkanbahwa instrumen tes ini reliabel. Jumlah butir soal yang dikembangkan adalah 20 soaldan  yang  dinyatakan  valid  sebanyak  14  soal.  Instrumen  ini  tepat  digunakan  padamahasiswa pendidikan fisika yang akan menempuh matakuliah yang berkaitan denganmateri Hukum Coulomb, Medan Listrik, dan Hukum Gauss.Ucapan TerimakasihPeneliti mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Direktorat Riset danPengabdian Kepada Masyarakat  (DRPM) Ditjen Penguatan Riset dan PengembanganKementrian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi atas dukungan dana berupa hibahpenelitian.Referensi[1] F. S. Arista, M. Nasir, and Azhar, “Analisis Kesulitan Belajar Fisika Siswa Sekolah Menengah Atas Negeri Se-Kota Pekanbaru,” J. Repos. UNRI, pp. 1–12, 2013.[2] Z. Hazari, G. Sonnert, P. M. Sadler, and M.-C. Shanahan, “Connecting high school physics experiences, outcome expectations, physics identity, and physics career choice: A gender study,” J. Res. Sci. Teach., 2010.[3] L. Bollen, P. Van Kampen, C. Baily, M. Kelly, and M. De Cock, “Student difficultiesregarding symbolic and graphical representations of vector fields,” Phys. Rev. Phys. Educ. Res., vol. 13, no. 2, pp. 1–17, 2017.[4] D. Hu and N. S. Rebello, “Using conceptual blending to describe how students use mathematical integrals in physics,” Phys. Rev. Spec. Top. - Phys. Educ. Res.,2013.[5] C. T. Kereh, Liliasari, P. C. Tijang, and J. Sabandar, “Validitas dan reliabilitas instrumen tes matematika dasar yang berkaitan dengan pendahuluan fisika inti,” 21Vol. 02, No. 02, Oktober 2019J. Inov. dan pembelajaran Fis., 2015.[6] Rahmah, “Hubungan Antara Kemampuan Matematika dan Motivasi Belajar dengan Prestasi Belajar Fisika Siswa Kelas X SMA Negeri 4 Malang,” Universitas Negeri Malang, 2007.[7] Wanhar, “Hubungan Antara Pemahaman Konsep Matematika Dengan Kemampuan Meyelesaikan Soal-Soal Fisika,” Baruga, vol. 1, no. 3, pp. 30–35, 2008.[8] P. Yogantari, “Identifikasi Kesulitan Siswa dalam Pembelajaran Fisika,” Pros. Semin. Nas. Fis. dan Pembelajarannya, pp. 7–11, 2015.[9] N. Nursalam, “DIAGNOSTIK KESULITAN BELAJAR MATEMATIKA: Studi pada Siswa SD/MI di Kota Makassar,” Lentera Pendidik., vol. 19, no. 1, pp. 1–15, 2016.[10] M. H. Wijaya, S. Suratno, and A. HP, “Pengembangan tes diagnostik mata pelajaran IPA SMP,” J. Penelit. dan Eval. Pendidik., vol. 17, no. 1, pp. 19–36, 2013.[11] S. Thiagarajan, D. S. Semmel, and M. I. Semmel, Instructional Development for Training Teachers of Exceptional Children: A Sourcebook, no. Mc. 1974.22

Pengembangan dan Validitas Instrumen Tes Diagnostik Kemampuan Matematika pada Materi Listrik Magnet

https://e-journal.hikmahuniversity.ac.id/index.php/jipfi/article/download/78/61

Pengembangan dan Validitas Instrumen Tes Diagnostik Kemampuan Matematika pada Materi Listrik Magnet

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

OJS STKIP Al Hikmah Surabaya