Pendahuluan
Bila dua benda dengan temperatur yang berbeda ditempelkan sehingga terjadi kontak termal satu sama lain maka pada akhir proses kedua benda itu berada pada kondisi kesetimbangan termal (hukum ke-nol termodinamika), yaitu kondisi dimana kedua benda sudah tidak lagi mengalami pertukaran kalor akibatnya suhu kedua benda sama. Sedangkan kalor adalah energi yang ditransfer dari suatu benda ke benda lain karena beda suhu (Tipler, 1991). Nyata bahwa kalor tidak dapat dilihat secara visual tetapi dapat dibuktikan keberadaanya dengan mendeteksi efek yang ditimbulkan, yaitu dengan adanya perubahan suhu kedua benda. Pertukaran kalor dua benda yang saling kontak dan terisolasi secara termal dapat dipahami lewat azas black dimana besarnya kalor yang dilepas dan diterima masing-masing benda sama. Konsep inilah yang menjadi dasar pemahaman praktikum kalorimeter. Ketika terjadi pertukaran kalor pada kalorimeter maka efek yang ditimbulkannya adalah perambatan suhu kedua benda menuju titik kesetimbangan termal secara kontinue. Dalam praktikum yang biasa dilakukan di Laboratorium Fisika Dasar IKIP PGRI Semarang, pengambilan data suhu hanya dilakukan ketika awal proses dan akhir proses karena hanya menggunakan termometer analog biasa, sehingga validitas datanya dipertanyakan. Di lain pihak praktikan juga tidak dapat melihat secara visual proses perambatan data menuju kesetimbangan termal yang menegaskan hukum ke-nol termodinamika. Sehingga perlu digunakan sebuah peralatan antarmuka (Interfacing Hardware) berbasis komputer atau yang lebih dikenal dengan microcomputer-based laboratory (MBL) (Berg, 1995; Preston and Good, 1995) yang difungsikan sebagai alat ukur temperatur berbasis komputer (termometer digital).
Dalam melakukan praktikum kalorimeter berbantuan komputer tersebut diperlukan hardware dan software yang menghubungkan antara kejadian nyata dengan komputer. Telah disusun satu perangkat antarmuka dan softwarenya yang bertindak sebagai termometer digital (Khoiri, Kurniawan dan Nuroso, 2006). Dengan menggunakan seperangkat MBL tersebut diharapkan terjadi peningkatan pemahaman konsep kalor.
Dibandingkan dengan pembelajaran melalui simulasi komputer dan internet, MBL memiliki keunggulan di mana di dalam kegiatan ini peserta didik berhubungan langsung dengan obyek yang sedang dipelajarinya. Di samping memungkinkan peserta didik terbiasa bekerja dengan teknologi maju, kegiatan ini berpotensi untuk menumbuhkan berbagai kompetensi peserta didik.
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa eksperimen/praktikum berbasis komputer (MBL) mampu merevitalisasi kegiatan praktikum. Pada aspek materi, revitalisi tersebut menyangkut ketelitian pengukuran, perluasan konsep dan konteks. Sebagai contoh, eksperimen Atwood dengan MBL mampu meningkatkan ketelitian pengukuran percepatan hingga mencapai 0,5 %, menggali faktor gesekan, dan momen kelembaman katrol (Supriadi dan Lukmanto, 2002a) serta mampu mendemonstrasikan keberlakuan Hukum II Newton di dalam kerangka non inersial (Chee.and Hong, 1999; Supriadi dan Susilo, 2002b). Dengan laboratorium berbasis komputer, eksperimen Atwood yang pada umumnya digunakan untuk menjelaskan Hukum II Newton dapat diperluas konsep dan konteksnya pada bahasan energi terutama untuk memvisualkan dinamika energi kinetik, potensial dan fungsi Lagrange (Marlina dan Supriadi, 2003). Pada aspek kependidikan, kegiatan praktikum dengan sistem MBL terbukti mampu memunculkan keterampilan dan sikap kerja laboratorium yang cukup relevan dengan kebutuhan lapangan kerja yang menuntut penguasaan teknologi maju. Mengingat besaran pengukuran praktikum dapat ditampilkan di dalam berbagai bentuk tabel, gambar dan grafik, maka keterampilan yang secara otomatis prospektif untuk dimunculkan adalah keterampilan menggunakan spreadsheets untuk mengolah, menganalisis dan menyajikan data. Sedang sikap kerja laboratorium yang diamati tumbuh menonjol adalah sikap kerja untuk meningkatkan ketelitian pengukuran dan sikap menghargai perbedaan antara prediksi teoritis dengan data pengukuran, karena dengan sistem MBL ini faktor-faktor penyimpangan lebih mudah untuk ditelusuri dan dikuantifikasi (Supriadi, 2003).
Dalam rangka meningkatkan kualitas pembelajaran pada perkuliahan Praktikum Fisika dasar, maka perlu dilakukan penelitian yang ingin menjawab permasalahan bagaimanakah peningkatan pemahaman konsep kalor mahasiswa setelah mengikuti praktikum dengan bantuan komputer?.
Tujuan penelitian ini pada dasarnya untuk menjelaskan atau mendeskripsikan peningkatan pemahaman konsep kalor dengan praktikum berbantuan komputer.
Hasil dari penelitian ini berupa deskripsi atau penjelasan tentang peningkatan pemahaman konsep kalor. Hasil penelitian ini sangat penting, khususnya bagi dosen dan mahasiswa yang diteliti. Hasil penelitian ini dapat dijadikan pijakan untuk memperbaiki pembelajaran fisika di masa yang akan datang.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian tindakan. Melalui studi seperti ini akan dimungkinkan untuk menganalisis peningkatan pemahaman konsep kalor. Subyek penelitian ini adalah mahasiswa semester 1a program studi Pendidikan Fisika IKIP PGRI Semarang tahun akademik 2006/2007, yang berjumlah 18 orang. Pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan melalui studi dokumen, observasi, tes penguasaan konsep, dan laporan praktikum. Data yang dikumpulkan dianalisis secara terpisah sesuai jenis datanya.
Hasil dan Pembahasan
Hasil tes pemahaman konsep kalor mahasiswa menunjukkan terdapat peningkatan. Hal ini dapat dilihat dari perolehan hasil tes seperti pada tabel 1.
Tabel 1. Peningkatan pemahaman konsep kalor mahasiswa
| | Pretes | Evaluasi siklus 1 | Evaluasi siklus 2 | Postes |
| Prosentase pencapaian | 33 % | 62,72 % | 72,56 % | 77,94 % |
Pada akhir penelitian diberikan postes yang isi pertanyaannya sama dengan pretes. Postes difungsikan untuk melihat pemahaman konsep setelah menjalani penelitian ini. Dari data penelitian didapati nilai rata-rata prosentase pencapaian pemahaman konsep menjadi 77,94 %, ini artinya ada peningkatan pemahaman konsep pada praktikan sampai 44,94 %. Selain itu apabila dilihat dari sebaran nilai, maka terlihat peningkatan pemahaman konsep yang merata pada tiap mahasiswa dan pada tiap soal.
Peningkatan pemahaman konsep juga terlihat pada tiap siklusnya, hal ini dapat dibuktikan dari meningkatnya hasil evaluasi yang selalu dilakukan pada akhir siklus. Nilai pada evaluasi pertama yang dilakukan pada siklus pertama adalah 62,72 %. Dan pada evaluasi kedua mencapai 72,56 %.
Dari hasil laporan praktikan yang dikumpulkan satu minggu setelah melakukan praktikum didapati fakta peningkatan dan kedalaman konsep analisa dan pembahasan pada data praktikum dan fenomena-fenomena yang terjadi selama pengambilan data. Hal ini terlihat dari nilai prosentase laporan siklus pertama yang mencapai 81,67 % untuk analisa data dan 80,28 % untuk pembahasan. Dan untuk nilai laporan pada siklus 2 mencapai 85,56 % untuk analisa dan 83,61 % untuk pembahasan (tabel 2).
Tabel 2. Peningkatan hasil laporan praktikum
| Komponen Nilai | Prosentase Pencapaian (%) | |
| Laporan 1 | Laporan 2 | |
| Tujuan dan landasan Teori | 65,00 | 82,22 |
| Alat dan Bahan | 68,89 | 86,67 |
| Langkah kerja | 59,44 | 90,00 |
| Data Pengamatan | 77,78 | 83,33 |
| Analisis Data | 81,67 | 85,56 |
| Pembahasan | 80,28 | 83,61 |
| Kesimpulan | 61,67 | 70,00 |
| Tampilan fisik | 47,78 | 100,00 |
| Rata-rata (%) | 71,39 | 86,82 |
Berdasarkan observasi selama praktikum berlangsung terjadi perubahan sikap praktikum pada semua praktikan, yaitu terkait ketelitian pengamatan, langkah kerja dan keterampilan mencatat data. Hal ini karena praktikum ini menggunakan alat ukur digital berbasis komputer dimana tingkat ketelitiannya sangat tinggi jadi hal ini menghindarkan praktikan dari kesalahan ukur dan kesalahan paralaks, sedangkan untuk langkah kerja dan pencatatan data sudah tidak lagi dilakukan praktikan hal ini disebabkan perangkat lunak yang dibangun memang menyediakan fasilitas tersebut.
Peningkatan pemahaman konsep didapat karena praktikan dapat secara langsung melihat data perambatan suhu menuju titik setimbang, dan hal itulah yang terjadi pada set kalorimeter. Sehingga ketika praktikan melihat perubahan grafik yang terdisplay, praktikan jadi tertarik untuk membahas tentang pertukaran kalor, dimana pertukaran kalor adalah kunci dari hukum termodinamika ke-nol.
Selain itu perangkat lunak yang dibangun terdiri dari dua hal pokok, yaitu modul praktikum digital dan sebagai alat ukur presisi. Didalam modul praktikum digital ini praktikum dapat dengan leluasa bermain untuk mengetahui lebih dalam tentang suhu dan kalor. Modul praktikum digital mudah dioperasikan, karena memiliki urutan kerja yang teratur dan terintegrasi dengan baik. Contoh salah satu tampilan dapat dilihat pada gambar 1.
Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini kami dapat menyimpulkan :
1. Penggunaan MBL sebagai alat bantu pembelajaran dapat meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa.
2. Penggunaan MBL dalam praktikum kalorimeter dapat merangsang praktikan untuk menganalisa perambatan suhu secara visual didalam komputer.
3. Penggunaan modul praktikum secara digital dapat meningkatkan minat praktikan dalam belajar.
Saran
Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini dapat disarankan sebagai berikut:
1. Perlunya pemakaian model pembelajaran berbantuan komputer pada skala yang lebih luas.
2. Perlu adanya pengembangan lebih lanjut tentang perangkat lunak yang isinya mengenai model praktikum berbasis komputer yang multi sistem.
Gambar 1. Tampilan software E-modul praktikum kalorimeter.
0 komentar:
Posting Komentar