P.Sinaga. Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Jl. Dr. Setiabudhi 229, Bandung, ABSTRAK

Transkripsi

1 PENERAPAN SIMULASI DAN INTERACTIVE VIRTUAL LABORATORY PADA PEMBELAJARAN FISIKA MODERN UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN KONSEP RADIOAKTIVITAS INTI, REAKSI INTI DAN APLIKASINYA P.Sinaga Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Jl. Dr. Setiabudhi 229, Bandung, ABSTRAK PENERAPAN SIMULASI DAN INTERACTIVE VIRTUAL LABORATORY PADA PEMBELAJARAN FISIKA MODERN UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN KONSEP RADIOAKTIVITAS INTI, REAKSI INTI DAN APLIKASINYA. Penggunaan simulasi dan interactive virtual laboratory pada pembelajaran fisika modern untuk pokok bahasan radioaktivitas inti,reaksi inti dan aplikasinya telah berhasil meningkatkan pemahaman mahasiswa terhadap konsep konsep dan hukum hukum yang tercakup didalamnya. Peningkatan pemahaman ini dapat dilihat dari rata-rata skor pretest dan posttest serta nilai gain ternormalisasi yang diperoleh yaitu <g> = 0,47. Bila dikategorikan, nilai gain 0,47 menunjukkan bahwa peningkatan prestasi yang terjadi adalah sedang. Dilihat dari tiap pokok bahasan, peningkatan pemahaman pada pokok bahasan radioaktivitas inti dengan gain ternormalisasi <g> = 0,53, pemahaman pada pokok bahasan reaksi inti meningkat dengan gain ternormalisasi <g> = 0,40, dan pemahaman pada pokok bahasan aplikasi radioaktivitas dan reaksi inti meningkat dengan gain ternormalisasi <g> = 0,35,dengan kategori semua pemahaman pada tiap pokok bahasan adalah sedang Kata kunci : fisika modern, interactive virtual laboratorium, simulasi fisika inti, radioaktivitas ABSTRACT SIMULATION S APPLICATION AND INTERACTIVE OF VIRTUAL LABORATORY ON LEARNING MODERN PHYSICS TO IMPROVE UNDERSTANDING OF THE RADIOACTIVITY CONCEPTS, NUCLEAR REACTION AND ITS APPLICATION. Simulation and interactive virtual laboratory is applied in modern physics teaching learning has been succced to increase student comprehension on concepts and laws of nuclear radioactivity, nuclear reaction,and aplication radioctivity and nuclear reaction. This increment can be shown from normalized gain between posttest and pretest i.e. <g> = 0,47 which is in middle efectiveness catogerized to enhance student comprehension based on Hake cryteria.according to The normalized gain for each topics are, 0.53, 0.40, 0.35 for nuclear radioactivity, nuclear reaction,and aplication radioctivity respectively. And it all topics are in middle efectiveness catogerized. Keywords : modern physics, interactive virtual laboratoty, nuclear physics simulation,radioactivity 351

2 1. PENDAHULUAN Pokok bahasan struktur inti,reaksi inti dan aplikasinya pada perkuliahan fisika modern menjadi penting karena berfungsi untuk memberikan pengetahuan dasar bagi mahasiswa sebelum mereka mengikuti perkuliahan fisika inti. Pokok bahasan ini cukup abstrak dan juga sulit untuk bisa menunjukan secara langsung fenomena fenomena fisikanya sehubungan dengan keterbatasan alat alat eksperimen. Pada pihak lain mengajar fisika ialah mengajarkan berbagai fenomena alam yang artinya seorang guru harus mampu menghadirkan objek dan fenomena alam yang mau dipelajari kepada siswa.namun untuk melaksanakan demonstrasi atau eksperimen fisika dikelas sering terkendala oleh salah satu situasi dan kondisi sebagai berikut: pelaksanaan pengamatan pada eksperimen memerlukan waktu yang lama (seperti mengamati tumbukan dua galaksi) atau kejadiannya terlalu singkat (contoh mengamati sifar dualisme gelombang-partikel dari elektron elektron), dimensi objek yang mau diteliti terlalu besar atau terlalu kecil, lingkungan untuk eksperimen tidak bisa diakses, parameter eksperimen atau gejalanya tidak bisa diindrai secara langsung, eksperimen itu berbahaya (reaksi fisi nuklir dalam reaktor), pelaksanaan eksperimen terlalu mahal, dan lain lain. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, saat ini telah banyak dikembangkan media peraga berbasis simulasi komputer yaitu salah satunya adalah media simulasi virtual. Media simulasi virtual dikembangkan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan banyak kebebasan pada siswa, mereka dapat memanipulasi variabel variabel yang berkaitan dengan eksperimen yang sedang dilakukan dan sekaligus dapat melihat bagaimana pengaruh perubahan suatu variabel terhadap variabel lainnya. Pembelajaran sain fisika dikelas ialah memperkenalkan fenomena dan prinsip prinsip yang kompleks dan secara ekstrim sangat susah dihubungkan dengan pengalaman siswa sehari hari. Prinsip prinsip fisika seringnya dinyatakan oleh sederetan persamaan persamaan matematis yang dapat dimanipulasi dan dicari pemecahannya dan selanjutnya dijelaskan dan diprediksikan perilaku dari sistim fisis. fenomena yang secara alami sulit diamati dapat divisualisasikan melalui media simulasi virtual (Martinez- Jimenez, 2006). Fisika adalah sains eksperimen, untuk mengoptimalkan proses pembelajaran fisika diperlukan visualisasi fenomena fisika dan objek objek yang dipelajari. Maka dari itu visualisasi sangat penting untuk problem solving baik dalam penelitian maupun pengajaran. Visualisasi dapat diaplikasikan pada situasi ketika diperlukan untuk mereduksi dimensi dari objek eksperimen sehingga seolah olah seperti melakukan eksperimen sebenarnya. Presentasi dari model model fenomena fisika,data eksperimen dan deskripsi matematik akan membantu para siswa memformulasikan kesimpulan yang benar. Aspek utama dari visualisasi untuk membuat proses penelitian dan pembelajaran nyata/jelas. Visualisasi/simulasi interaktif memiliki variasi aktivitas yang didalamnya mencakup penggunaan teknik interaktif untuk mempresentasikan tiap konsep yang dikaji. Latihan soal interaktif akan membantu siswa mengintegrasikan berbagai konsep. simulasi interaktif akan membuat siswa tertantang untuk membuat keputusan keputusan yang dijumpai dalam kehidupan nyata (Alvars Krons. 2008). Tujuan lainnya dari laboratorium maya ialah untuk memberikan hand on laboratorium activity. Hasil studi di East carolina University (Yang B.1999) menemukan bahwa virtual lab.membantu mahasiswa memahami konsep dan teori teori. Siswa cenderung mempelajari fisika sebagi suatu kumpulan konsep konsep yang satu sama lain tidak ada hubungannya.sering siswa tidak memahami dan tidak terdorong untuk memahami struktur koheren penyokong fisika. Lab virtual potensial untuk memberikan peningkatan secara signifikan dan pengalaman belajar yang lebih efektif. Lab virtual dapat memfasilitasi terjadinya belajar yang lebih mendalam didalam model-based knowledge domain (contoh fisika). Lab. virtual adalah simulasi model matematik yang diimplementasikan pada komputer. (Reilly, 2008). Media simulasi virtual atau laboratorium virtual dapat dikembangkan menggunakan ICT sehingga setiap siswa dapat mendownloadnya dari internet. Penggunaan media di dalam pembelajaran khususnya media simulasi virtual ini diharapkan dapat mengatasi kesulitan siswa di dalam memahami dan mempelajari Fisika yang dikarenakan banyaknya konsep-konsep yang sifatnya abstrak dan sulit diamati, sedangkan siswa akan mudah memahami dan mempelajari sesuatu apabila sesuatu itu bersifat konkrit (Sansawal, 2006). Sehingga berdasarkan permasalahan yang telah dipaparkan, maka dilakukan penelitian untuk menggali informasi tentang Penggunaan Simulasi dan interactive Virtual laboratory pada Pembelajaran Fisiska Modern Dalam 352

3 Meningkatkan Pemahaman konsep konsep fisika inti. Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka permasalahan penelitian dapat dijabarkan menjadi pertanyaan penelitian sebagai berikut Apakah penggunaan simulasi dan interactive virtual laboratory pada pembelajaran fisika modern dapat meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa pada pokok bahasan fisika inti dan aplikasinya? 2. METODE Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian eksperimen semu (quasi experimental), sedangkan desain penelitian yang digunakan adalah one Group Pretest-Posttest Design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh mahasiswa jurusan pendidikan fisika FPMIPA UPI. Sedangkan yang menjadi sampel dalam penelitian ini adalah satu kelas dari keseluruhan kelas peserta perkuliahan fisika modern yang ditentukan secara purposif sampling. Instrumen dalam penelitian ini berupa: satu set tes konseptual pokok bahasan struktur inti, radioaktivitas inti,reaksi inti dan aplikasi reaksi inti, dan media simulasi virtual Phet. berikut ini contoh lab. virtual interaktif untuk pokok bahasan reaksi fisi berantai dan reaktor fisi nuklir Teknik Pengolahan Data Peningkatan pemahaman konsep siswa setelah pembelajaran dengan menggunakan simulasi dan interactive virtual laboratory dalam pembelajaran fisika modern pada pokok bahasan fisika inti diperoleh dengan menghitung nilai rata-rata gain yang dinormalisasi. Interpretasi nilai rata-rata gain yang dinormalisasi mengacu pada kriteria Hake (Hake, 1998: 65). Gambar 1. Laboratorium virtual interaktif untuk reaksi berantai. Gambar 2. Laboratorium virtual interaktif reaktor fisi nuklir. 353

4 persentase Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Skor pretest dan posttest serta gain ternormalisasi yang diperoleh dapat dilihat pada diagram sebagai berikut: sebesar 35%, dengan kategori semua pokok bahasan pemahamannya adalah sedang. Gain ternormalisasi rata rata untuk pokok bahasan radioaktivitas inti ialah <g>= 0,53, untuk pokok bahasan reaksi nuklir ialah <g>=0,4 sedangkan untuk pokok bahasan aplikasi radioaktivitas dan reaksi inti ialah <g>= 0,35. Gain untuk tiap pokok bahasan tersebut termasuk pada kategori sedang. Bila tabel tersebut dinyatakan dalam diagram maka diperoleh sebagai berikut: Gambar 3. Diagram peningkatan pemahaman konsep mahasiswa. 60% 50% 40% 30% 20% Berdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwa adanya peningkatan pemahaman konsep mahasiswa sebesar 47 %. Hal ini dapat dilihat dari rata-rata skor pretest dan posttest serta nilai gain ternormalisasi yang diperoleh yaitu 0,47. Bila dikategorikan, nilai gain 0,47 menunjukkan bahwa peningkatan prestasi yang terjadi adalah sedang. Selanjutnya, untuk melihat gambaran pemahaman mahasiswa berdasarkan profil tiap pokok bahasan, yaitu dalam hal ini pokok bahasan radioaktivitas inti, reaksi inti serta aplikasi radioaktivitas dan reaksi inti. Secara ringkas, dapat dilihat pada tabel berikut Tabel 1. Pemahaman tiap pokok bahasan Radio N0 aspek aktivitas Reaksi Inti Aplikasi pre post pre post pre post 1 Jumlah soal Min Maks X % X 32% 68% 35% 67% 20% 50% 6 <g> 0,53 0,40 0,35 7 %,<g> 53% 40% 35% 8 Kategori gain sedang sedang sedang Tabel tersebut menunjukkan bahwa peningkatan pemahaman pada pokok bahasan radioaktivitas inti sebesar 53%, pemahaman pada pokok bahasan reaksi inti meningkat sebesar 40%, dan pemahaman pada pokok bahasan aplikasi radioaktivitas dan reaksi inti meningkat 10% 0% Gambar 4. Diagram peningkatan pemahaman tiap pokok bahasan. Berdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwa peningkatan pemahaman mahasiswa terhadap pokok bahasan radioaktivitas inti lebih tinggi dibandingkan dengan peningkatan pemahaman pada pokok bahasan reaksi inti dan aplikasinya. Peningkatan pemahaman secara keseluruhan konsep konsep pada bahasan fisika inti dalam pembelajaran fisika modern termasuk pada kategori sedang. Terjadinya peningkatan pemahaman mahasiswa terhadap konsep dan hukum hukum pada materi bahsan fisika inti kemungkinan disebabkan karena hal hal sebagai berikut: 1. Fenomena fenomena abstrak seperti radioaktivitas, proses peluruhan, reaksi inti, reaksi berantai berhasil ditampilkan fenomenanya melalui penggunaan simulasi dari Phet dalam pembelajaran di kelas. Program simulasi tersebut berhasil menampilkan fenomena abstrak itu menjadi lebih kongkrit sehingga mahasiswa dapat menjadi lebih mudah memahaminya. 2. Pemberian tugas kepada setiap mahasiswa untuk mengerjakan eksperimen secara virtual 354

5 dengan menggunakan interactive virtual laboratoty dari Phet. Tugas yang diberikan ialah proses peluruhan alva,proses peluruhan beta, half life unsur radioaktif, reaksi inti tunggal, reaksi berantai, penentuan umur fosil dan reakto fisi nuklir. Tugas tersebut dapat dikerjakan oleh mahasiswa dimana saja asal ada komputer, pelaksanaan eksperimen virtual dapat diulang semau mahasiswa sampai mereka dapat menyelesaikan tugas yang diberikan, juga pelaksanaan eksperimen virtual tersebut dapat dikerjakan kapan saja mereka memiliki waktu. Adanya tugas tersebut telah berhasil meningkatkan intensitas mahasiswa untuk mempelajari dan memahami konsep konsep dan hukum hukum yang tercakup di dalamnya. 3. Instruksi praktikum yang diberikan cukup jelas dan interactive virtual laboratory yang digunakan mudah dioperasikan serta tampilannya jelas sehingga mempermudah mahasiswa memahami konsep konsep dan hukum hukum yang mau dipelajarinya. 4. KESIMPULAN Berdasarkan permasalahan penelitian dan hasil pengolahan data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa penggunaan simulasi dan Interactive virtual laboratory pada pembelajaran fisika modern khususnya pada pokok bahasan fisika inti dapat meningkatkan pemahaman konsep dengan gain ternormalisasi sebesar 0,47 yang termasuk pada kategori sedang. 5. DAFTAR PUSTAKA 1. ARIKUNTO, S., Prosedur Penelitian,. Rineka Cipta, Jakarta (2003). 2. BLOOM, B.S., Taxonomy of Educational Objectives, The Classification of Educational Goals, Handbook I: Cognitive Domain, David McKay Company, Inc., New York: (1978). 3. HAKE, R.R., Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics tes data for introductory physics course, Am. J. Phys., 66 (1) (1998) KRONS, A., The Visualization As an Effective Tool in Physics Teaching, University Latvia (2008). 5. MARTINEZ-JIMENEZ, et al., Application of Simulation and nteractive Virtual laboratories in University Teaching of Physics and Chemistry in aproject for establishment of ECT Credit in the EPS of University of Cordoba (2006). 6. OGILVIE, C. (2000). Effectiveness of Different Course Components in Driving Gains in Conceptual Understanding [Online]. Available: f [24 Juni 2009]. 7. PHET, Colorado State University (tersedia secara on line) 8. SAVINAINEN, A., and SCOTT, P., Using the force concept inventory to monitor student learning and to plan teaching, Phys. Educ.,. (2001) SANSANWAL, D. N., Use of ICT in teaching-learning and evaluation (2006). 6. DISKUSI Rosad M E H: Apakah simulasi untuk pendidikan dilengkapi dengan simulasi sistem keselamatannya? Bagaimana prosesnya? Simulasi yang saya pakai pada reaktor nuklir tidak dilengkapi dengan simulasi sistem keselamatannya. Tapi di internet ada simulasi PLTN yang menggambarkan apa yang terjadi bila komponen atau salah satu komponen rusak, contoh pompa sirkulasi atau bagian kondensor, silahkan dicari. Deni: Apakah simulasi ini baik jika ditetapkan di SMA? Simulasi tidak 100 % sama dengan aslinya, bagaimana menjelaskan hal ini agar konsep sebenarnya dapat tersampaikan? Simulasi ini bisa diterapkan di SMA bahkan saya sudah membagikan aplikasi ini ke guru-guru SMA untuk dipakai pada pembelajaran. Justru ini menjelaskan konsep yang benar. 355

6 Diki Indrawan : Bagaimana metode pembelajaran yang sesuai agar siswa SMA dapat memahami teknologi nuklir? Apakah ada peralatan sederhana yang dapat digagas untuk siswa dapat lebih memahami tentang nuklir? Metode apapun bisa dipakai, tapi yang penting ada alat yang bisa menunjukkan fenomenanya. Alat yang praktis dan sederhana yaitu simulasi dan virtual laboratorium untuk nuclear physic (bisa di unduh di atau yang lainnya). Widi Setiawan : Dari perbandingan antar fenomena riil tentang public acceptance terhadap teknologi nuklir tampak bahwa ada kemungkinan materi yang terlewat dalam proses pendidikan fisika nuklir, yaitu konsep pemanfaatan agar dampak negatif seminimal mungkin. Konsep tersebut dapat dikembangkan mulai dari kecelakaan terparah yang mungkin terjadi dalam reaksi fisi. Pendidik harus mengarah pada solusiuntuk mengantisipasi hal tersebut diawali dengan konsep. Pada mata kuliah fisika modern ada sub pokok bahasan interaksi radiasi atau partikel energi tinggidengan materi. Disini dibahas misal dampak bom nuklir, dampak limbah reaktor, efek samping radiasi pada aplikasi kedokteran dan lain lain. 356