BAB IV HASIL PENELITIAN. Penelitian dan pengembangan perangkat percobaan konsep rotasi ini

Transkripsi

1 BAB IV HASIL PENELITIAN 4.1 Deskripsi Pelaksanaan Penelitian Penelitian dan pengembangan perangkat percobaan konsep rotasi ini berlangsung selama tiga bulan. Kegiatan pokok yang dilaksanakan dalam penelitian ini adalah perancangan, pembuatan/perakitan, ujicoba, dan revisi (penyempumaan). Dalam penelitian ini, ujicoba pada tahap pertama dilakukan untuk menilai seluruh indikator yang diamati pada pengujian efektivitas. Sedangkan ujicoba pada tahap-tahap berikutnya hanya diorientasikim pada indikator-indikator yang teridentifikasi masih lemah atau bermasalah. Perangkat percobaan yang dikembangkan dalam penelitian ini dikemas dalam dua komponen, yaitu prototip meja rotasi dan buku panduan penggunaan meja rotasi.uraian yang disajikan pada laporan ini merupakan hasil akhir yang terjangkau dalam penelitian dan pengembangan yang dilakukan, setelah melalui beberapa tahap ujicoba dan penyempumaan terhadap perangkat percobaan dimaksud. 4.2 Perangkat Percobaan Hasil Penelitian 1. Prototip meja rotasi Prototip meja rotasi yang diperoleh dari penelitian ini terdiri dari satu unit Meja Rotasi dan perlengkapan pendukung untuk percobaan tentang konsepkonsep yang diidentifikasi dalam penelitian ini. Peralatan praktikum dimaksud dimuat pada Gambar 7.

2 Gambar 7. Prototip instrumen meja rotasi di lihat dari atas (A) samping (B) dan sudut kiri depan (C). 46

3 47 Perlengkapan pendukung pengoperasian meja rotasi terdiri dari 12 komponen, seperti pada Gambar 8. Gambar 8. Perangkat Pendukung Meja Rotasi Keterangan gambar: 1. Stop watch 2. Fototachometer 3. Bidang luncur 4. Beban luncur/penjejak luncuran 5. Statip bidang miring 6. Sumber bunyi nada tunggal 7. Kunci poros cakram 8. Beban 9. Pegas 10. Beban 11. Statip ayunan kerucut 12. Bandul ayunan kerucut 2. Buku panduan penggunaan meja rotasi Buku panduan penggunaan meja rotasi terdiri atas tiga bagian, yang meliputi: Bagian 1 : Panduan pengoperasian meja rotasi (manual) Bagian ini berisikan petunjuk praktis tentang cara menggunakan meja rotasi. Panduan ini merupakan bagian penting dari perangkat percobaan.

4 48 Bagian 2 : Panduan percobaan Panduan percobaan memuat petunjuk praktis pelaksanaan untuk 12 butir materi percobaan, yakni: 1) Kaliberasi Frekuensi 2) Kecepatan sudut 3) Percepatan sudut 4) Gaya sentripetal dengan konsep pegas 5) Gaya sentripetal pada rotasi bidang miring 6) Elastisitas pegas 7) Momen inersia sistem benda diskrit 8) Momen inersia sistem benda kontinyu 9) Momen Inersia dengan mesin Atwood 10) Luncuran rotasi 11) Ayunan kerucut 12) EfekDoppler Bagian 3: Deskripsi konsep rotasi Konsep rotasi yang dideskripsikan pada bagian ini merupakan hasil analisis materi pokok yang berkaitan dengan materi percobaan yang dikembangkan dengan menggunakan meja rotasi. Uraian materi ini dikembangkan melalui telaah terhadap kurikulum fisika SMA 2004, silabus perkuliahan mekanika dasar program studi pendidikan fisika PMIPA FKIP Universitas Riau, dan ditunjang oleh literatur yang dipandang relevan. Buku panduan penggunaan meja rotasi penelitian ini selengkapnya dimuat pada Lampiran I.

5 4.3 Efektivitas Perangkat Percobaan Pengujian efektifitas perangkat percobaan dilakukan pada dua komponen, yakni instrumen percobaan yang dalam hal ini adalah prototip meja rotasi, dan buku panduan penggunaan meja rotasi. Hasil analisis data pada pengujian kedua komponen perangkat tersebut adalah sebagai berikut. 1. Efektivitas prototip meja rotasi a. Validitas Berdasarkan hasil pengumpulan data, diperoleh tabel analisis seperti dimuat pada Tabel 9. Tabel 9. Penilaian validitas meja rotasi oleh Validator No Indikator Validator I II HI IV Rerata 1 Keberfungsian ,5 2 Ukuran Instrumen 3 Konstruksi 4 Kemudahan ,5. 5 Keamanan ,25 6 Ketepatan ,25 7 Nilai ekonomis 8 Nilai edukatif, psikologis 9 Estetika Jumlah 34,5 Rerata 3,8 Dari tabel di atas diperoleh gambaran bahwa validator memberikan apresiasi yang sangat tinggi terhadap perangkat percobaan, yang ditandai dengan rata-rata skor sebesar 3,8. Adapun kelemahan yang teridentitlkasi pada aspek ini

6 50 terletak pada ketepatan hasil ukur, yakni pada percobaan pengukuran gaya sentripetal/sentrifugal dengan konsep rotasi bidang miring. Berdasarkan kriteria penilaian yang ditetapkan pada aspek ini, maka validitas isi prototip meja rotasi percobaan dinyatakan sangat tinggi. b. Validitas empirik Dari hasil pengumpulan data secara empiris, diperoleh hasil analisis seperti pada Tabel 10. Tabel 10. Penilaian validitas empirik. No Aspek Yang Diamati Akurasi Presisi*^ Validitas 1 Stabilitas Frekuensi ST ST ST 2 Kecepatan sudut ST ST ST 3 Percepatan sudut ST ST ST 4 Gaya sentripetal dengan konsep pegas ST ST ST 5 Gaya sentripetal pada rotasi bidang miring R R R 6 Elastisitas pegas ST ST ST 7 Momen inersia sistem benda diskrit ST T ST 8 Momen inersia sistem benda kontinyu T ST ST 9 Momen Inersia dengan mesin Atwood ST ST ST 10 Luncuran rotasi T T T 11 Ayunan kerucut ST T ST 12 Efek Doppler T T T * ST = Sangat Tinggi, T = Tinggi, R = Rendah

7 51 Berdasarkan tabel analisis, diperoleh gambaran bahwa prototip meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat dinyatakan valid untuk percobaan pada konsep-konsep yang diidentifikasi, kecuali pada percobaan gaya sentripetal dengan konsep bidang miring yang teridentifikasi masih rendah. c. Penilaian praktikalitas empiris meja rotasi oleh observer Dari hasil penilaian observer terhadap jalannya uji coba praktikum terbatas, diperoleh rekapitulasi data sebagai berikut. Tabel 11. Penilaian praktikalitas empiris oleh Observer No Indikator Observer I II III IV Rerata 1. Instrumen mudah dipersiapkan 2. Instrumen mudah dikemas kembali 3. Instrumen percobaan mudah dioperasikan praktikan 4. Alokasi waktu sesuai dengan tingkat kesulitan konsep Rerata 4 Penilaian observer pada hasil akhir prototip meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah nilai sempuma, yang menunjukkan bahwa prakxikalitas alat ini sudah memenuhi standar yang diharapkan. d. Penilaian praktikalitas prototip meja rotasi oleh praktikan Analisis penilaian praktikan terhadap praktikalitas prototip meja rotasi dimuat pada Tabel 12.

8 52 Tabcl 12. Rekapitulasi penilaian praktikalitas meja rotasi oleh praktikan No ButIr Percobaan Rerata Skor Kategori 1 Kaliberasi frekuensi 3,9 ST 2 Pengukuran kecepatan sudut 4 ST 3 Pengukuran percepatan sudut 3,9 ST 4 Pengukuran gaya sentripetal dengan konsep pegas 5 Pengukuran gaya sentripetal dengan konsep bidang miring 6 Pengukuran konstanta pegas dengan konsep rotasi 7 Pengukuran momen inersia benda diskrit 8 Pengukuran momen inersia benda kontinyu 9 Pengukuran momen inersia dengan mesin Atwood 3,8 ST 3,8 ST 4 ST 3,9 ST 4 ST 3,8 ST 10 Ayunan kerucut 3,8 ST 11 Luncuran Rotasi 3,6 ST 12 Efek Doppler 3,7 ST Jumlah 47,82 - Rerata 3,9 ST Berdasarkan penilaian praktikalitas meja rotasi oleh praktikan, diperoleh gambaran bahwa praktikalitas meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini dikategorikan sangat tinggi.

9 53 c. Efektivitas prototip meja rotasi Berdasarkan hasil analisis data penilaian terhadap aspek-aspek yang diidentifikasi, diperoleh gambaran sebagai berikut: 1) Secara keseluruhan, prototip meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini telah memenuhi syarat validitas isi yang memadai, yang ditandai oleh tingginya nilai yang diberikan oleh validator, yakni 3,8. 2) Validitas empiris prototip meja rotasi dapat dinyatakan memadai, kecuali untuk percobaan gaya sentrifugal/sentripetal pada rotasi bidang miring. 3) Praktikalitas empirik prototip meja rotasi secara keseluruhan dapat dinyatakan memadai, yang ditandai dengan skor rata-rata sebesar 4, yang dalam penelitian ini merupakan nilai sempuma. 4) Dari penilaian praktikalitas oleh praktikan, diperoleh gambaran bahwa prototip meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat dinyatakan memadai, kecuali untuk percobaan rotasi bidang miring. Berdasarkan hasil analisis data penilaian pada komponen prototip meja rotasi, diperoleh gambaran bahwa alat ini telah memiliki kualitas yang memadai dan dapat dinyatakan efektif untuk percobaan-percobaan yang diidentifikasi, kecuali untuk percobaan rotasi bidang miring. 2. Efektivitas buku panduan a. Penilaian validitas isi buku panduan oleh validator Penilaian validator terhadap validitas isi buku panduan dimuat pada Tabel 13.

10 54 Tabel 13. Penilaian Validitas isi buku panduan oleh validator No Aspek yang diniiai 1 Konsep-konsep yang dikembangkan sesuai dengan tuntutan kurikulum 2 Materi praktikum sesuai dengan konsep pelajaran Validator Rata- I II III IV rata 3 Prosedur kerja sesuai dengan tujuan percobaan 4 Instruksi-instruksi cukup jelas dan dapat dipahami Rata-rata 4 Dari Tabel 13 diketahui bahwa isi buku panduan telah memadai, dengan skor ratarata sebesar 4. b. Validitas Konstruksi buku panduan oleh validator Tabel 14. Penilaian validitas konstruksi buku panduan oleh validator No Aspek yang diniiai 1 Format penulisan panduan percobaan sesuai dengan ketentuan 2 Format penulisan deskripsi konsep pelajaran sesuai dengan ketentuan Validator I II III IV Rerata 3 Kemasan buku panduan menarik 4 Tata bahasa sesuai kaidah bahasa tulisan Rata-rata 4 Dari Tabel 14 diketahui bahwa validitas konstruksi buku panduan telah memadai.

11 c. Praktikalitas empiris buku panduan oleh observer Tabel 15. Praktikalitas empiris panduan penggunaan meja rotasi oleh observer No Aspek yang diamati 1 Petunjuk penggunaan instrumen mudah dipahami dan dilaksanakan Observer Rerata I II III IV praktikan 2 Alokasi waktu sesuai dengan tingkat kesulitan konsep Rerata 4 Dari Tabel 15 diperoleh gambaran bahwa secara empiris panduan penggunaan meja rotasi telah memadai. d. Penilaian praktikalitas buku panduan oleh praktikan Tabel 16. Penilaian Praktikalitas bukun panduan oleh Praktikan No Deskripsi Rerata Skor 1 Panduan pengoperasian alat mudah dipahami dan dilaksanakan 3,55 2 Panduan praktikum mudah dipahami dan dilaksanakan 3,6 3 Deskripsi konsep rotasi mudah dipahami 3,65 4 Format penulisan buku panduan sudah baik 3,8 5 Bahasa yang digunakan mudah dicema dan dipahami 3,55 6 Kemasan buku panduan cukup menarik 4 Rerata 3,71 Dari Tabel 16 diperoleh gambaran bahwa praktikalitas buku panduan telah memadai.

12 56 e. Efektivitas buku panduan Berdasarkan alisis data penilaian pada aspek ini, diperoleh gambaran bahwa: 1) Validitas isi dan konstruksi buku panduan sudah memenuhi standar yang ditetapkan 2) Praktikalitas buku panduan sudah memenuhi standar yang ditetapkan. Dengan demikian, diperoleh gambaran bahwa efektivitas buku panduan yang dikembangkan dalam penelitian ini telah memenuhi kriteria untuk dinyatakan efektif untuk digunakan di sekolah menengah dan universitas. 4.4 Pembahasan 1. Validitas pertangkat percobaan Perangkat percobaan yang dikembangkan dalam penelitian ini secara umum mendapatkan apresiasi positif dari validator maupun praktikan, yang ditunjukkan oleh penilaian yang sangat tinggi pada aspek validitas maupun praktikalitas. Dalam pelaksanaan penelitan ini, validator secara praktis berperan sebagai kontributor yang secara aktif memberikan saran dan masukan untuk perbaikan perangkat percobaan, khususnya prototip meja rotasi. Hal ini dapat terjadi mengingat tujuan utama penelitian ini adalah untuk memperoleh perangkat percobaan yang layak untuk dikembangkan dalam pembelajaran. Validitas isi meja rotasi ini telah ditingkatkan secara bertahap melalui diskusi dengan berbagai pihak hingga sampai pada tingkat kelayakan untuk disosialisasikan secara lebih luas. Dari hasil penilaian validitas empirik, diperoleh gambaran bahwa pada beberapa aspek, prototip meja rotasi yang dikembangkan belum mencapai kualitas yang diharapkan, khususnya pada tiga materi percobaan.

13 57 yakni pada pengukuran frekuensi sudut, pengukuran gaya sentripetal dengan konsep bidang miring, dan pada pengukuran frekuensi gelombang bunyi pada gejala efek Doppler. a. Pengukuran frekuensi sudut Indikator yang digunakan untuk menentukan frekuensi sudut pada prototip meja rotasi penelitian ini adalah tegangan listrik yang dihasilkan oleh alternator yang secara paralel turut berputar dengan cakram. Semakin besar frekuensi cakram, akan semakin besar pula tegangan listrik yang timbul pada alternator. Permasalahan yang belum teratasi adalah pada instrumen yang dapat mengkalibrasi secara langsung dari besaran tegangan ke frekuensi, sehingga tidak diperlukan kalibrasi. besaran tegangan listrik ke besaran frekuensi yang terukur oleh fototachometer. Namun demikian, hal ini memberikan peluang untuk meningkatkan kompetensi praktikan pada aspek konversi antara kedua besaran tersebut. Upaya pengembangan praktikum dalam mengatasi kendala ini temyata memperoleh tanggapan yang positif baik dari validator maupun praktikan. b. Pengukuran gaya sentripetal dengan konsep bidang miring Permasalahan yang belum teratasi pada aspek ini adalah pada perolehan bahan cakram yang benar-benar rata (datar), sehingga perputaran cakram selalu mengalami gangguan gerak pada arah vertikal. Gangguan ini mengakibatkan sulitnya dicapai kondisi setimbang antara gaya sentrifugal dengan gaya berat yang bekerja benda uji.

14 58 Dari iiasil ujicoba beberapa bahan yang digunakan sebagai cakram rotasi, diperoleh gambaran bahwa bahan yang paling memenuhi syarat untuk tekstur permukaan cakram adalah plat kaca. Akan tetapi kelemahan bahan ini adalah rentan pecah sehingga mengurangi faktor keamanan baik pada perawatan maupun pengguna. c. Percobaan efek doppler Percobaan gejala efek Doppler melalui penggunaan prototip meja rotasi dalam penelitian ini hanya berhasil sampai pada tahap pengamatan secara kualitatif, yakni adanya kesan perubahan nada secara periodik melalui pendengaran pengamat. Penggunaan osiloskop digital sebagai alat ukur standar untuk besaran frekuensi bunyi temyata tidak memberikan hasil ukur yang memuaskan untuk sumber bunyi yang bersifat mekanik ekstemal. Namun demikian, baik validator maupun praktikan secara umum memberikan apresiasi yang tinggi dengan percobaan ini meskipun pada tingkat kualitatif Bahan cakram yang digunakan pada prototip meja rotasi penelitian ini adalah aklirik dengan ketebalan 4 mm. Pada tahap awal penggunaan bahan ini diperoleh hasil percobaan yang relatif memadai, akan tetapi berangsur berkurang, yang dimungkinkan akibat pembahan tekstur bahan akibat temperatur dan caia penyimpanan yang kurang tepat. 2. Praktikalitas perangkat percobaan Ditinjau dari aspek ini, validator dan praktikan secara umum memberikan penilaian positif, sehingga tidak ditemukan permasalahan yang berarti. Hal ini

15 59 sclain dipcrlihatkan dengan skor penilaian yang tinggi, juga dengan keantusiasan dalam memberikan tanggapan dan saran pada berbagai aspek untuk pengembangan prototip meja rotasi penelitian. Berdasarkan diskusi yang berkembang, diperoleh gambaran bahwa meja rotasi merupakan perangkat percobaan yang baru bagi validator maupun praktikan. 3. Karakteristik meja rotasi a. Aspek konstruksi Keunggulan meja rotasi yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah lebih ringan dibandingkan dengan meja rotasi standar, sehingga mempermudah mobilisasi dan penempatan alat. Disamping itu, meja rotasi altematif ini memiliki struktur dan komponen-komponen yang lebih sederhana, sehingga mudah diperbaiki j ika ditemui adanya kemsakan. Kelemahan meja rotasi altematif ditinjau dari aspek ini adalah pada konstmksi motor penggerak yang mudah bembah posisi. Pembahan posisi ini mengakibatkan perubahan pada baiting penghubung antara motor dengan poly pada cakram, sehingga pola hubungan antara ams masukan dan frekuensi cakram cendemng ikut berubah. Karena itu, kalibrasi frekuensi cakram dan tegangan pada panel indikatomya hams dilakukan pada setiap memulai peicobaan. b. Aspek fungsi Ditinjau dari aspek ini, meja rotasi alternatif memiliki keunggulan pada jumlah materi percobaan yang dapat dikembangkan. Pada meja rotasi standar, jumlah percobaan yang dapat dilakukan meliputi 5 konsep, sementara pada meja

16 60 rotasi alternatif mencapai 12 konsep, dengan indeks validitas dan praktikalitas yang memadai. Adapun kelemahan meja rotasi altematif pada aspek ini adalah pada percobaan gaya sentripetal dengan bidang miring, yang diakibatkan oleh gangguan pada gerakan cakram. c. Aspek estetika Aspek estetika yang diaplikasikan pada meja rotasi altematif ini terdapat pada hampir selumh komponen, yakni dengan pemilihan bahan dengan tata wama yang alamiah, baik pada cakram (bening), rangka (chrome), yang dipadu dengan wama hitam komponen elektronika. Penampilan dan tata wama pada instrumen ini diupayakan untuk menimbulkan kesan segar dengan nuansa alamiah laboratorium. Penampilan instrumen altematif ini berbeda dengan meja rotasi standar yang didominasi cat berwama coklat muda. d. Aspek keamanan Meja rotasi altematif ini menggunakan tegangan masukan AC 220 V, dan masih dalam kondisi terbuka (belum dilengkapi penutup) dengan tujuan ntuk mempermudah pengamatan terhadap komponen-komponen elektronik yang digunakan. Mengingat bahwa meja rotasi altematif yang dikembangkan dalam penelitian ini masih sebatas prototip, maka kelemahan pada aspek ini diharapkan dapat diatasi pada tahap pengembangan berikutnya.