PENERAPAN PENDEKATAN BERPIKIR KAUSALITIK BER-SCAFFOLDING DALAM MENINGKATKAN KPM HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

Abstract

Telah diimplementasikan pendekatan berpikir kausalitik (kausalitas dan analitik) ber-scaffolding
dalam perkuliahan Fisika Dasar 1. Tujuannya adalah menumbuhkan motivasi mahasiswa dan
meningkatkan penguasaan konsep-konsep fisika secara utuh, serta menanamkan pandangan bahwa
fisika adalah sederhana. Metode yang digunakan adalah embedded experimental design dengan
pendekatan dua fase. Subjek penelitian terdiri atas 49 mahasiswa, 39 perempuan dan 10 laki-laki.
Data kuantitatif diolah menggunakan statistik non parametrik Wilcoxon sedangkan data kualitatif
dideskripsikan. Dengan taraf signifikansi 5% diperoleh bahwa seluruh indikator Kemampuan
Pemecahan Masalah (KPM) mengalami peningkatan signifikan tetapi secara umum peningkatannya
tidak berbeda antara mahasiswa kelompok bawah dan atas. Indikator KPM meliputi kemampuan
pemahaman, pemilihan, pembedaan, penentuan, penerapan, dan pangidentifikasian. Selain itu, hasil
analisis skala sikap memperlihatkan bahwa mahasiswa bersikap setuju hingga sangat setuju dengan
pernyataan positif dan tidak setuju hingga sangat tidak setuju terhadap pernyataan negatif
pendekatan ini. Hasil ini merekomendasikan bahwa pendekatan berpikir kausalitik ber-scaffolding
sangat cocok digunakan menanamkan penguasaan konsep fisika pada umumnya bukan hanya pada
konsep hukum Newton

Full text

/,
PROSIDING :.-
..
Program Studi Fisika FMIPA Universitas Mataram
dan Himpunan Fisikawan lndonesia
t
.-

PROSIDING SEMINAR NASIONAL FISI}(A:
Kontribusi Fisika dan Pengajaran Fisika dalam
pengembangan Potensi sumber Daya Lokal dan
Lingkungan
Penulis:
Mitra Djamat, Maria Evita, Bernd zimanowski, dan Ktaus Schitting, wahyu Triyono' setiya utari' c' cari'
A. Suparmi, U.A. Deta, "nb Anari S. Husein, tn un Sugri*un, Oni.ioesanto, Adi Rachmattuttah' Ade Agung
Harnawan, Arfan Eko Fahrudin, Endarko, Arnar vt:"ii"rir'ttfl, \y:lt tll, lstahudin, Johri Sabaryati dan
Doni Ramadoan, Nurul Qomariyah, Desi Arisandi panoini, Rahadi wirawan' Yadnya Made Sutha' udiarta I
wayan, Harnawan lo" ig;gl Ni*iion H.n. nuraun;'i:il;; wijanarko A" -syamsut Muhayadi' Laili
Mardiana, Kasnawi lt niai,- Lity Maysari. lngt"lni, 'lfriui Orr*V1tt, .Dahyunir Dahtan' Muhammad'
Anshori, Harmadi , nu"*ilin*il oi",i wii"V" f,i"il*iAi, siiilta'a' Susi Rahaw' Susitawati' Ari Doyan'
Khaerunisa, Rahmat Rasyid, Muharmen, Wendri, H.1.'"a1,'l-t"ii Muchiian' Dahyunir Dahtan' Sri Mutyadi Dt'
Basa, sri Handani, lv, sLl'ii"r,ri, rsriu.wang, oil" wijivi xurniawidi, siti Ata'a, susi Rahayu' Komang
Gde Suastika, Heri S, Gunarjo, Sadiana, ,".r"ii, iit'Oo,"n, Susifawati, Sahtam, Dwi Sabda Budi
prasetya, Dwi pangga, Asili#;; fii;ii.n, nJiilrr !r11,,'Agia;nata rqasang, Triwivono, Jan Pieter'
Martha Loupatty, Endang Susitawati, Hixmawatiiioni corrr'trut,.Gunawan, Muliana, Nur Arip Budiman'
chaerut Rochman, wun"vunl-nindayani, uava'se-tyaningrut, wu!ry Sopandi, Fartina' Lity Maysari
Angraini, Baiq Rahaw,'ilil il;y# l"s'"i1i, r-ii" r,u?tn",'satutik Rahaw, Kasnawi At hadi' Joni
Rokhmat, Reski Kurniawan, Nur'Arfah sarifuddi"; il;ri'ilrrrn, r,lrrt. Attin Massinai, Muh Fawzy lsmutlah
priadi putra, fW Suaiartl,'fiifl rti"iai*",,truf."*-'"illawzy'ismutUfr M' dan Ertangga lbrahim Fattah
Firman Hadi Muhammad, Arif wijaya, suhayat ,r,riiiiii, i cfttilunung wiratma, I Wayan subagia' Andi
Mutia Fitri, Suhayat Minardi, Atfina Taurid" Iild;rt, i N"ngan Simfen' I Nyoman Sutarpa Sutama' I
,i;;"'i;;ra iiti zrt"ix"tt, svamsuddin dan lsva Ashari'
Editor:
Dr. SuhaYat Minardi, S.Si', M'T'
I WaYan Sudiarta, Ph.D.
Dr. Marzuki, M.Si.
Dr. Ahmad Hariono, M'Pd'
Lav Out:
Dr. SuhaYat Minardi, S.Si', M'T'
Desain Cover:
Dr. Rahadi Wirawan
Program Studi Fisika FI IPA Universitas Mataran dan
Hinipunan Fisikawan lndonesia
Cetakan Pertama, Desember 2015
Hak Cipta ditindungi Undang'Undang
AII Righfs Reserved
Universitas Mataram
pRoStDING srmruan ilastoNAL FISIKA; Konstribusi Fisika dan Pengajaran
Fisika datam peng;mbang;n Potensi (umber Daya Lokat dan Lingkungan -
TIM-Mataram, NusaTenggara Barat'
xii + 250 htm. 20 cm x 29 cm'
ISBN: 978-602' 1 570'39-5
l.PR0S|DINGSEM|NARNAS|oNALFlSlKA;KonstribusiFisikadanPengajaran
Fisika datam pengemuangan Potensi Sumber Daya Lokat dan Lingkungan
l. Judul

Pelindung dan
Penasihat
Pengarah
Penanggug Jawab
Ketua
Sekretaris
Bendahara
Seksi-seksi
Seksi Kesekretariatan
Koordinator
.Anggota
SeksiAcara
Koordinator
Anggota
Seksi Perlengkapan
Koordinator
Anggota
Seksi Konsumsi
Koordinator
Anggota
SUSUNAN PANITIA
SEMINAR NASIONAL FISIKA2Ol5 FMIPA UNIVERSITAS MATARAM
Prof. lr.Surya Hadi, M.Sc., Ph.D.
Dekan FMIPA Universitas Mataram
(1). Drs. Teguh Ardianto, M.Si.
Wakil Dekan Bidang Akademik
FMIPA Universitas Mataram
(2). Dra. Aida Muspiah, M.Si.
Wakil Dekan Bidang Umum dan Keuangan
FMIPA Universitas Mataram
(3). Drs. Suripto, M.Si
Wakil Dekan Bidang Kemahasiswaan dan
AIumni FMIPA Universitas Mataram
I Wayan Sudiarta Ph.D.
Kaprodi Fisika, FMIPA Universitas Mataram
Dr. Rahadi Wirawan, M.Si.
Laili Mardiana, M.PFis.
Alfina Taurida Alaydrus, M.Sc.
Ahip Riadi, S.P.
Kepala Tata Usaha FMIPA Universitas Mataram
Siti Alaa, M.Si.
Susi Rahayu, M.Si.
Nurul Qomariah, M.Si.
Muhammad Al Faris, S.Si.
Niken Ayu Pintakarukmi, S.E.
Dian Wijaya Kumiawidi, M.Si.
Drs. lmam Saekoni
KasnawiAl-Hadi, M.Si.
Lily Maysari Angraini, M.Si.
L. Eldin lndrawahyudi, S.E.
H. Maskur, S.Pd.
Murhaeni
Supriidi
Fauzi
Hj. Nurul Hamdiah, S. Adm
Januar Srikandijana, A. Md
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 November 2015

DAFTAR ISI
SAMBUTAN KETUA PROGRAM STUDI FISTKA
KATA PENGANTAR
SUSUNAN PANITIA
DAFTAR ISI
MAKALAH UTAMA
Mitra Djamal, Maria Evita, Bernd Zimanowski dan Klaus Schilling,
Pengembangan Sistem Deteksi Dini Gunung Api, Program Studi MU_gj
Fisika, Fakultas Matematika dan llmu Pengetahuan Alam, lnstitut rYr
Tekriologi Bandung Jl. Ganesha 10 Band ung 40132
Wahyu Triyono, Peranan llmu Fisika Dalam Eksplorasi Minyak Dan
Gas Bumi, Senior Geophysicist pT. PERTAMINA PFJ:E ONWJ Jl. TB MU-02
$imatupang Kav 89 (Kebagusan l), Jakarta 12520,lndonesia :::
Setiya Utari, Pengajaran Sains Modern, lmplementasi Dan
Permasalahannnya Dalam Matapelajaran Fisika, Departemen MU-03
Pendidikan Fisika FPMIPA UPI
,e. Ciri; A, Snpar:mi, U.A" Deta, anO mC* S, Hu*i:n Anatysis Of
Oblique'-.tneida,nce Wave-L* On Super tens Metamaferial. Vl/ith 0-'
D,eformed,Hyperbolic Graded Negafive Refr.active lndex Model tJsing f,r
$upersy*oii Auaitu* Mecianics Msthod, Tteoreticat-nG; MU-04
Group, Fhysics Department Sebelas Maret UniverSifu, Suraka Jl lr. ',.,
$utamiNo.36..AKentinganSurakarta57126:....
MAKALAH PENDAMPING BIDANG FISIKA KOMPUTASI DAN
lNSTRUMENTASI
lwan Sugriwan, Oni Soesanto, Adi Rachmattulah, Ade Agung FKI-01
Harnawan, Pengukuran Kadar Gas Metana (CH+), Kelembaban Dan
Temperatur Pada Lahan Gambut Menggunakan SensorTGS2611 Dan
SHTl 1 Berbasis Atmega8535
Arfan"Eko Fahrudin, Enda*rr, Amar V'tjai Nasrullohi-.Nurma Sari,
Perancan$an Dan'Pembuatan,,Ozone Generator,,Dan Statern Akuisisi FKI-02
Gas Ozon Berbasis Mikrokontroller AVR
lslahudin, Johri Sabaryati, dan Doni Ramadoan, Analisis Daya
Redam Vibrasi Pada Beberapa Struktur Tanah Keruk pondasi r,
Bangunan Menggunakan Sensor Getaran Berbasi" K;i'D#r-; FKI-03
Kecamatan Batukliang Lombok Tengah Nusa Tenggara Barat
Nurul Qomariyah, Efek Paparan Radiasi Gamma Tefradap Profil
lmunitas seterah Pemberian.hl*irar M *"*"-{iiytt*iiii.iiii r) - FKI-04
Desi Arisandi, Pandini, Rahadi wirawan, studi Karakterisasi Beton EL
Sebagai Pelindung Radiasi Menggunakan Geant4 dan XCOM rKl-05
Yadnya ltlide Suthi;,sudiarta tWayan;:Simuh* Wate-r Filting Salarn
Me*gatasi Trasnsmisi, Redaman Hujan Pada Loe*.l Multipoint "FKl-06
Distribution Service (LMDS) 4G
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 November 2015

Martha
Kelas Vlll
Penentuan Episenter Gempabumi Sekitar Sesar Palu
Menggunakan HypoT;1
Loupatty,
SMP YPK PFIS.O3
PFIS-05
;;;ill;jl;:,titti il
PFIS-11
MAKALAH
BENCANA
Reski Kurniawan, Nur Arfah Sarifuddin, Bahrul Ulum, Muh. Altin
Massinai, Muh Fawzy lsmullah, Analisis Gempa Tektonik Di wilayah FBM-01
Lengan Utara Sulawesi
Fattah,
Koro
PFIS-07
t:fil]//i2, ,;:
-eF;L$+sfl.i
PFIS-09
::,a?. il)tijt.::a.:=:
%1f^
FBM-03
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 11-15 November 2015
Aloysius Rugli, DemiKesadaran llnrr,r Dan LGrasiSains: Asal UsulSiiuan
Ketum, "b$*"""{#fupq- rehpan grtzrn;nn.-Hendat-.D14*666t!*i*al*,,:.PFls42
Huliana, Perryaruh penOetcatan Pembefaiaran g*ndu*"*an Rengat;;n
Dan Penge{ahuan AwalTerhadap Penguasaan Konsep Fisika Peserta Didik PF|S46
Kelas Xl MAN Model Makassar
Endang Sueilawati, Perbedaan PBI Pada Pembelalaran Kooperatif Tipe ",rro ,",
STAD Oengin Pembelaiaran Kooperatif Tipe TPS Di SMt Negeri 1 Sentoio rrrD-t'+

Joni Rokhmat/ Pendekatan Berpikir Kausalitik…,
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 Nopember 2015 PFIS76
PENERAPAN PENDEKATAN BERPIKIR KAUSALITIK BER-SCAFFOLDING
DALAM MENINGKATKAN KPM HUKUM NEWTON TENTANG GERAK
Joni Rokhmat
1Program Studi Pendidikan Fisika, FKIP Universitas Mataram
Email: joni.fkip@unram.ac.id (HP. 081805738694)
Abstraks:
Telah diimplementasikan pendekatan berpikir kausalitik (kausalitas dan analitik) ber-scaffolding
dalam perkuliahan Fisika Dasar 1. Tujuannya adalah menumbuhkan motivasi mahasiswa dan
meningkatkan penguasaan konsep-konsep fisika secara utuh, serta menanamkan pandangan bahwa
fisika adalah sederhana. Metode yang digunakan adalah embedded experimental design dengan
pendekatan dua fase. Subjek penelitian terdiri atas 49 mahasiswa, 39 perempuan dan 10 laki-laki.
Data kuantitatif diolah menggunakan statistik non parametrik Wilcoxon sedangkan data kualitatif
dideskripsikan. Dengan taraf signifikansi 5% diperoleh bahwa seluruh indikator Kemampuan
Pemecahan Masalah (KPM) mengalami peningkatan signifikan tetapi secara umum peningkatannya
tidak berbeda antara mahasiswa kelompok bawah dan atas. Indikator KPM meliputi kemampuan
pemahaman, pemilihan, pembedaan, penentuan, penerapan, dan pangidentifikasian. Selain itu, hasil
analisis skala sikap memperlihatkan bahwa mahasiswa bersikap setuju hingga sangat setuju dengan
pernyataan positif dan tidak setuju hingga sangat tidak setuju terhadap pernyataan negatif
pendekatan ini. Hasil ini merekomendasikan bahwa pendekatan berpikir kausalitik ber-scaffolding
sangat cocok digunakan menanamkan penguasaan konsep fisika pada umumnya bukan hanya pada
konsep hukum Newton.
Kata kunci: Pendekatan berpikir kausalitik ber-scaffolding, Hukum Newton tentang gerak,
Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM).
PENDAHULUAN
Latar belakang: Sepengetahuan penulis, fenomena pembelajaran fisika di kelas umumnya
telah bergeser pada pembelajaran matematika. Para guru mengalami kesulitan atau ketidaktahuan
bagaimana membelajarkan fisika kepada para siswanya dengan pendekatan konsep. Jika dibuat
perbandingan, penulis memperkirakan porsi pembahasan konsep dan aplikasi hitungan berkisar dari
12,5% berbanding 87,5% hingga 30% berbanding 70%. Perbandingan terkecil, sebagai contoh,
dapat dijumpai ketika seorang mahasiswa yang sedang melakukan kegiatan praktek pengalaman
mengajar (PPL) membelajarkan gaya gesek kepada siswanya. Dalam satu kali tatap muka (2 kali 40
menit), pada jenjang pendidikan menengah atas (SMA), penulis selaku pengamati waktu yang
digunakan guru untuk membelajarkan konsep gaya gesek kepada siswanya tidak lebih dari 10
menit. Guru memperkenalkan syarat kemunculan gaya gesek, jenis gaya gesek, dan arahnya. Itu
pun, dijumlai kekeliruan konsepnya, khususnya terkait pemahaman kalimat bahwa gaya gesek
berlawanan dengan arah benda.
Paradigma pembelajaran berpusat pada guru kurang tepat jika digunakan untuk
membelajarkan fisika dengan porsi pembahasan konsep lebih besar karena apabila ini dilakukan
guru akan lebih cepat lelah. Kelelahan semakin berpeluang terjadi apabila guru tersebut mengajar
materi yang sama pada kelas paralel dan di antaranya, terdapat sekolah yang memiliki kelas paralel
hingga 10 atau lebih. Karenanya, untuk membelajarkan fisika dengan porsi konsep yang besar
diperlukan strategi agar pembelajaran efektif dan efisien. Strategi dapat diinterpretasikan memiliki
empat unsur, yaitu: 1) pengidentifikasian dan penetapan spesifikasi dan kualifikasi hasil dan sasaran
yang harus dicapai, 2) pertimbangan dan pemilihan jalan pendekatan yang efektif, 3) pertimbangan
dan penetapan langkah-langkah yang perlu ditempuh, serta 4) pertimbangan dan penetapan tolok
ukur dan patokan capaian (Makmun, 2003).
Pergeseran pembelajaran fisika menjadi pembelajaran matematika juga dijumpai pada
pembahasan hukum Newton tentang gerak. Fenomena umum pembelajaran pada materi ini, dosen

F77
atau guru berkecenderungan memperkenalkan sejumlah persamaan percepatan pada fenomena-
fenomena fisika terkait. Jadi, selain porsi pembahasan konsep yang rendah dibandingkan
pembahasan matematik juga dalam pembelajaran seringkali kepada pembelajar diperkenalkan
cukup banyak formula atau rumus. Fakta ini menumbuhkan persepsi pembelajar bahwa fisika
penuh bermuatan pembahasan matematik dan memiliki formula atau fumus yang sangat banyak.
Hal ini marupakan salah satu penyebab cukup banyak pembelajar yang tidak menyukai fisika dan
dengan sendirinya akan memiliki motivasi yang rendah untuk mempelajari fisika.
Di sisi lain, sepengetahuan penulis, pembelajar dalam menyelesaikan fenomena atau
persoalan fisika sering mengalami kesulitan, seperti tidak dapat: 1) menentukan elemen fenomena
yang mana sebagai suatu faktor atau penyebab, 2) memprediksi akibat-akibat yang berkemungkinan
terjadi, 3) membedakan penyebab-penyebab yang terkait dan yang tidak terkait dengan suatu akibat
tertentu, 4) menentukan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang terkait dengan peristiwa
terjadinya suatu akibat, 5) menerapkan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika tersebut untuk
menjelaskan terjadinya suatu akibat, dan 6) mengidentifikasi kondisi setiap penyebab terkait
sehingga suatu akibat tertentu terjadi. Keenam fakta di atas merupakan indikator Kemampuan
Pemecahan Masalah (KPM) seorang pembelajar berkenaan dengan pengembangan berpikir
kausalitas dan analitik.
Untuk mengatasi persoalan sebagaimana dipaparkan di atas, penulis mengusulkan
pembelajaran fisika dengan pendekatan berpikir kausalitik (kependekan dari kausalitas dan
analitik). Mengingat pembelajaran dengan pendekatan ini tidak mudah, maka penulis memberi
bantuan tahapan (scaffolding) dengan porsi bantuan cukup besar hingga kecil pada LKM yang
digunakan. Sesuai dengan judul tulisan ini, selanjutnya penulis akan membahas pendekatan berpikir
kausalitik ber-scaffolding dan kaitannya dengan Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM)
mahasiswa.
TINJAUAN PUSTAKA
Pendekatan berpikir kausalitik: Pengertian berpikir kaualitik merujuk pada berbagai
pendapat tentang berpikir, kausalitas, dan berpikir analitik. Pendapat-pendapat tersebut antara lain
dinyatakan oleh Paul & Elder (2003: 3-5 & 2006: 11), Elder & Paul (2007: 5-7), Gopnik & Schulz
(2007: 19-21; 88-89; 99-93), Kasser (2006: 112-113), Lenzen (1954: 2-7), Hill (2011: 343-345),
Meder (2006: 31), dan Sloman (2005: 39-45)
Dari berbaai pendapat di atas dimaknai karakteristik dari pendekatan umum pembelajaran
berbasis berpikir kausalitik. Pendekatan ini berpusat pada aktivitas mahasiswa. Aktivitas
mahasiswa berlangsung ketika mahasiswa menyelesaikan Tugas Pendahuluan (TP) dan Lembar
Kerja Mahasiswa (LKM), serta ketika berpartisipasi dalam kegiatan diskusi klasikal. Akhir
pembelajaran dengan pendekatan ini, mahasiswa memiliki kompetensi berpikir kausalitik. Dengan
kompetensi ini mahasiswa mampu menentukan komponen-komponen dari suatu persoalan fisika
yang berperan sebagai penyebab (cause) dan mampu memprediksi berbagai akibat (effect) yang
berkemungkinan terjadi, serta dengan berbekal knowledge-nya mereka mampu mengidentifikasi
kondisi dari setiap penyebab sehingga suatu akibat tertentu dapat terjadi (Rokhmat, 2013)
Dalam setiap Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) terdapat fenomena-fenomena multi akibat.
Sebuah atau lebih komponen penyebab dalam fenomena multi-akibat bersifat variabel sehingga
variabel dalam fenomena ini dapat memiliki lebih dari sebuah nilai atau kondisi. Fenomena jenis ini
berpeluang memiliki lebih dari sebuah kombinasi dari kondisi penyebabnya. Setiap kombinasi
kondisi komponen penyebab menghasilkan sebuah akibat tertentu sehingga jumlah akibat yang
berpeluang terjadi sama dengan jumlah kombinasi yang berpeluang terjadi pula (ibid). LKM ini
berfungsi untuk memfasilitasi mahasiswa dalam mengembangkan berpikir kausalitik.
Berpikir kausalitik ber-scaffolding:Hasil implementasi instrumen pengembangan
berpikir kausalitik berpola standar memperlihatkan adanya kesulitan yang dialami mahasiswa. Hal

Joni Rokhmat/ Pendekatan Berpikir Kausalitik…,
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 Nopember 2015 PFIS78
ini antara lain dikarenakan mahasiswa dalam instrumen tersebut dituntut mampu secara mandiri
menentukan faktor-faktor penyebab dan memprediksi akibat. Pengetahuan awal tentang konsep
yang sedang dipelajari juga menjadi salah satu penyebab ketidakmampuannya dalam
mengidentifikasi kondisi penyebab agar suatu akibat tertentu terjadi.
Instrumen dalam berpikir kausalitik ber-scaffolding dilengkapi dengan bantuan-bantuan
tahapan. Bantuan tahapan ini bervariasi, dari porsi cukup besar hingga porsi kecil. Rokhmat (2013)
memperkenalkan delapan instrumen Pengembangan Berpikir Kausalitik (PBK) ber-scaffolding,
yaitu: a) Pola PBK ber-scaffolding-1a: Yaitu pengembangan berpikir kausalitas dan analitik
dengan bantuan pola utama tabel kausalitas dan sebagian akibat dalam tabel tersebut sudah
diberikan. Kemudian mahasiswa diminta menentukan komponen-komponen penyebab dan akibat
lainnya dengan jumlah yang belum diketahui dari suatu fenomena fisika. Selanjutnya mahasiswa
tersebut diminta memberi penjelasan bagaimana penyebab-penyebab itu dapat menghasilkan setiap
akibat tersebut. b) Pola PBK ber-scaffolding-1b: Yaitu pengembangan dari pola PBK ber-
scaffolding-1a tetapi pada pola ini terdapat tambahan bantuan, yaitu sebagian penjelasan diberikan.
c) Pola PBK ber-scaffolding-2a: Yaitu pola pengembangan berpikir kausalitas dan
analitik dengan bantuan pola utama tabel kausalitas dan sebagian akibat dalam tabel tersebut
sudah diberikan. Kemudian mahasiswa diminta menentukan komponen-komponen penyebab dan
akibat lainnya dengan jumlah yang sudah diketahui dari suatu fenomena fisika. Selanjutnya
mahasiswa tersebut diminta memberi penjelasan bagaimana penyebab-penyebab itu dapat
menghasilkan setiap akibat tersebut. d) Pola PBK ber-scaffolding-2b: Yaitu pengembangan dari
pola PBK ber-scaffolding-2a tetapi pada pola ini terdapat tambahan bantuan, yaitu sebagian
penjelasan diberikan.
e) Pola PBK ber-scaffolding-3a: Yaitu pola pengembangan berpikir kausalitas dan
analitik dengan bantuan pola utama tabel kausalitas dan seluruh akibat dalam tabel tersebut
sudah diberikan. Kemudian mahasiswa diminta menentukan komponen-komponen penyebab dari
suatu fenomena fiaika. Selanjutnya mahasiswa tersebut diminta memberi penjelasan bagaimana
penyebab-penyebab itu dapat menghasilkan setiap akibat tersebut. f) Pola PBK ber-scaffolding-
3b: Yaitu pengembangan dari pola PBK ber-scaffolding-3a tetapi pada pola ini terdapat tambahan
bantuan, yaitu sebagian penjelasan diberikan.
g) Pola PBK ber-scaffolding-4a: Yaitu sama dengan pengembangan pola PBK ber-
scaffolding-2a tetapi dikhususkan untuk fenomena fisika yang memiliki tabel kausalitas berpola
berantai, baik yang berantai murni maupun berantai gabungan dan/atau untuk fenomena fisika yang
memiliki cukup banyak akibat yang berpeluang terjadi. h) Pola PBK ber-scaffolding-4b: Yaitu
pengembangan dari pola PBK ber-scaffolding-4a tetapi pada pola ini terdapat tambahan bantuan,
yaitu sebagian penjelasan diberikan.
Pengertian Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM) antara lain merujuk pada pendapat
Wikipedia (2009: 1), Marzano & Brown (2009: 134), Marzano dkk. (2008) dalam Marzano &
Brown (2009: 135), Marquardt (2004: 91-103), serta Isakses dan Treffinger (1985) dalam Amer
(2005: 17). KPM memiliki enam komponen sebagaimana disebutkan Rokhmat (2013). Pemecahan
masalah diartikan atau dimaknai sebagai kemampuan mahasiswa calon guru fisika untuk
menggunakan knowledge yang dimilikinya dalam memilih dan/atau memprediksi, secara deduktif,
berbagai kemungkinan akibat ketika suatu fenomena awal, yang memuat sebuah atau beberapa
penyebab, diberikan, serta mampu mengidentifikasi bagaimana sebuah atau beberapa penyebab
tersebut dapat menghasilkan suatu akibat yang terpilih atau terprediksi.
Keenam komponen KPM sebagaimana dinyatakan Rokhmat (2013) di atas meliputi: (1)
Pemahaman (understanding),yaitu kemampuan memahami ide atau gagasan dalam setiap soal; (2)
Pemilihan (selecting), yaiatu kemampuan memilih dan/atau penyebab-penyebab dan memprediksi
berbagai kemungkinan akibat yang dapat terjadi berkenaan dengan kondisi penyebab dalam soal

F79
atau fenomena fisika; (3) Pembedaan (differentiating), yaitu kemampuan membedakan dan memilih
penyebab-penyebab yang dapat menghasilkan suatu akibat tertentu; (4) Penentuan (determining),
yaitu kemampuan menentukan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang dapat digunakan
untuk mendukung dalam mengidentifikasi sebuah atau beberapa penyebab sehingga menghasilkan
suatu akibat; (5) Penerapan (applying), yaitu kemampuan menggunakan konsep, prinsip, teori,
dan/atau hukum fisika yang diperlukan dalam mengidentifikasi penyebab-penyebab sehingga
menghasilkan suatu akibat tertentu; dan (6) Pengidentifikasian (identifying), yaitu kemampuan
mengidentifikasi kondisi penyebab-penyebab sehingga dapat menghasilkan suatu akibat tertentu
METODE PENELITIAN
Pelitian ini menggunakan metoda campuran kuantitatif dan kualitatif dengan model
embedded experimental dua fase dan melibatkan 49 mahasiswa yang terdiri dari 39 laki-laki dan 10
wanita yang mengikuti perkuliahan fisika dasar 1 tahun ajaran 2015-2016. Subjek dibagi menjadi
sepuluh kelompok berdasarkan nilai rata-rata ujian nasional rata-rata dan selanjutnya dua kelompok
dengan nilai ujian nanional terbaik dikategorikan sebagai kelompok atas dan dua kelompok lainnya
dengan nilai rata-rata terendah dikategorikan sebagai kelompok bawah. Skor kemampuan
pemecahan masalah diolah menggunakan gain ternormalisasi dan diuji menggunakan statistik non-
parametrik Wilcoxon.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil: Hasil Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM) mahasiswa kelompok bawah dan
atas, serta nilai N-gain dalam representasi rata-rata diperlihatkan dalam Tabel 1 dan Tabel 2.
Sementara itu, signifikansi peningkatan KPM pada mahasiswa kelompok bawah dan atas, serta
perbedaan nilai N-gain antara kedua kelompok tersebut dengan taraf signifikansi 5% diperlihatkan
pada Tabel 3.
Tabel 1 dan 2 masing-masing memperlihatkan bahwa rata-rata setiap indikator KPM pada
mahasiswa kelompok bawah dan atas mengalami peningkatan skor. Hal ini juga diperlihatkan oleh
nilai N-gain yang keseluruhannya bertanda positif. Berdasar nilai rata-rata skor pada kedua tabel
tersebut diperoleh bahwa rata-rata skor setiap indikator KPM, baik pada tes awal maupun akhir,
pada mahasiswa kelompok atas lebih tinggi daripada mahasiswa kelompok bawah. Hal ini juga
berlaku pada nilai N-gain-nya.
Tabel 1 Rata-rata Skor dan N-gain KPM Mahasiswa Kelompok Bawah
Tes & N-gain
Skor Rata-rata Indikator Kemampuan Pemecahan Masalah
IPM-1
IPM-2
IPM-3
IPM-4
IPM-5
IPM-6
Tes Awal
37,8
4,2
0,0
28,3
0,0
1,7
Tes Akhir
55,6
29,4
25,6
51,7
30,6
42,2
N-gain
0,32
0,25
0,26
0,31
0,31
0,41
Tabel 2 Rata-rata Skor dan N-gain KPM Mahasiswa Kelompok Atas
Tes & N-gain
Skor Rata-rata Indikator Kemampuan Pemecahan Masalah
IPM-1
IPM-2
IPM-3
IPM-4
IPM-5
IPM-6
Tes Awal
67,2
52,8
30,6
63,9
30,6
16,7
Tes Akhir
90,0
80,6
74,4
81,7
72,8
67,2
N-gain
0,67
0,56
0,59
0,48
0,56
0,59

Joni Rokhmat/ Pendekatan Berpikir Kausalitik…,
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 Nopember 2015 PFIS80
Namun demikian, linearitas rata-rata skor tes awal, tes akhir, dan nilai N-gain-nya tidak
berlaku untuk signifikansinya. Tabel 3 memperlihatkan bahwa pada kedua kelompok mahasiswa di
atas terjadipeningkatan skor KPM yang signifikan. Namun demikian, untuk N-gain perbedaan
signifikan antar kelompok bawah dan atas yang terjadi pada indikator IPM-1 dan IPM-3, yaitu pada
kemampuan understanding dan differentiating. Sementara pada keempat indikator KPM lainnya,
selecting,determinint,applying, dan identifying tidat berbeda secara signifikan.
Tabel 3 Signifikansi Peningkatan KPM mahasiswa Kelompok Bawah dan Atas, serta Perbedaan
Nilai N-gain-nya
Kelompok &
Beda N-gain
Signifikansi KPM dan Perbedaan N-gain
IPM-1
IPM-2
IPM-3
IPM-4
IPM-5
IPM-6
Kelompok
Atas
S
S
S
S
S
S
Kelompok
Atas
S
S
S
S
S
S
Beda N-gain
S
TS
S
TS
TS
TS
Keterangan: S = Signifikan dan TS = Tidak Signifikan.
Terhadap implementasi Tugas Pendahuluan (TP) dan Lembar Kerja Mahasiswa (LKM)
ber-scaffolding, seluruh mahasiswa setuju hingga sangat setuju terhadap pernyataan positif dan
tidak setuju hingga sangat tidak setuju terhadap pernyataan negatif. Hasil ini menggambarkan
bahwa TP yang diimplementasikan dalam perkuliahan memang diperlukan untuk membekali
konsep awal, membantu pemahaman konsep, dapat diselesaikan, dan diberikan minimal satu hari
sebelum menyelesaikan LKM, serta pembelajaran fisika harus dimulai dengan pembahasan konsep.
Sementara itu, tanggapan mahasiswa terhadap LKM menggambarkan bahwa
implementasinya menumbuhkan rasa senang, menjadikan pembelajaran lebih jelas dan bermakna,
membantu penguasaan konsep, menumbuhkan sikap hati-hati, meningkatkan kemampuan dalam
menganalisis akibat yang berpeluang terjadi, belajar lebih menyeluruh dan tuntas, pembelajaran
lebih efektif dan efisien, serta meningkatkan kreativitas.
Pembahasan: Berdasarkan hasil penelitian sebagaimana dipaparkan di atas, implementasi
pendekatan berpikir kausalitik ber-scaffolding terbukti efektif dan efisien dalam meningkatkan
Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM) mahasiswa calon guru pada pokok bahasan hukum
Newton tentang gerak. Efektifitas dan efisiensi dalam proses membelajarkan fisika dengan porsi
konsep yang besar terbukti dapat dicapai melalui strategi penggunaan pendekatan berpikir
kausalitik. Hal ini sejalan dengan pernyataan Makmun (2003) dan pernyataan Rokhmat (2013)
berkenaan dengan penggunaan tahapan bantuan (scaffolding) dalam lembar kerja yang
digunakannya.
Sesuai dengan pernyatakan Rokhmat (2013) peningkatan signifikan dari keenam indikator
kemampuan pemecahan masalah (IPM-1 s.d. IPM-6) sebagaimana dipaparkan pada bagian hasil
menunjukkan bahwa implementasi pendekatan berpikir kausalitik ini mampu meningkatkan
kemampuan mahasiswa dalam memahami ide atau gagasan dalam setiap soal, memilih dan/atau
penyebab-penyebab dan memprediksi berbagai kemungkinan akibat yang dapat terjadi berkenaan
dengan kondisi penyebab dalam soal atau fenomena fisika, dan membedakan dan memilih
penyebab-penyebab yang dapat menghasilkan suatu akibat tertentu. Selain itu, mereka juga mampu
menentukan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang dapat digunakan untuk mendukung
dalam mengidentifikasi sebuah atau beberapa penyebab sehingga menghasilkan suatu akibat,
menggunakan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang diperlukan dalam

F81
mengidentifikasi penyebab-penyebab sehingga menghasilkan suatu akibat tertentu, serta
mengidentifikasi kondisi penyebab-penyebab sehingga dapat menghasilkan suatu akibat tertentu.
Mengingat dalam perkuliahan hukum Newton ini lembar kerja mahasiswa yang digunakan
secara umum adalah berpola scaffolding-2b, merujuk pada pernyataan Rokhmat (2013), secara
implisit bentuk bantuan tahapan pemberian sebagian informasi akibat yang berpeluang terjadi,
jumlah akibat yang berpotensi terjadi, serta pemberian contoh pengidentifikasian kondisi-kondisi
penyebab untuk sebagian akibat merupakan model scaffolding yang sudah terbukti efektif dan
efisien dalam meningkatkan KPM mahasiswa, khususnya pada pokok bahasan hukum Newton
tentang gerak.
Mengingat seluruh mahasiswa bersikap setuju hingga sangat setuju terhadap seluruh
pernyataan positif dan bersikap tidak setuju hingga sangat tidak setuju terhadap seluruh pernyataan
negatif berkenaan dengan implementasi pendekatan kausalitik dalam perkuliahan fisika dasar,
maka dapat diartikan bahwa implementasi pendekatan ini dapat diterima mahasiswa. Selain itu,
mereka juga sependapat bahwa implementasi pendekatan ini mampu meningkatkan kemampuan
pemecahan masalah, khususnya terkait dengan fenomena-fenomena konseptual fisika.
Jika dikaitkan dengan program pemerintah sebagaimana dituangkan dalam kurikulum 2013
(K-13), pendekatan berpikir kausalitik adalah sangat relevan. Hal ini dikarenakan salah satu
orientasi dalam K-13 adalah pengembangan berpikir kreatif yang mengisyaratkan agar bentuk
evaluasi yang digunakan adalah multi-jawaban benar. Sementara itu, dalam pendekatan berpikir
kausalitik fenomena fisika yang digunakan juga bersifat multi-akibat. Satu orientasi K-13 lainnya
adalah pengembangan kemampuan bernalar pembelajar. Sekali lagi, pendekatan berpikir kausalitik
juga menyediakan ruang bagi pembelajar untuk berargumentasi dalam pengidentifikasian (IPM-6).
Dalam proses berargumentasi atau pengidentifikasian kondisi penyebab ini pembelajar difasilitasi
untuk mengembangkan kemampuan bernalarnya (Rokhmat, 2013).
SIMPULAN DAN REKOMENDASI
Simpulan: Telah diimplementasikan pendekatan berpikir kausalitik dalam pembelajaran
hukum Newton tentang gerak. Hasilnya menunjukkan adanya peningkatan signifikan (dengan taraf
signifikansi 0,05) Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM) yang meliputi kemampuan
understanding,selecting,differentiating,determining,applying, dan identifying pada mahasiswa
kelompok bawah dan atas, serta antara N-gain pada kedua kelompok tersebut pada IPM-1 dan
IPM-3 tetapi keempat IPM lainnya tidak berbeda signifikan. Hal ini menunjukkan bahwa
implementasi pendekatan efektif dan efisian dalam meningkatkan KPM mahasiswa kedua
kelompok tersebut, serta model scaffolding-2b cocok bagi kedua kelompok ini.
Rekomendasi: Penggunaan model LKM ber-scaffolding-2b dalam pendekatan berpikir
kausalitik menjadi salah satu strategi yang patut dipertimbangkan untuk digunakan disamping
model lain yang mungkin juga efektif dan efisien untuk digunakan. Sebaiknya perlu diteliti lebih
lanjut tingkat efektivits dan efisiensinya untuk model-model scaffolding lainnya agar diperoleh
peta lengkap tentang model-model LKM yang direkomendasikan untuk digunakan dalam
pembelajaran fisika dengan pendekatan kaualitik ini
DAFTAR PUSTAKA
Amer, A., (2005). Analytical Thinking. Cairo: Center of Advancenent of Postgraduate Studies and
Research in Engineering Sciences, Cairo University (CAPSCU), (p. 1-14).
Elder, L. & Paul, R., 2007. Analytic Thinking:The Elements of Thinking and The Standards They
Must Meet. www.criticalthinking.org, (p. 5-7).
Gopnik, A. & Schulz, L., (2007). Causal Learning; Psychology, Philosophy, and Computation.
New York: Oxford University Press, Inc., (p. 19-21; 88-89; 99-93).
Hill, S. E., (2011). “Reanalyzing the Ampere-Maxwell Law”. AAPT Physics Education, The
Physics Teacher. Redlands, CA: University of Redlands, 49, September, 343-345.

Joni Rokhmat/ Pendekatan Berpikir Kausalitik…,
Prosiding Seminar Nasional Fisika, Mataram-Lombok, 14-15 Nopember 2015 PFIS82
Kasser J. L., (2006). Philosophy of Science, part 2 of 3. USA: The Theaching Company, 92-126.
Lenzen, V. F., (1954). Causality In Natural Science. USA: Charles C Thomas Publisher Springfield
Illinois, 2-27.
Makmun, A. S., 2003. Psikologi Pendidikan. Bandung: Rosda Karya Remaja
Marzano, R. J. & Brown, J. L., (2009). A Handbook For The Art and Science of Teaching. USA:
ASCD, 134-135
Marquardt, M. J., (2004). Optimizing the power of Action Learning: Solving Problem and Building
Leaders in Real Time. California: Davies-Black Publishing, 91-103.
Meder, B., (2006). Seeing versus Doing: Causal Bayes Nets as Psychological Models of Causal
Reasoning, Dissertation, zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematisch-
Naturwisshensclaftlichen Fakultaten- Universitat zu Gottingen, 31.
Paul, R. & Elder, L., (2003). The Foundations of Analytic Thinking:The Elements of Thinking and
The Standards They Must Meet, second edition. www.criticalthinking.org, (p. 3-15 &
42).
Paul, R. & Elder, L., (2006). The Foundation for Critical Thinking: The Miniature Guide to
Critical Thinking, Concepts and Tools, www.criticalthinking.org, (p. 4-22).
Rokhmat, (2013). Peningkatan Kemampuan Pemecahan Masalah Mahasiswa Calon Guru Fisika
melalui Berpikir Kausalitas dan Analitik. Disertasi Doktor pada Pendidikan IPA.
Universitas Pendidikan Indonesia: tidak diterbitkan.
Sloman, S., (2005). Causal Models: How People Think about The World and its Alternatives. New
York: Oxford University Press, Inc., (p. 39-45).
Wikipedia (2009). Problem Solving. Tersedia: http://en.wikipedia.org/wiki/problem-solving, [11
Agustus 2011]