The ability of Junior High School Science Teacher in ...

Jurnal Geliga Sains: Jurnal Pendidikan Fisika,8(2), 73-86, 2020 Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Universitas Riau

e-ISSN 2614-5383p-ISSN 1978-502X

DOI: http://dx.doi.org/10.31258/jgs.8.2.73-86

1) Komunikasi Penulis https://jgs.ejournal.unri.ac.id/index.php/JGS/index

The ability of Junior High School Science Teacher in SolvingThe Problems of Torque

Dios Sarkity*1), Putri Dwi Sundari2)

1) Biology Education, Raja Ali Haji Maritime University2) Physics Education, State University of Padang

e-mail: *1) [email protected]@fmipa.unp.ac.id

AbstractUnderstanding the concept is an important aspect of solving various physics problems. Understanding theconcept will help in understanding the problems, determining problem-solving strategies, and usingmathematics appropriately as a problem-solving tool. Lack of conceptual understanding results in the tendencyto solve problems by relying solely on formulas without knowing the proper use of formulas according to theunderlying concepts of the problem. Various problems related to rotational motion can be explained throughthe concept of torque. To solve the problem of torque, understanding the concept of torque and mastering theconcept of vectors are needed to find solutions to the problems. Many of the science teachers have abackground in physics education. Science teachers who are a bachelor of physics education should mastervarious physics concepts even though the material is not taught at the junior high school level. Therefore, theauthors conducted research to determine the ability of science teachers with an education background inphysics education in solving the problems of torque. The study involved 10 science teachers who teach in 10different schools. This research was a descriptive study with data collection techniques in the form of aquestionnaire using an essay question to test the science teacher's ability in solving the problems of torque.The results showed that most of the participants could not solve the problem of torque due to a lack ofunderstanding of the concept in determining the torque generated by forces with various positions.

Keywords: the ability of science teachers, problem solving, torque.

74 Jurnal Geliga Sains: Jurnal Pendidikan Fisika, 8(2), 73-85, 2020

Kemampuan Guru IPA SMP dalam Menyelesaikan MasalahMomen Gaya

Dios Sarkity*1), Putri Dwi Sundari2)

1) Pendidikan Biologi, Universitas Maritim Raja Ali Haji2) Pendidikan Fisika, Universitas Negeri Padang

AbstrakPemahaman konsep menjadi aspek penting dalam menyelesaikan berbagai masalah fisika. Pemahaman konsepakan membantu dalam memahami masalah, menentukan strategi pemecahan masalah serta menggunakanmatematika secara tepat sebagai alat pemecahan masalah. Kurangnya pemahaman konsep mengakibatkankecenderungan memecahkan masalah dengan hanya mengandalkan rumus tanpa mengetahui penggunaanrumus secara tepat sesuai konsep yang mendasari masalah. Berbagai permasalahan yang berhubungan dengangerak rotasi dapat dijelaskan melalui konsep momen gaya. Untuk menyelesaikan masalah momen gaya,pemahaman konsep momen gaya serta penguasaan konsep vektor sangat dibutuhkan untuk menemukan solusimasalah. Banyak diantara guru IPA memiliki latar belakang pendidikan fisika. Guru IPA yang merupakansarjana pendidikan fisika seharusnya menguasai berbagai konsep fisika meskipun materi tersebut tidakdiajarkan pada tingkat SMP. Oleh karena itu penulis melakukan penelitian untuk mengetahui kemampuan guruIPA dengan latar belakang pendidikan fisika dalam menyelesaikan masalah momen gaya. Penelitianmelibatkan 10 Guru IPA yang mengajar di 10 sekolah yang berbeda. Penelitian ini merupakan penelitiandeskriptif dengan teknik pengumpulan data berupa kuesioner menggunakan suatu soal essay untuk mengujikemampuan guru IPA dalam menyelesaikan masalah momen gaya. Hasil penelitian menunjukkan bahwasebagian besar partisipan tidak bisa menyelesaikan masalah momen gaya dikarenakan kurangnya pemahamankonsep dalam menentukan momen gaya yang dihasilkan oleh gaya dengan berbagai posisi gaya.

Kata kunci: kemampuan guru IPA, pemecahan masalah, momen gaya.

Pendahuluan

Berbagai permasalahan dalam kehidupansehari-hari dapat diselesaikan dengan konsepfisika. Pemahaman konsep yang baik menjadiaspek penting dalam menyelesaikan berbagaimasalah fisika (Ding et al., 2011; Docktor &Mestre, 2014; Nova et al., 2020). Pemahamankonsep yang baik akan membantu dalam dalammemahami permasalahan secara baik,menentukan strategi yang tepat untuk memecah-kan masalah, dan menggunakan persamaanmatematika secara tepat untuk menemukansolusi masalah (Docktor et al., 2015; Reif &Heller, 2009). Pemahaman konsep yang baikakan membantu dalam mengidentifikasi aspekpenting dari masalah (Morphew et al., 2015)kemudian membangun suatu pemodelan awaluntuk menyelesaikan masalah (Cheng & Brown,2010).

Pemecahan masalah yang tidak didukungdengan pemahaman konsep yang baik akanmenimbulkan berbagai permasalahan. Kurang-nya pemahaman konsep menyebabkan adanya

kecenderungan dalam memecahkan masalahsecara kuantitatif dengan hanya mengandalkanrumus yang ada (Ibrahim & Rebello, 2012;Walsh et al., 2007) tanpa mengasosiasikanantara rumus dan persamaan matematika yangdigunakan dengan konsep fisika yang mendasarimasalah (Hu & Rebello, 2013; Nguyen &Rebello, 2011). Kurangnya pemahaman konsepjuga menyebabkan kesulitan dalam menyelesaikan permasalahan-permasalahan dengan konsepyang sama tetapi disajikan secara berbeda (DeCock, 2012; Lin & Singh, 2013; Meltzer, 2005).

Berbagai permasalahan yang berhubungandengan gerak rotasi dapat diselesaikan melaluikonsep dinamika rotasi. Hasil penelitianmenunjukkan masih terdapat banyak kesulitandalam memahami konsep dinamika rotasi yangsalah satunya adalah konsep momen gaya(Carvalho & Sampaio, 2005; Duman et al., 2015;Rimoldini & Singh, 2005; Syahrul & Setyarsih,2015). Kesulitan dalam memahami konsepmomen gaya menyebabkan ketidakmampuandalam menganalisis momen gaya yangdihasilkan oleh gaya dengan berbagai posisi

Dios Sarkity, Putri Dwi Sundari Kemampuan Guru IPA SMP ... 75

terhadap poros (Rahmawati et al., 2016; Sarkityet al., 2016). Sebaliknya. Pemahaman konsepmomen gaya yang baik akan membantu dalammengindentifikasi momen gaya yang dihasilkanoleh gaya dengan berbagai posisi terhadap poros(Sarkity et al., 2018).

Momen gaya merupakan besaran vektor.Momen gaya (τ) merupakan vektor yangdihasilkan oleh perkalian cross antara vektorlengan gaya (r) dan vektor gaya (F) menurutpersamaan = × . Pemahaman konsep yangbaik mengenai vektor sangat diperlukan untukmenyelesaikan masalah mekanika sepertimasalah momen gaya (Barniol & Zavala, 2014a;Mikula & Heckler, 2017). Hasil penelitianmenunjukkan bahwa kesulitan dalampemecahan masalah fisika salah satunyadikarenakan oleh kesulitan dalam memahamikonsep vektor (Campos et al., 2020; Pepper etal., 2012). Kesulitan-kesulitan dalam memahamikonsep vektor diantaranya adalah kesulitandalam menentukan besar dan arah vektor(Barniol & Zavala, 2014a; Knight, 1995;Nguyen & Meltzer, 2003), kesulitan dalammengoperasikan vektor seperti penjumlahan danpengurangan serta perkalian vektor secara crossdan dot (Barniol & Zavala, 2014b; Deprez et al.,2019; Heckler & Scaife, 2015). Untuk perkalianvektor secara cross, masih terdapat kesulitandalam menggunakan kaidah tangan kanan untukmenentukan arah vektor hasil perkalian cross(Kustusch, 2016).

IPA merupakan salah satu mata pelajaranwajib yang diajarkan di Sekolah MenengahPertama (SMP). Seorang guru IPA harusmenguasai dasar keilmuan fisika, biologi, dankimia. Keberhasilan pembelajaran yangdilakukan oleh seorang guru tidak hanyadidukung oleh kemampuan pedagogik guru(Yerushalmi & Eylon, 2013), tetapi jugapengetahuan guru mengenai disiplin ilmu yangdiajarkan (Etkina et al., 2018). Posisi guru IPAdi beberapa sekolah masih diisi oleh guru-gurudengan latar belakang pendidikan fisika. GuruIPA dengan latar belakang pendidikan fisikaseharusnya memiliki pemahaman konsep yangbaik mengenai berbagai konsep fisika meskipunmateri tersebut tidak diajarkan di tingkat SMP.Dengan modal pemahaman konsep tersebut,guru IPA dengan latar belakang pendidikanfisika juga bisa menyelesaikan berbagaimasalah fisika pada tingkat SMA. Oleh karenaitu, peneliti melakukan penelitian untuk

mengetahui kemampuan guru IPA SMP denganlatar belakang pendidikan fisika dalammenyelesaikan masalah fisika pada topik momengaya yang diajarkan pada tingkat SMA.

Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada Februari2020. Penelitian ini melibatkan 10 orang guruIPA Sekolah Menengah Pertama (SMP) yangmengajar di SMP di Provinsi Riau dan ProvinsiKepulauan Riau. Guru IPA yang terlibat dalampenelitian ini merupakan guru IPA yangmemiliki latar belakang pendidikan yaitupendidikan fisika. Penelitian ini merupakanpenelitian deskriptif dengan pengumpulan datadilakukan menggunakan kuesioner dalambentuk soal essay. Soal essay yang digunakanmerupakan soal untuk menguji kemampuanguru IPA SMP dalam menyelesaikan masalahmomen gaya yang merupakan materi fisikaSMA. Jawaban yang diberikan oleh guru IPAdianalisis secara kuantitatif deskriptif denganmelihat jawaban yang diberikan guru IPAsecara keseluruhan, untuk mengetahuikemampuan guru IPA SMP dalammenyelesaikan masalah momen gaya.

Setelah menganalisis jawaban yangdiberikan secara keseluruhan, analisis datadilanjutkan dengan mendeskripsikankemampuan guru IPA dalam menyelesaikanmasalah momen gaya berdasarkan jawabanyang diberikan. Deskripsi yang diberikan berisitentang kemampuan guru IPA dalammenyelesaikan masalah momen gaya ditinjaudari kemampuan guru IPA dalam menentukanbesar dan arah momen gaya yang dihasilkanoleh berbagai gaya dengan berbagai posisiterhadap poros benda, arah rotasi yangdiakibatkan oleh momen gaya, serta resultanmomen gaya yang dihasilkan.

Hasil dan Pembahasan

Kemampuan guru IPA dalam menyelesai-kan masalah momen gaya dilakukan denganmenggunakan suatu soal essay seperti yangditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1menunjukkan bahwa terdapat 4 buah gayadengan posisi yang berbeda terhadap terhadapporos benda bekerja untuk membuat benda


berotasi. Momen gaya yang dihasilkan olehsetiap benda berbeda-beda bergantung padaposisi vektor gaya terhadap poros serta besarvektor gaya dan vektor lengan gaya. Perbedaanposisi gaya terhadap poros serta perbedaan besarvektor gaya dan vektor lengan gaya ini akanmempengaruhi besar momen gaya yangdihasilkan, arah momen gaya serta arah rotasiyang dihasilkan.

Gambar 1. Soal momen gaya.

Berikut akan dijabarkan dalam beberapabagian tentang kemampuan guru IPA dalammenentukan momen gaya yang dihasilkan olehsetiap gaya dengan berbagai posisi terhadapporos benda serta arah momen gaya dan arahrotasi yang diakibatkan oleh momen gaya.

1. Gaya yang bekerja pada poros bidang

Gambar 1 menunjukkan bahwa terdapatsatu gaya yang bekerja pada poros bidang di titikO yaitu gaya sebesar 5 N. Momen gaya yangdihasilkan oleh gaya yang bekerja pada titikporos sama dengan nol. Pada konsep ini, semuaguru mampu menganalisis momen gaya secaratepat. Semua guru mampu menyatakan momengaya yang dihasilkan oleh gaya yang bekerjapada poros bidang sama dengan nol.

Contoh jawaban hasil analisis momen gayayang dihasilkan oleh gaya yang bekerja padaporos bidang ditunjukkan oleh jawaban Guru 1pada Gambar 2. Pada Gambar 2 dapat dilihatbahwa Guru 2 menyatakan bahwa besar vektorlengan gaya (R) sama dengan nol, karena bekerjapada titik putar benda sehingga ketikadimasukkan ke dalam rumus momen gaya makamomen gaya yang dihasilkan akan bernilai nol.

2. Vektor gaya yang sejajar dengan vektorlengan gaya

Dapat dilihat pada soal bahwa ada satu gayayang posisinya segaris dengan titik poros O yaitugaya sebesar 10 N. Jika digambarkan, makadidapatkan bahwa vektor lengan gaya yangdihasilkan sejajar dengan vektor gaya yangbekerja pada bidang seperti yang ditunjukkanpada Gambar 3. Untuk gaya yang bekerja sejajaryang dihasilkan juga sama dengan nol sesuaidengan prinsip perkalian vektor secara cross

Gambar 2. Jawaban Guru 1 dalam menyelesaikan masalah momen gaya.


terhadap vektor lengan gaya, maka momen gayamenurut persamaan = × . Momen gayahanya dihasilkan oleh vektor lengan gaya yangtegak lurus terhadap vektor gaya.

Sebanyak 8 guru pada bagian ini yangmampu menyatakan bahwa momen gaya yang

dihasilkan oleh vektor gaya yang sejajar denganvektor lengan gaya sama dengan nol. Selain dari8 guru tersebut, terdapat 2 guru yang melakukankesalahan. Contoh kesalahan yang dilakukanditunjukkan oleh jawaban Guru 5 pada Gambar4. Pada jawaban Guru 5 dapat dilihat bahwa gurutersebut langsung saja memasukkan besar darivektor gaya dan vektor lengan gaya ke dalamrumus tanpa menganalisis terlebih dahulu posisidari kedua vektor. Hal ini menunjukkan bahwaGuru 5 belum memahami bahwa momen gayadihasilkan oleh vektor lengan gaya yang salingtegak lurus terhadap vektor gaya.

3. Vektor gaya dan vektor lengan gaya yangmembentuk sudut terhadap bidangvertikal dan bidang horizontal.


Gambar 3. Penggambaran vektor lengangaya untuk gaya yang segarisdengan titik poros.


Soal pada Gambar 5 menunjukkan bahwaterdapat satu gaya yang posisinya segaris dengandiagonal bidang persegi panjang yang besarnya 5N. Jika digambarkan, vektor lengan gaya untuk

gaya ini adalah seperti yang ditunjukkan padaGambar 5. Gambar 5 dapat dilihat bahwa baikvektor gaya maupun vektor lengan gaya sama-sama membentuk sudut tertentu terhadap bidang

vertikal maupun bidang horizontal. Untukmendapatkan momen gaya yang dihasilkan olehgaya ini maka baik vektor gaya maupun vektorlengan gaya harus diuraikan vektor komponen-nya baik pada arah vertikal maupun pada arahhorizontal.

Terkait bagian ini, hanya satu guru yangmampu memberikan jawaban secara tepat yaituGuru 10 yang jawabannya ditunjukkan padaGambar 6. Pada jawaban Guru 10 dapat dilihatbahwa Guru 10 mampu menentukan momengaya yang dihasilkan oleh gaya ini denganmenguraikan perhitungan momen gaya menjadidua bagian yaitu (1) momen gaya hasil perkaliancross antara vektor komponen lengan gaya padaarah horizontal dengan vektor komponen gayapada arah vertikal dan (2) momen gaya hasilperkalian cross antara vektor komponen lengangaya pada arah vertikal dengan vektor komponengaya pada arah horizontal. Berdasarkan jawaban


Gambar 5. Vektor gaya dan vektor lengangaya yang sama-sama membentuksudut tertentu pada bidang vertikaldan bidang horizontal.


Guru 10 juga menunjukkan bahwa Guru inimampu secara tepat menentukan nilai sin dan cosdari sudut yang terbentuk antara vektor gayaterhadap bidang horizontal.

Penentuan momen gaya oleh gaya ini,terdapat beberapa kesalahan yang dilakukan olehbeberapa guru. Diantaranya adalah kesalahandalam menentukan besar sudut yang terbentukantara vektor gaya dan bidang horizontal. Bidangyang ditunjukkan pada soal berbentuk persegipanjang, bukan persegi. Karena vektor gaya satugaris lurus dengan diagonal persegi panjang,maka sudut yang dibentuk oleh gaya terhadap

bidang horizontal bukanlah 450. Dari analisisjawaban yang dilakukan, didapatkan 5 orangguru yang salah dalam menganalisis besar sudutantara gaya terhadap bidang horizontal yangsalah satunya dilakukan oleh Guru 5 seperti yangditunjukkan pada Gambar 4. Contoh lain dariguru yang salah dalam menentukan besar sudutini adalah Guru 3 yang jawabannya ditunjukkanpada Gambar 7.

Kesalahan lain yang ditemukan dalammenentukan momen gaya yang dihasilkan olehgaya ini adalah adanya beberapa guru yangmenentukan momen gaya dengan langsung




memasukkan besar vektor lengan gaya dan besarvektor gaya ke dalam rumus tanpa terlebihdahulu menganalisis posisi kedua vektor.Kesalahan ini menunjukkan bahwa guru tersebuttidak memahami bahwa momen gaya dihasilkanoleh vektor lengan gaya dan vektor gaya yangposisinya saling tegak lurus. Contoh jawabanyang menunjukkan kesalahan ini adalah jawabanGuru 1 yang ditunjukkan pada Gambar 2. Selainitu, kesalahan ini juga dapat diilihat melaluijawaban Guru 5 seperti yang ditunjukkan padaGambar 8.

4. Vektor gaya yang membentuk sudutterhadap bidang vertikal dan bidanghorizontal.

Gaya pada bagian 4 adalah gaya sebesar 8 Nyang secara karakteristik sama seperti gaya yangdibahas pada bagian 3 yaitu gaya yangmembentuk sudut tertentu terhadap bidanghorizontal maupun vertikal. Perbedaannya adalahvektor lengan gaya pada bagian 4 tepat beradapada bidang horizontal seperti yang ditunjukkanpada Gambar 9. Untuk mendapatkan vektor-vektor yang saling tegak lurus, cukupmenguraikan vektor komponen dari salah satuvektor, vektor komponen gaya saja atau vektorkomponen lengan gaya saja.

Gambar 9. Penggambaran vektor lengan gayapada gaya yang membentuk suduttertentu terhadap bidang horizontaldan vertikal.

Terkait vektor gaya ini, terdapat dua orangguru yang secara tepat menentukan momen gayayang dihasilkan oleh gaya ini yaitu Guru 10 yangjawabannya ditunjukkan pada Gambar 6 dan jugaGuru 8 yang jawabannya ditunjukkan padaGambar 10. Pada Gambar 10 dapat dilihat bahwaGuru 8 secara tepat menguraikan vektorkomponen gaya pada arah horizontal maupunvertikal. Guru 8 juga memahami cara

menentukan besar nilai sin dan cos dari sudutyang terbentuk antara vektor gaya terhadapbidang horizontal. Selain itu, Guru 8 jugamemahami bahwa momen gaya dihasilkan olehvektor lengan gaya dan vektor gaya yang salingtegak lurus sehingga Guru 8 memilih vektorkomponen gaya pada arah horizontal yangmenghasilkan momen gaya pada kasus ini.

Terdapat beberapa kesalahan yangdilakukan oleh Guru-Guru lainnya selain dariGuru 8 dan Guru 10. Kesalahan-kesalahan yangdilakukan hampir sama dengan kesalahan yangdilakukan dalam menentukan momen gaya yangdihasilkan oleh gaya pada bagian 3. Kesalahanpertama yaitu kesalahan dalam menganalisisbesar sudut yang terbentuk antara gaya denganbidang horizontal seperti yang ditunjukkan olehjawaban Guru 5 pada Gambar 4 dan jawabanGuru 3 pada Gambar 7. Melalui kedua gambartersebut dapat dilihat bahwa baik Guru 5 maupunGuru 3 menyatakan bahwa besar sudut yangterbentuk antara vektor gaya terhadap bidanghorizontal adalah 450 padahal bidang yangditunjukkan pada soal bukan berbentuk persegitetapi persegi panjang. Karena vektor gayasegaris dengan diagonal bidang persegi panjang,maka besar sudut yang terbentuk antara vektorgaya dengan bidang horizontal bukan 450.

Selain kesalahan dalam menganalisis besarsudut yang terbentuk antara vektor gaya terhadapbidang horizontal, kesalahan lain yang ditemukanadalah kesalahan dalam memahami konsepmomen gaya. Momen gaya dihasilkan olehvektor gaya dan vektor lengan gaya yang salingtegak lurus, tetapi berdasarkan analisis jawabandapat dilihat bahwa beberapa guru menentukanmomen gaya tanpa menganalisis terlebih dahuluposisi gaya terhadap lengan gaya. Jawaban Guru1 yang ditunjukkan oleh Gambar 2 menunjukkanbahwa Guru 1 hanya mengandalkan rumusmomen gaya dalam menentukan momen gaya,kemudian memasukkan besar vektor gaya danvektor lengan gaya ke dalam rumus tanpamenganalisis terlebih dahulu posisi antara keduavektor. Pada jawaban Guru 5 yang ditunjukkanoleh gambar 4, terjadi kesalahan yang berulangdimana Guru 5 sebanyak dua kali menyatakanbahwa momen gaya dihasilkan oleh vektor gayayang sejajar dengan vektor lengan gaya. Untukgaya pada bagian 4 ini, Guru 5 sudahmenguraikan vektor komponen gaya baik padaarah vertikal maupun pada arah horizontal, tetapipada saat menggunakan rumus momen gaya,Guru 5 memilih vektor komponen pada arah


vertikal yang sejajar dengan lengan gaya yangmenghasilkan momen gaya. Kesalahan inikonsisten dengan kesalahan yang dilakukan olehGuru 5 pada saat menentukan momen gaya padagaya bagian 2.

Kesalahan yang ditunjukkan pada jawabanguru dalam menganalisis momen gaya sepertiyang dijelaskan pada bagian 2, 3 dan 4menunjukkan bahwa masih adanya kesulitandalam memahami konsep momen gaya sejalandengan hasil penelitian Carvalho & Sampaio ESousa (2005), Duman et al. (2015), Rimoldini &Singh (2005) dan Syahrul & Setyarsih (2015).Kesulitan ini meliputi kesulitan dalammenganalisis momen gaya yang dihasilkan olehberbagai gaya khususnya gaya-gaya yang

membentuk sudut tertentu terhadap bidangvertikal dan horizontal (Rahmawati et al., 2016;Sarkity et al., 2016). Berdasarkan jawaban yangdiberikan juga masih ditemukan adanya guruyang menyatakan bahwa vektor gaya yangsejajar dengan vektor lengan gaya menghasilkanmomen gaya yang tidak nol, hal inimenunjukkan guru tersebut tidak mampumemaknai notasi persamaan momen gaya yangmenggunakan prinsip perkalian vektor secaracross. Ketidakmampuan guru menguraikanvektor komponen dalam arah vertikal danhorizontal serta ketidakmampuan memaknaiperkalian vektor secara cross menunjukkanadanya kesulitan dalam memahami konsepvektor (Barniol & Zavala, 2014a; Knight, 1995;



Nguyen & Meltzer, 2003), khususnya dalampengoperasian vektor (Barniol & Zavala, 2014b;Deprez et al., 2019; Heckler & Scaife, 2015;).Kesulitan ini menyebabkan guru hanyamengandalkan rumus yang ada dalammenentukan momen gaya (Ibrahim & Rebello,2012; Walsh et al., 2007) tanpa mengetahuipenggunaan rumus secara tepat sesuai konsep(Hu & Rebello, 2013; Nguyen & Rebello, 2011).

5. Arah momen gaya dan arah rotasi.Momen gaya ( )merupakan besaran vektor

hasil perkalian cross antara vektor lengan gaya( ) dan vektor gaya ( )menurut persamaan =× . Arah vektor momen gaya saling tegaklurus satu sama lain terhadap arah vektor lengangaya dan arah vektor gaya. Berdasarkan jawabanyang diberikan oleh 10 Guru, tidak ada satupunguru yang menyatakan arah vektor momen gaya.Ke-10 guru menganggap bahwa arah rotasi yangdiakibatkan oleh momen gaya merupakan arahvektor momen gaya.

Untuk menyatakan arah rotasi yangdiakibatkan momen gaya, hampir semua gurusudah dapat menyatakannya secara baik. Tetapimasih terdapat satu guru yang salah dalammenentukan arah rotasi yang diakibatkan olehmomen gaya. Kesalahan tersebut dapat dilihatdari jawaban Guru 1 pada Gambar 2. Kesalahantersebut secara jelas dapat dilihat pada jawabanGuru 1 dalam menentukan momen gaya padagaya bagian 4, dimana Guru 1 menyatakanbahwa arah rotasi yang dihasilkan oleh momengaya searah jarum jam, seharusnya arah rotasiyang diakibatkan oleh momen gaya adalahberlawanan arah jarum jam sesuai dengan arahvektor gaya dan arah vektor lengan gaya.

Hasil ini menunjukkan bahwa masihterdapat guru yang tidak mengetahui bahwamomen gaya merupakan besaran vektor yangmemiliki besar dan arah. Arah vektor momengaya ditentukan melalui perkalian cross antaravektor lengan gaya dan vektor gaya. Hasil inimenunjukkan bahwa masih terdapat kesulitandalam memahami operasi vektor khususnyamemaknai perkalian vektor secara cross (Barniol& Zavala, 2014b; Deprez et al., 2019; Heckler &Scaife, 2015). Untuk arah vektor momen gayadapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan(Kustusch, 2016) dengan melihat arah vektorlengan gaya dan arah vektor gaya.

6. Resultan momen gayaResultan momen gaya ditentukan dengan

cara menjumlahkan vektor-vektor momen gaya.Vektor momen gaya dijumlahkan denganmemperhatikan arah setiap vektor momen gaya.Pada bagian ini, hanya Guru 10 saja yangmenghasilkan besar resultan momen gaya secaratepat. Untuk guru guru yang lain, karena terdapatkesalahan dalam menentukan momen gaya yangdihasilkan oleh setiap gaya, maka besar resultanmomen gaya yang dihasilkan pun juga salah. Halini menunjukkan pentingnya pemahaman konsepuntuk mengindentifikasi aspek penting darimasalah (Morphew et al., 2015) yang dalam halini adalah identifikasi posisi vektor gayaterhadap vektor lengan gaya untuk menentukanada tidaknya momen gaya yang dihasilkan.

Meskipun Guru 10 mampu menghasilkanbesar resultan momen gaya secara tepat tetapisolusi masalah belum sempurna karena Guru 10tidak mampu menyatakan arah vektor momengaya secara tepat. Guru 10 hanya menyatakanarah rotasi yang diakibatkan oleh resultan momengaya total. Seperti yang dijelaskan pada bagian 5,bahwa arah vektor momen gaya tidak samadengan arah rotasi yang diakibatkan oleh momengaya.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil uji kemampuan Guru IPASMP dalam menyelesaikan masalah momengaya, ditemukan bahwa masih terdapat kesulitanpada Guru IPA SMP dalam menyelesaikanmasalah momen gaya, meskipun latar belakangpendidikan Guru IPA tersebut adalah pendidikanfisika. Kesulitan-kesulitan dalam menyelesaikanmasalah momen gaya meliputi kesulitan dalammenentukan posisi vektor gaya yang menghasil-kan momen gaya, kesulitan dalam menguraikanvektor komponen gaya ataupun vektorkomponen lengan gaya yang membentuk suduttertentu terhadap bidang vertikal dan horizontal,serta kesulitan dalam menganalisis besar sudutyang terbentuk antara vektor gaya dan vektorlengan gaya terhadap bidang vertikal danhorizontal secara geometri. Selain itu, kesulitandalam menyelesaikan momen gaya ini jugadisebabkan oleh kesulitan dalam memahamioperasi vektor khususnya perkalian vektor secaracross sehingga tidak ada satupun guru yangmenyatakan arah vektor momen gaya secaratepat.


Sebagai guru, kemampuan harus senantiasaditingkatkan salah satunya adalah pemahamankonsep. Pemahaman konsep merupakan aspekpenting untuk memecahkan berbagai masalah.Agar dapat menciptakan suatu pembelajaranyang dapat meningkatkan kemampuanpemecahan masalah, guru harus terlebih dahulumemperkuat pemahaman konsep siswa. Olehkarena itu, guru harus memiliki pemahamankonsep yang baik mengenai disiplin ilmu yangdiajarkan untuk dapat memperkuat pemahamankonsep siswa dan melatihkan kemampuanpemecahan masalah.

Daftar Pustaka

Barniol, P., & Zavala, G. (2014a). Force,Velocity, and Work: The Effects ofDifferent Contexts on Students'Understanding of Vector Concepts UsingIsomorphic Problems. Physical ReviewSpecial Topics-Physics EducationResearch, 10(2), 1–15. https://doi.org/10.1103/PhysRev STPER.10.020115

Barniol, P., & Zavala, G. (2014b). Test ofUnderstanding of Vectors: A reliableMultiple-choice Vector Concept Test.Physical Review Special Topics - PhysicsEducation Research, 10(1), 1–14.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.10.010121

Campos, E., Zavala, G., Zuza, K., & Guisasola,J. (2020). Students’ Understanding of theConcept of the Electric Field throughConversions of Multiple Representations.Physical Review Physics EducationResearch, 16(1), 10135. https://doi.org/10.1103/PHYSREVPHYSEDUCRES.16.010135

Carvalho, P. S., & Sampaio E Sousa, A. (2005).Rotation in Secondary School: Teachingthe Effects of Frictional Force. PhysicsEducation, 40(3), 257–265. https://doi.org/10.1088/0031-9120/40/3/007

Cheng, M. F., & Brown, D. E. (2010).Conceptual Resources in Self-developedExplanatory Models: The Importance ofIntegrating Conscious and IntuitiveKnowledge. International Journal ofScience Education, 32(17), 2367–2392.https://doi.org/10.1080/09500690903575755

De Cock, M. (2012). Representation Use andStrategy Choice in Physics ProblemSolving. Physical Review Special Topics -Physics Education Research, 8(2), 1–15.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.8.020117

Deprez, T., Gijsen, S. E., Deprez, J., & DeCock, M. (2019). Investigating StudentUnderstanding of Cross Products in aMathematical and Two ElectromagnetismContexts. Physical Review PhysicsEducation Research, 15(2), 20132.https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.15.020132

Ding, L., Reay, N., Lee, A., & Bao, L. (2011).Exploring the role of conceptualscaffolding in solving synthesis problems.020109, 1–11. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.7.020109

Docktor, J. L., & Mestre, J. P. (2014). Synthesisof Discipline-based Education Research inPhysics. Physical Review Special Topics -Physics Education Research, 10(2), 1–58.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.10.020119

Docktor, J. L., Strand, N. E., Mestre, J. P., &Ross, B. H. (2015). Conceptual Problem-solving in High School Physics. PhysicalReview Special Topics - Physics EducationResearch, 11(2), 1–13. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.11.020106

Duman, I., Demirci, N., & Sekercioglu, A.(2015). University Students’ DifficultiesAnd Misconceptions on Rolling,Rotational Motion and Torque Concepts.International Journal on New Trends inEducation and Their Implications, 6(1),46–54.

Etkina, E., Gitomer, D., Iaconangelo, C.,Phelps, G., Seeley, L., & Vokos, S. (2018).Design of An Assessment to ProbeTeachers’ Content Knowledge ForTeaching: An Example from Energy inHigh School Physics. Physical ReviewPhysics Education Research, 14(1),10127. https://doi.org/10.1103/ PhysRevPhysEducRes.14.010127

Heckler, A. F., & Scaife, T. M. (2015). Addingand Subtracting Vectors: The Problemwith the Arrow Representation. PhysicalReview Special Topics-Physics EducationResearch, 11(1), 1–17. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.11.010101


Hu, D., & Rebello, N. S. (2013). UsingConceptual Blending to Describe howStudents Use Mathematical Integrals inPhysics. Physical Review Special Topics -Physics Education Research, 9(2), 1–15.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.9.020118

Ibrahim, B., & Rebello, N. S. (2012).Representational Task Formats andProblem Solving Strategies in Kinematicsand Work. Physical Review Special Topics- Physics Education Research, 8(1), 1–19.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.8.010126

Knight, R. D. (1995). The Vector Knowledge ofBeginning Physics Students. The PhysicsTeacher, 33(2), 74–77. https://doi.org/10.1119/1.2344143

Kustusch, M. B. (2016). Assessing the Impactof Representational and ContextualProblem Features on Student Use of Right-hand Rules. Physical Review PhysicsEducation Research, 12(1), 1–22.https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.12.010102

Lin, S. Y., & Singh, C. (2013). Using AnIsomorphic Problem Pair to LearnIntroductory Physics: Transferring from ATwo-Step Problem to A Three-stepProblem. Physical Review Special Topics -Physics Education Research, 9(2), 11–19.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.9.020114

Meltzer, D. E. (2005). Relation betweenStudents’ Problem-solving Performanceand Representational Format. AmericanJournal of Physics, 73(5), 463–478.https://doi.org/10.1119/1.1862636

Mikula, B. D., & Heckler, A. F. (2017).Framework and Implementation forImproving Physics Essential Skills ViaComputer-based Practice: Vector Math.Physical Review Physics EducationResearch, 13(1), 1–23. https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.13.010122

Morphew, J. W., Mestre, J. P., Ross, B. H., &Strand, N. E. (2015). Do Experts andNovices Direct Attention Differently inExamining Physics Diagrams? A Study ofChange Detection Using the FlickerTechnique. Physical Review SpecialTopics-Physics Education Research,11(2), 1–6. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.11.020104

Nguyen, D. H., & Rebello, N. S. (2011).Students’ Understanding and Applicationof the Area Under the Curve Concept inPhysics Problems. Physical ReviewSpecial Topics-Physics EducationResearch, 7(1), 1–17. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.7.010112

Nguyen, N. L., & Meltzer, D. E. (2003). Initialunderstanding of vector concepts amongstudents in introductory physics courses.American Journal of Physics, 71(6), 630–638. https://doi.org/10.1119/1.1571831

Nova, N. R., Fakhruddin, & Yennita. (2020).Analysis Understanding of Concept inSound Wave Materials and Light in ClassXI Senior High School Students TampanPekanbaru. 8(1), 33–41.

Pepper, R. E., Chasteen, S. V., Pollock, S. J., &Perkins, K. K. (2012). Observations onStudent Difficulties with Mathematics InUpper-division Electricity and Magnetism.Physical Review Special Topics - PhysicsEducation Research, 8(1), 1–15.https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.8.010111

Rahmawati, I., Sutopo, & Zulaikah, S. (2016).Identifikasi Kesulitan Mahasiswa padaMateri Dinamika Rotasi. ProsidingSemnas Pendidikan IPA Pascasarjana UM,1, 284-. (2016). Identifikasi KesulitanMahasiswa pada Materi Dinamika Rotasi.Prosiding Semnas Pendidikan IPAPascasarjana UM, 1, 284–293.

Reif, F., & Heller, J. I. (2009). KnowledgeStructure and Problem Solving in PhysicsKnowledge Structure and Problem Solvingin Physics. April 2013, 37–41.

Rimoldini, L. G., & Singh, C. (2005). StudentUnderstanding of Rotational and RollingMotion Concepts. Physical Review SpecialTopics - Physics Education Research, 1(1).https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.1.010102

Sarkity, D., Yuliati, L., & Hidayat, A. (2016).Kesulitan Siswa SMA dalam MemecahkanMasalah Kesetimbangan dan DinamikaRotasi. In Prosiding Semnas PendidikanIPA Pascasarjana UM: Vol. I (pp. 166–173).

Sarkity, D., Yuliati, L., & Hidayat, A. (2018).Kemampuan Siswa dalam MemecahkanMasalah Momen Gaya MelaluiPembelajaran Berbasis Masalah. Jurnal


Pendidikan Teori Penelitian danPengembangan, 3(2), 195–199.

Syahrul, D. A., & Setyarsih, W. (2015).Identifikasi Miskonsepsi dan PenyebabMiskonsepsi Siswa dengan Three-tierDiagnostic Test Pada Materi DinamikaRotasi. Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika(JIPF), 04(03), 67–70.

Walsh, L. N., Howard, R. G., & Bowe, B.(2007). Phenomenographic Study ofStudents’ Problem Solving Approaches inPhysics. Physical Review Special Topics -Physics Education Research, 3(2), 1–12.

https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.3.020108

Yerushalmi, E., & Eylon, B. S. (2013).Supporting Teachers who IntroduceCurricular Innovations into TheirClassrooms: A Problem-solvingPerspective. Physical Review SpecialTopics - Physics Education Research, 9(1),1–23. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.9.010121

The ability of Junior High School Science Teacher in ...

Documents

Transcript of The ability of Junior High School Science Teacher in ...