Pengaruh Modeling Based Learning (MBL) terhadap Kemampuan Berpikir Mekanistik Siswa pada Materi Perpindahan Kalor secara Konduksi di SMA

Abstract

Pembelajaran fisika tidak hanya menuntut siswa menguasai rumus, tetapi juga memahami proses yang mendasari suatu fenomena. Salah satu materi yang memerlukan pemahaman mendalam adalah perpindahan kalor secara konduksi. Pada materi ini, siswa perlu menghubungkan gejala yang dapat diamati secara langsung, seperti gagang sendok yang ikut panas ketika salah satu ujungnya dipanaskan, dengan proses mikroskopis berupa getaran atom, tumbukan antarpartikel, pergerakan elektron bebas, dan perpindahan energi. Namun, siswa umumnya masih menjelaskan fenomena konduksi secara makroskopis dan belum mampu menguraikan hubungan sebab-akibat yang mendasarinya. Kemampuan untuk menjelaskan bagaimana dan mengapa suatu fenomena terjadi disebut kemampuan berpikir mekanistik. Kemampuan ini melibatkan kegiatan mendeskripsikan fenomena, mengidentifikasi kondisi awal, menentukan entitas dan aktivitas yang terlibat, menjelaskan sifat serta susunan entitas, dan menghubungkan seluruh komponen dalam rangkaian sebab-akibat yang runtut. Hasil wawancara dengan guru fisika di SMA Negeri 1 Tenggarang menunjukkan bahwa pembelajaran masih banyak menggunakan ceramah dan diskusi, sementara kemampuan berpikir mekanistik belum pernah diukur secara khusus. Selain itu, Modeling Based Learning belum pernah diterapkan dalam pembelajaran fisika di sekolah tersebut. Modeling Based Learning merupakan pembelajaran yang melibatkan siswa dalam membangun, menguji, memperbaiki, dan menerapkan model ilmiah. Melalui proses tersebut, siswa tidak hanya menerima penjelasan dari guru, tetapi juga menyusun representasi sendiri untuk menjelaskan fenomena. Model pembelajaran ini dinilai sesuai untuk materi konduksi karena dapat membantu siswa menghubungkan fenomena makroskopis dengan mekanisme mikroskopis. Berdasarkan permasalahan tersebut, penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh MBL terhadap kemampuan berpikir mekanistik siswa serta menganalisis kemunculan indikator kemampuan berpikir mekanistik selama proses pembelajaran. Penelitian dilaksanakan di SMA Negeri 1 Tenggarang pada semester genap tahun ajaran 2025/2026. Penelitian menggunakan metode campuran dengan desain explanatory sequential, yaitu pengumpulan dan analisis data kuantitatif yang dilanjutkan dengan analisis data kualitatif. Tahap kuantitatif menggunakan quasiexperimental design dengan bentuk non-equivalent control group design. Sampel penelitian terdiri atas 72 siswa kelas XI, yaitu 36 siswa kelas XI H sebagai kelas eksperimen dan 36 siswa kelas XI I sebagai kelas kontrol. Kelas eksperimen memperoleh pembelajaran menggunakan MBL, sedangkan kelas kontrol menggunakan Problem Based Learning. Data kuantitatif diperoleh melalui soal uraian Pretest dan Posttest yang mengukur kemampuan siswa menjelaskan mekanisme konduksi. Jawaban siswa diklasifikasikan ke dalam empat level, yaitu non-mechanistic, basic, intermediate, dan advanced. Data dianalisis menggunakan statistik deskriptif, uji normalitas Shapiro–Wilk, dan uji Mann–Whitney U. Data kualitatif diperoleh melalui jawaban tertulis dan gambar model siswa pada LKPD berbasis lima fase MBL, yaitu problematizing, soliciting the explanation and explicit elicitation of the model, facilitating acquisition of new evidence or reexamination of phenomena, guiding a collective negotiation and synthesis of ideas into a final consensus model, serta promoting transference of the consensus model component. Analisis data kualitatif dilakukan melalui reduksi data dan klasifikasi indikator kemampuan berpikir mekanistik. Hasil Pretest menunjukkan bahwa kemampuan awal siswa pada kedua kelas masih rendah. Sebagian besar siswa berada pada level non-mechanistic dan basic. Hasil uji Mann–Whitney terhadap data Pretest memperoleh nilai signifikansi sebesar 0,180. Nilai tersebut menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan kemampuan awal yang signifikan antara kelas eksperimen dan kelas kontrol. Dengan demikian, kedua kelas memiliki kemampuan awal yang relatif setara sebelum diberikan perlakuan. Setelah pembelajaran, hasil uji Mann–Whitney terhadap data Posttest memperoleh nilai signifikansi sebesar 0,007. Nilai tersebut menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antara kemampuan berpikir mekanistik siswa kelas eksperimen dan kelas kontrol. Rata-rata Posttest kelas eksperimen sebesar 3,2778, sedangkan rata-rata kelas kontrol sebesar 2,7778. Skor minimum pada kelas eksperimen sebesar 2, sedangkan kelas kontrol masih memiliki skor minimum 1. Hasil tersebut menunjukkan bahwa siswa yang mengikuti pembelajaran MBL memiliki kemampuan yang lebih baik dalam menjelaskan mekanisme perpindahan kalor secara konduksi. Analisis terhadap LKPD menunjukkan perkembangan kemampuan berpikir mekanistik pada setiap fase pembelajaran. Pada fase awal, penjelasan siswa masih didominasi oleh deskripsi sederhana mengenai panasnya sendok dan arah rambatan kalor. Pada fase berikutnya, siswa mulai mampu menjelaskan urutan pelelehan lilin berdasarkan jaraknya dari sumber panas. Perkembangan yang lebih jelas terlihat mulai fase ketiga, ketika siswa menggunakan atom, getaran partikel, tumbukan, dan elektron bebas untuk menjelaskan perpindahan energi. Pada fase keempat dan kelima, sebagian besar siswa telah mampu menyusun hubungan sebab-akibat secara runtut serta menerapkan model konduksi untuk membedakan bahan konduktor dan isolator. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penerapan Modeling Based Learning memberikan pengaruh signifikan terhadap kemampuan berpikir mekanistik siswa pada materi perpindahan kalor secara konduksi. Pembelajaran ini membantu siswa mengembangkan penjelasan dari tingkat makroskopis menuju mikroskopis serta membangun model mekanisme konduksi secara lebih lengkap dan ilmiah.