Reduksi Miskonsepsi Kimia Melalui Conceptual Change Model Enriched by Argumentation (C2MEA)

Reducing Chemistry Misconceptions Through Conceptual Change Model Enriched by Argumentation (C2MEA)

Miskonsepsi merupakan salah satu hambatan utama dalam pembelajaran sains karena menghalangi terbentuknya pemahaman konseptual yang komprehensif. Fenomena ini juga ditemukan pada mahasiswa di tingkat perguruan tinggi, khususnya pada materi kinetika kimia. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi profil konsepsi awal dan konsepsi akhir mahasiswa serta menganalisis pola pergeseran konsepsi yang terjadi setelah penerapan Conceptual Change Model Enriched by Argumentation (C2MEA) dalam mereduksi miskonsepsi pada konsep laju reaksi, waktu paruh, katalis dan energi aktivasi, serta mekanisme reaksi. Penelitian ini menggunakan pendekatan mixed methods dengan desain sequential explanatory, di mana analisis kuantitatif dilakukan terlebih dahulu untuk mengidentifikasi tingkat dan distribusi miskonsepsi, diikuti oleh analisis kualitatif yang mendalam guna menjelaskan proses perubahan konsepsi melalui integrasi argumentasi ilmiah. Data kuantitatif dikumpulkan menggunakan four-tier diagnostic test dan analisis argumentasi jawaban mahasiswa untuk memetakan tingkat miskonsepsi dan konsepsi lemah. Penelitian ini dilaksanakan pada semester genap 2023-2024. Berdasarkan hasil analisis awal, tujuh mahasiswa dengan beban miskonsepsi ≥ 20% dipilih sebagai subjek pada tahap kualitatif. Tahap kualitatif difokuskan pada penerapan pembelajaran mandiri berbasis C2MEA yang menekankan integrasi argumentasi ke dalam tahapan perubahan konseptual. Data dikumpulkan melalui Lembar Kerja Mahasiswa  C2MEA yang memuat aktivitas argumentasi (klaim, warrant, backing, rebuttal) dan wawancara. Analisis data dilakukan secara kuantitatif deskriptif dan kualitatif interpretatif dengan pendekatan cross-data triangulation untuk menjamin validitas temuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) miskonsepsi awal mahasiswa teridentifikasi secara akurat melalui integrasi data four-tier diagnostic test dan argumentasi jawaban; (2) terjadi penurunan beban miskonsepsi hingga tersisa 12,5% pada konsep laju reaksi dan eliminasi total (0%) pada konsep waktu paruh, katalis dan energi aktivasi, dan mekanisme reaksi; serta (3) proses pergeseran konsepsi terjadi secara bertahap dari tahap konflik kognitif hingga rekonstruksi konsepsi yang didukung oleh argumentasi ilmiah. Selain itu, kemampuan argumentasi mahasiswa, berdasarkan indikator Toulmin, meningkat dari level novice ke expert. Temuan ini menunjukkan bahwa C2MEA efektif tidak hanya dalam mereduksi miskonsepsi tetapi juga dalam memperkuat struktur argumentasi ilmiah mahasiswa, yang berimplikasi pada terbentuknya pemahaman konseptual yang bermakna dan reflektif. Secara teoretik, penelitian ini memberikan kontribusi terhadap model perubahan konseptual berbasis argumentasi dan memperluas penerapan sequential explanatory mixed methods pada riset pembelajaran sains di pendidikan tinggi.

Misconceptions are a major obstacle in science learning because they hinder the formation of comprehensive conceptual understanding. This phenomenon is also found in students at the tertiary level, especially in chemical kinetics. This study aims to identify the profiles of students' initial and final conceptions and analyze the patterns of conceptual shifts that occur after the application of the Conceptual Change Model Enriched by Argumentation (C2MEA) in reducing misconceptions on the concepts of reaction rate, half-life, catalysts and activation energy, and reaction mechanisms. This study uses a mixed methods approach with a sequential explanatory design, where quantitative analysis is conducted first to identify the level and distribution of misconceptions, followed by in-depth qualitative analysis to explain the process of conceptual change through the integration of scientific argumentation. Quantitative data were collected using a four-tier diagnostic test and analysis of student answer arguments to map the level of misconceptions and weak conceptions. This study was conducted in the even semester of 2023-2024. Based on the results of the initial analysis, seven students with a misconception burden of ≥ 20% were selected as subjects in the qualitative stage. The qualitative phase focused on the implementation of C2MEA-based independent learning that emphasizes the integration of argumentation into the stages of conceptual change. Data were collected through the C2MEA Student Worksheet containing argumentation activities (claim, warrant, backing, rebuttal) and interviews. Data analysis was conducted quantitatively descriptively and qualitatively interpretatively with a cross-data triangulation approach to ensure the validity of the findings. The results showed that (1) students' initial misconceptions were accurately identified through the integration of four-tier diagnostic test data and answer arguments; (2) there was a decrease in the burden of misconceptions to 12.5% ​​remaining in the concepts of reaction rate and total elimination (0%) in the concepts of half-life, catalysts and activation energy, and reaction mechanisms; and (3) the process of shifting conceptions occurred gradually from the stage of cognitive conflict to the reconstruction of conceptions supported by scientific argumentation. In addition, students' argumentation abilities, based on the Toulmin indicator, increased from the novice to expert level. These findings indicate that C2MEA is effective not only in reducing misconceptions but also in strengthening the structure of students' scientific argumentation, which has implications for the formation of meaningful and reflective conceptual understanding. Theoretically, this research contributes to the argumentation-based conceptual change model and expands the application of sequential explanatory mixed methods in science learning research in higher education.