DEVELOPMENT OF THE 5T-FSMD (FIVE TIER FLUIDS STATIC MENTAL-MODEL DIAGNOSTIC) INSTRUMENT TO IDENTIFY STUDENTS’ MENTAL MODEL PROFILES
DOI:
https://doi.org/10.51878/science.v6i3.14633Keywords:
Mental Model, Fluida Statis, Five-Tier Diagnostic Test, Rasch Model, Asesmen DiagnostikAbstract
ABSTRACT
Identifying students' mental models of static fluids remains challenging because conventional assessments are unable to comprehensively capture students' answers, reasoning, confidence levels, and the sources of their conceptions. This study aimed to develop a valid and reliable Five-Tier Fluids Static Mental-Model Diagnostic (5T-FSMD) instrument to identify students' mental model profiles on static fluid concepts. The study employed a Research and Development (R&D) approach using the 4D model (Define, Design, Develop, and Disseminate). The participants were 198 eleventh-grade senior high school students in Bandung who had studied static fluids. The instrument was validated by experts and empirically tested using Rasch Model analysis with Winsteps software. The results indicated that the instrument demonstrated valid content and construct validity, with coefficients ranging from 0.81 to 0.85. The Rasch analysis yielded a Raw Variance Explained value of 38.3%, person reliability of 0.77, item reliability of 0.98, and Cronbach's Alpha of 0.79. Thirteen of the fifteen items met the model fit criteria. Students' mental model profiles were dominated by the Synthesis Partial Understanding category (64.88%), followed by the Scientific Model (17.04%), Synthesis Misconception (12.05%), and Initial Model (6.03%), with the highest misconception found in the concept of hydrostatic pressure. Therefore, the 5T-FSMD instrument is suitable as a valid and reliable diagnostic assessment for identifying students' mental model profiles on static fluid concepts.
ABSTRAK
Identifikasi mental model peserta didik pada materi fluida statis masih menjadi tantangan karena asesmen konvensional belum mampu mengungkap jawaban, alasan, tingkat keyakinan, dan sumber terbentuknya konsepsi secara komprehensif. Penelitian ini bertujuan mengembangkan instrumen Five-Tier Fluids Static Mental-Model Diagnostic (5T-FSMD) yang valid dan reliabel untuk mengidentifikasi profil mental model peserta didik pada konsep fluida statis. Penelitian menggunakan metode Research and Development (R&D) dengan model pengembangan 4D (Define, Design, Develop, dan Disseminate). Subjek penelitian melibatkan 198 peserta didik kelas XI SMA di Kota Bandung yang telah mempelajari materi fluida statis. Validitas instrumen dinilai oleh ahli, sedangkan pengujian empiris dilakukan menggunakan analisis Rasch Model berbantuan perangkat lunak Winsteps. Hasil penelitian menunjukkan bahwa instrumen memiliki validitas isi dan konstruk yang valid dengan koefisien 0,81–0,85. Analisis Rasch menghasilkan Raw Variance Explained sebesar 38,3%, person reliability 0,77, item reliability 0,98, dan Cronbach's Alpha 0,79. Sebanyak 13 dari 15 butir memenuhi kriteria kesesuaian model. Profil mental model didominasi kategori Synthesis Partial Understanding (64,88%), diikuti Scientific Model (17,04%), Synthesis Misconception (12,05%), dan Initial Model (6,03%), dengan miskonsepsi tertinggi pada konsep tekanan hidrostatis. Instrumen 5T-FSMD layak digunakan sebagai asesmen diagnostik untuk mengidentifikasi profil mental model peserta didik pada materi fluida statis.
Downloads
References
Agustinaningsih, W., & Nurjanah, A. (2025). Pengembangan dan uji validitas serta reliabilitas instrumen angket kemampuan sosiosaintifik pada evaluasi pembelajaran fisika. KUANTUM: Jurnal Pembelajaran dan Sains Fisika, 6(2), 308–317. https://doi.org/10.63976/kuantum.v6i2.1186
Ardiansyah, A., Sagita, F., & Juanda, J. (2023). Assesmen dalam kurikulum merdeka belajar. Jurnal Literasi dan Pembelajaran Indonesia, 3(1), 8–13. https://jurnalfkip.samawa-university.ac.id/JLPI/article/view/361
Ate, O., Sundaygara, C., & Pranata, K. B. (2022). Pengembangan buku ajar berbasis PjBL dengan pendekatan STEM untuk meningkatkan pemahaman konsep siswa pada materi fluida statis kelas XI SMA. RAINSTEK: Jurnal Terapan Sains dan Teknologi, 4(4), 246–255. https://ejournal.unikama.ac.id/index.php/jtst/article/view/8226
Azzahra, N. S., Sumarni, S., & Putranta, H. (2024). Analisis validitas dan realibilitas kualitas soal pilihan ganda asesmen kompetensi minimum (AKM) mata pelajaran pendidikan agama Islam menggunakan pendekatan model Rasch. QuranicEdu: Journal of Islamic Education, 4(1), 85–94. https://jurnalannur.standup.my.id/index.php/QuranicEdu/article/view/681
Dharma, S., Jaelani, A. K., & Ariah, F. (2024). Desain instrumen pengukuran literasi lingkungan siswa SMA dengan menggunakan pendekatan model Rasch. Jurnal Pendidikan dan Kebudayaan, 9(2), 218–236. https://jurnaldikbud.kemendikdasmen.go.id/index.php/jpnk/id/article/view/5126
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics 10th Ed. In Wiley.
Harita, T. H., Pardede, H., Marbun, J., Silaban, B., & Silaban, I. J. A. (2024). Identification of students' misconceptions and information sources using the five-tier diagnostic test model fluid dynamic concept. Jurnal Pendidikan, Sains Sosial, dan Agama, 10(2), 541–550. https://jurnal.radenwijaya.ac.id/index.php/PSSA/article/view/2155
Ibrahim, N. L. (2025). Analisis literatur penggunaan model Rasch untuk validasi instrumen asesmen pendidikan: Tren, temuan, dan implikasi. Lencana: Jurnal Inovasi Ilmu Pendidikan, 3(2), 46–60. https://doi.org/10.55606/lencana.v3i2.5012
Kartika, A. S., Ningrum, R., GFF, A. G. N. R., Febriyanti, S., Giawa, A. J., & Erika, F. (2025). Kajian literatur mobile learning berbasis augmented reality sebagai upaya melatih model mental siswa dalam pembelajaran sains. PENDIPA Journal of Science Education, 9(2), 522–529. https://doi.org/10.33369/pendipa.9.2.522-529
Khairunnisa, K., & Sudrajat, A. (2023). Pengembangan instrumen tes diagnostik five-tier untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa kelas XI pada materi laju reaksi. PENDIPA Journal of Science Education, 7(2), 127–136. https://doi.org/10.33369/pendipa.7.2.127-136
Kafiyani, F., Samsudin, A., & Saepuzaman, D. (2019). Development of four-tier diagnostic test (FTDT) to identify student’s mental models on static fluid. Journal of Physics: Conference Series, 1280(5). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1280/5/052030
Lestari, W., Wigati, I., Sholeh, M. I., & Pramita, D. (2022). Instrumen literasi digital guru menggunakan model Rasch. Orbital: Jurnal Pendidikan Kimia, 6(2), 104–113. https://jurnal.radenfatah.ac.id/index.php/orbital/article/view/15019
Maharani, L. A., & Diyana, T. N. (2025). Identifikasi miskonsepsi fisika melalui three-tier diagnostic test: Sebuah kajian literatur. OPTIKA: Jurnal Pendidikan Fisika, 9(2), 198–216. https://doi.org/10.37478/optika.v9i2.5932
Maknun, J., & Marwiah, M. (2022). Remediation of misconceptions vocational high school students on the concept of static fluids using the conceptual change model. Journal of Technical Education and Training, 14(2), 49–56. https://journal.uthm.edu.my/index.php/JTET/article/view/12009
Mansyur, J., Werdhinana, I. K., Darsikin, D., Kaharu, S. N., & Tadeko, N. (2022). Students’ mental models about the suspending objects in static fluid. Journal of Turkish Science Education, 19(1), 257–287. https://www.tused.org/index.php/tused/article/view/1299
Mellu, R. N. K., & Langtang, D. (2023). Profil miskonsepsi peserta didik pada materi kinematika gerak dan fluida statis. Jurnal Pendidikan Fisika, 11(2), 170–184. https://doi.org/10.24127/jpf.v11i2.7345
Mustari, A., Sari, I. W., Bakar, A., Rahayu, S., & Wati, F. (2025). Diagnostic assessment in physics: Developing and validating a two-tier instrument on heat concepts using the Rasch model. Inovasi: Jurnal Diklat Keagamaan, 19(2), 268–282. https://jurnalinovasi.bdksurabaya-kemenag.id/index.php/journal/id/article/view/668
Nur, A. Z., Syuhendri, S., & Siahaan, S. M. (2023). Kajian literatur: Penggunaan asesmen diagnostik berformat four-tier untuk mengidentifikasi pemahaman konsep dan miskonsepsi. JIIP–Jurnal Ilmiah Ilmu Pendidikan, 6(5), 3666–3671. https://doi.org/10.54371/jiip.v6i5.2072
Okviana, W., Ariani, R. G., & Astuti, L. D. (2026). Persepsi pengguna terhadap Jotform sebagai media tes diagnostik miskonsepsi fisika. ARSEN: Jurnal Penelitian Pendidikan, 4(1), 93–105. https://www.journal.unwira.ac.id/index.php/ARSEN/article/view/5602
Ozcan, O., & Gercek, C. (2015). Students’ Mental Models of Light to Explain the Compton Effect. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 191. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.04.454
Vosniadou, S. (2019). The Development of Students’ Understanding of Science. Frontiers in Education, 4. https://doi.org/10.3389/feduc.2019.00032
Putriardi, I. M. T., Sukarmin, S., & Ekawati, E. Y. (2023). Remediasi miskonsepsi menggunakan model learning cycle 5E pada materi fluida statis. Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika, 13(1), 1–6. https://jurnal.uns.ac.id/jmpf/article/view/59345
Rokhim, D. A., Widarti, H. R., & Sutrisno, S. (2023). Five-tier diagnostic test instrument validation on reaction rate materials: To identify the causes of misconception and student representation. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 9(3), 1380–1385. https://jppipa.unram.ac.id/index.php/jppipa/article/view/2952
Suparno, P. (2013). Miskonsepsi & Perubahan Konsep dalam Pendidikan Fisika. Gramedia Widiasarana Indonesia.
Suparwati, N. M. A., Suja, I. W., & Tika, I. N. (2023). E-LKPD kimia berbasis STEM dengan muatan etnosains untuk meningkatkan model mental kimia pada materi laju reaksi. Jurnal Pendidikan Kimia Undiksha, 7(1). https://doi.org/10.23887/jjpk.v7i1.60208
Umam, M. H., Muhajir, S. N., & Amrullah, A. (2026). Profil critical thinking awareness siswa pada siswa kelas X di pembelajaran fisika. Jurnal Kajian Pendidikan IPA, 6(2), 293–303. https://doi.org/10.52434/jkpi.v6i2.44121
Yuanata, B. E., Artanti, K. P., Saregar, A., & Deta, U. A. (2022). Profil keterampilan ilmiah peserta didik pada model pembelajaran berbasis Toulmin’s Argumentation Pattern (TAP) dalam memahami konsep fisika. Jurnal Ilmu Pendidikan dan Pembelajaran, 1(1), 1–6. https://doi.org/10.58706/jipp.v1n1.p1-6
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 SCIENCE : Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika dan IPA
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
