Pada suatu kesempatan dalam perkuliahan Nobel, Richard Feynman menyatakan :” Bisa saja sesuatu itu menjadi sangat sederhana jika anda dapat menjelaskan hal tersebut secara utuh dalam berbagai cara tanpa segera menyadari bahwa anda sedang menjelaskan hal yang serupa” (Feynman R, 1965). Pernyataan Feynman sangatlah beralasan, karena kamampuan seseorang mereprsentasikan suatu objek atau fenomena dengan berbagai cara akan memudahkan orang tersebut memahami hal tersebut dengan baik. Ide ini konsisten dengan beberapa hasil studi yang dilakukan terhadap efektivitas representasi multimodal dalam pembelajaran físika, yang akan memberikan peluang siswa memahami konsep físika melalui berbagai cara yang mempengaruhi proses kognitif dalam dirinya.
Saat ini terdapat suatu perjanjian yang cukup meluas dalam penelitian pendidikan sains bahwa belajar sains memerlukan praktek multi representasi pembelajaran, termasuk proses berpikir, kebiasan berpikir, rasionalisasi dari pelaksanaan praktek pembelajaran tersebut. Untuk membangun pemahaman konsep siswa terhadap topik tertentu, dibutuhkan mode yang bervariasi agar siswa lebih berminat untuk bepikir dan bertindak dalam pembelajaran “Multiple” mengacu kepada perlakuan terhadap suatu konsep tertentu untuk diungkapkan dalam berbagai bentuk penyajian, termasuk di dalamnya bentuk verbal, grafik, dan mode numerik, yang terus diulang untuk menguasai konsep (Waldrip B, 2008).
Namun, ketidakmampuan siswa menggunakan pemahaman multimodel (multicara) memahami konsep fisika nampaknya telah menjadi halangan/batas pemahaman mereka mengusai konsep (Bernsen, 1993).
Secara khusus teknologi multimedia telah melibatkan siswa belajar melalui cara representasi berbeda, namun masih sering dijumpai berbagai miskonsepsi siswa (Schnotz & Lowe, 2003). Pembelajaran yang disajikan dengan melibatkan proses kognitif yang sama walaupun dengan media yang berbeda, maka akan menghasilkan keuntungan yang sama dalam belajar (Mayer, 2003).
Schnotz & Lowe (2003) membagi dua perangkat teknis untuk menghasilkan berbagai representasi, yaitu (1) semiotic atau format representasi seperti text, gambar, dan suara; (2) Sensori “mode” seperti visual dan auditori. Mayer (2003) belajar menggunakan multimodal memberikan peluang terjadinya pembentukan makna pada kerja memori sehingga siswa mengaitkan antara kata dan gambar. Format representasi yang beragam dalam pembelajaran fisika memberikan peluang yang cukup baik pada pemahaman konsep dan mengkomunikasikan konsep, serta bagaimana mereka bekerja dengan sistem fisika dan proses fisika (Meltzer, 2005).
Hasil penelitian menunjukan suatu kesapakatan bahwa representasi sangat penting bagi siswa dalam belajar fisika. Representasi membantu siswa pembentukan pengetahuan dan pemecahan masalah. Kita bisa mengatakan itu menggunakan berbagai representasi dengan kualitas tinggi dalam memecahkan satu masalah adalah satu kondisi cukup untuk sukses tetapi itu hal itu belum merupakan suatu kondisi yang diperlukan. Siswa menggunakan representasi untuk membantu mereka memahami situasi masalah serta untuk mengevaluasi hasilnya. Representasi selain verbal dalam suatu pernyataan masalah dapat mempunyai efek berbeda terhadap kinerja siswa dan pilihan mereka untuk mengunakan representasi Penemuan yang lain adalah bahwa kata-kata tertentu dalam pernyataan masalah memicu penggunaan representasi tertentu. Dua kecenderungan dikembangkan dari berbagai penelitian terakhir ini, yaitu bagaimana siswa menggunakan berbagai representasi ketika memecahkan permasalahan dan bagaimana format representasi yang berbeda mempengaruhi kinerja siswa dalam pemecahan masalah. (Rosengrant, 2007)
Penggunaan berbagai representasi yang baik dianggap sebagai kunci ke belajar ilmu fisika, dan ada dua motivasi ang patut dipertimbangkan untuk mempelajari bagaimana siswa menggunakan berbagai representasi ketika memecahkan permasalahan dan mempelajari bagaimana cara terbaik mengajar pemecahan masalah menggunakan berbagai representasi. Dua pendekatan pembelajaran berbasisi multimodal representasi berbeda diberikan pada kelas fisika di Universitas Colorado dan Rutgers.
Perkuliahan di Rutgers dilakukan seatu pendekatan pembelajaran langsung secara ketat, menekankan heuristik khusus dan strategi pemecahan masalah secara spesifik, pembelajaran dikembangkan berbasis inquiry, dosen menggunakan Learning Active Guide dalam perkuliahan dan resitasi menggunakan multi representasi . Sedangkan di CU menggunakan suatu pendekatan yang tidak terarah, pemodelan yang baik dalam pemecahan masalah tanpa suatu strategi pembelajaran yang spesifik, sedikit sekali menggunakan multi representasi secara eksplist, baik dalam kuliah maupun tugas-tugas. Berdadasarkan dua pendekatan pembelajaran tersebut ditemukan bahwa, dalam kedua perkuliahan, mahasiswa secara lelusa menggunakan berbagai representasi, dan bahwa penggunaan representasi yang lengkap dan benar sangat signifikans berhubungan dengan peningkatan kinerjanya.
Beberapa perbedaan mengagumkan dalam penggunaan format representasi yang terjadi adalah konsisten dengan pendekatan pembelajaran yang diberikan. Mahasiswa CU lebih suka menyelesaikan masalah yang lebih mudah dalam berbagai representasi sedangkan mahaisiswa Rutgers menyukai permasalah fisika tingkat tinggi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pendekatan instruksional atau suatu kombinasi berbagai pendekatan sangat bermanfaat untuk membantu siswa belajar menggunakan berbagai representasi untuk pemecahan masalah dan pengembangan konsep (Kohl et.al, 2007).
N. Lasry & M.W. Aulls (2007) mengembangkan pembelajaran multimodal representasi berbasis masalah untuk melatih kemampuan representasi internal mahasiswa kelas mekanika. Dalam pembelajaran Kinematika 2D mereka melakukan perlakuan berbeda terhadap tiga kelompok mahasiswa. Kelompok pertama mereka sebut grup n-coding level tinggi (nCodHi) dengan menyajikan masalah secara lengkap dengan penyajian menggunakan multi repreentasi dengan teks yang kaya secara visua-spasial seperti gambar, diagram, sketsa, dan outline. Kelompok kedua disebut grup n-coding medium (nCodMed),kelompok ini menerima masalah yang diberikan dalam format teks seluruhnya namun isinya semirip mungkin disajikan dengan masalah pada kelompok pertama. Kemudian kelompok ketiga disebut n-coding level rendah (nCodL), mereka menerima permasalahan dalam bentuk format teks dengan representasi yang lebih sedikit atau boleh disebut tidak menggunakan multiple representasi. Peneliti juga mengggunakan kelas control yang belajar secara individual dengan materi yang sama (kinematika 2D) mengunakan pembelajaran tradisional terstruktur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan n-coding dengan pendekatan pembelajaran yang lebih kaya akan representasi akan meningkatkan keuntungan belajar (learning gains) dalam menyelesaikan persoalan fisika, membangkitkan pengetahuan koseptual yang lebih baik, dan lebih percaya diri dalam penguasaan konsep.
Penelitian Meltzer D.E (2005), yang memulai perkuliahan hukum Newton 3 dengan memberikan pre test dua soal sejenis tentang hukum 3 newton dengan format representasi yang berbeda, yang pertama disajikan dengan format representasi verbal dan yang kedua dengan format representasi diagram (diagram vektor). Hasilnya menunjukkan bahwa proporsi menjawab benar untuk format verbal jauh lebih besar dibandingkan dengan format diagram. Bentuk respon kesalahan menjawab dua format tersebut juga sangat jauh berbeda dan kesalahan keduanya berbeda sangat jauh. Setelah pembelajaran dilakukan secara biasa, mahasiswa diberikan kuis dengan tambahan soal representasi meliputi empat bentuk representasi yaitu verbal, diagram, simbol-matematis, dan grafik. Tingkat kesalahan mahasiswa dalam menjawab soal pada keempat representasi tersebut cenderung sama. Namun terdapat penemuan yang menarik bahwa mahasiswa perempuan mengalami tingkat kesalahan lebih tinggi dalam menjawab soal dengan format representasi grafik, dibandingkan dengan format representasi lainnya. Kemudian hasil lain menunjukkan bahwa mahasiwa perempuan mengalami tingkat kesalahan lebih tinggi dalam soal-soal dengan format representasi diagram dibandingkan dengan
Pengaruh mengkonstruksi lingkungan belajar terhadap keterampilan atau skill representasi mahasiswa telah juga diteliti oleh Patrick B. Kohl dan Noah D. Finkelstein (2006), dimana dosen menjadi model dalam pembelajaran fisika menggunakan multimodal representasi, kemudian juga mahasiswa melakukan hal yang sama dalam bentuk perkuliahan, resitasi laboratorium, kuis, dan pekerjaan rumah. Pembelajaran menyajikan lima format representasi, yaitu verbal, matematika, gambar, grafik, dan demonstrasi. Dengan membedakan proporsi pemberian format representasi dengan kelas control, menunjukkan bahwa mahasiswa dengan belajar fisika melalui sajian dan melakukan sendiri belajar dengan format yang lebih kaya, kemampuan atau skill dalam menyelesaikan ujian lebih baik dari mereka yang mendapatkan pengalaman belajar dengan sajian froamt representasi yang lebih sedikit.
Pembelajaran pendahuluan fisika kuantum untuk siswa SMA kelas 11 meliputi topik efek fotolistrik dan model atom Bohr telah dilakukan oleh Gunel et.al (2007). Pembelajaran didesain dengan melibatkan siswa dalam aktivitas multimodal representasi menulis. Satu kelompok siswa diberikan tugas membuat representasi dalam bentuk power point kedua topik materi dan satu kelompok lainnya dengan representasi yang sama dengan format membuat laporan rangkuman topik yang sama. Kemudian kelompok powerpoint mempresentasikan hasilnya di depan siswa kelas lebih rendah. Pada akhir pembelajaran kedua topic tersebut siswa diberikan post test,dan hasilnya menunjukkan bahwa secara signifikasn kelompok siswa yang memiliki pengalaman melakukan pembelajaran dengan format presentasi lebih baik dibandingkan dengan siswa yang membuat laporan
Multimodality mengacu pada pengintregasian topik-topik pembicaraan di bidang sains dari model-model yang berbeda untuk menyampaikan penjelasan-penjelasan dan penemuan-penemuan tentang sains (Prain & Waldrip, 2006). Konsep yang sama disampaikan ulang menggunakan bentuk yang berbeda atau ”multiple representation” dalam verbal, numerikal, visual atau model-model gerakan. Fokus pada pada pemikiran dan penyampaian multimodal mendorong murid-murid untuk mengkoordinasi penyampaian tentang pengetahuan sains mereka secara berbeda-beda.
Cara penyampaian yang berbeda mempunyai fungsi spesialisasi atau pencapaian yang berbeda. Sebagai contoh, penulisan (writing) cocok untuk menyampaikan even-even, sedangkan image lebih cocok untuk display (memamerkan), demikan juga aspek-aspek yang berbeda dari maksud dijelaskan dengan cara-cara yang berbeda dalam communicational ensemble (Jewitt & Kress, 2003), dan pengetahuan (knowledge) direkonfigurasi ketika di pindah dari cara yang satu ke cara yang lain dalam proses ”transduction”(Kress, Jewitt, Ogborn & Tsatsarelis, 2001).
Chin (2007) mengemukakan berbagai model representasi, format dan bentuk-bentuk representasi yang mungkin dalam tiap-tiap mode seperti : (1) Verbal/linguisti (terdiri dalam kata-kata) yang terdiri dari Oral (speech/ucapan/ceramah) dan Written or printed text (tulisan atau cetakan); (2) Visual/graphic (terdiri dari gambar dan image) yang terdiri dari yang bersifat statis (contoh, diagram, figur, gambar, tabel, grafik, cart, peta konsep, foto, model fisik) maupun dinamis (contoh, simulasi berbasis komputer, animasi, video); (3) Symbolik meliputi numerik (angka, persamaan matematik, formula/rumus perhitungan) dan yang lainnya (rumus kimia, persamaan); (4) Gestural (isyarat/gerakan, melibatkan gerakan lengan dan tangan); (5) Aksi (role-play/peragaan, drama, percobaan-percobaan langsung).
Secara naluriah manusia menyampaikan, menerima, dan menginterpretasikan maksud melalui berbagai cara penyampaian dan berbagai komunikasi. Baik dalam pembicaraan, bacaan maupun tulisan. Meskipun model linguistik yang berfokus pada oral dan teks tertulis sering dianggap sebagai kunci model komunikasi, model-model lain seperti visual, simbol, image tidak bergerak, animasi grafik, model-model fisik, isyarat dan gerakan juga mempunyai peran yang penting dalam proses belajar dan mengajar (Kress, 2003). Memahami suatu informasi dengan berbagai cara melibatkan proses berpikir kompleks. Siegler (dalam Santrock, 2004) mendeskrispiskan tiga karaketristik utama dari pendekatan pemroses informasi: proses berpikir, mekanisme pengubah, dan modifikasi diri. Terdapat empat mekanisme yang bekerja sama menciptakan perubahan dalam keterampilan kognitif seseorang yaitu : encoding (penyandian), otomatisasi, konstruksi strategi, dan generalisasi.
Encoding adalah proses memasukan informasi dari lingkungan luar ke dalam memori pikiran seseorang. Ada enam konsep yang berhubungan dengan encoding yaitu : atensi, pengulangan, pemrosesan mendalam, elaborasi, mengkonstruksi citra (imaji), dan penataan (organisasi). Pemrosesan informasi akan semakin menjadi otomatis melalui berbagai pengalaman. Melalui otomatisasi akan memunculkan penemuan prosedur baru untuk memproses informasi yang disebut fase konstruksi strategi dan agar mendapat manfaat penuh dari strategi baru ini, diperlukan generalisasi (Santrock, 2004).
Encoding dapat terjadi dalam beberapa mode (cara). Paivio (1991) mengusulkan Dual Coding Theory (DCT). Pendekatan DCT mencoba untuk memberikan beban yang sama kepada proses visual dan verbal. Penalaran dalam pendekatan ini dapat mengaktifkan sistem visual dan auditori secara independen walaupun kedua sistem terkoneksi. Indepedensi ini dengan sangat mudah didemosntrasikan melalui bertanya tentang suatu subyek untuk melakukan dua tugas secara simultan. Jika kedua tugas adalah auditori atau keduanya visual, suatu interferensi terjadi untuk mencegah penyelesaian simultan mereka. Dengan demikian, ketika satu encoding adalah visual dan lainnya adalah auditori, maka tugas simultan sangat mungkin untuk dilakukan. (Bersambung……).