Memahami Structural Equation Modeling (SEM) dalam Penelitian Pendidikan Sains: Analisis yang Lebih Mendalam

Surabaya, 25 November 2025 – Dalam dunia penelitian pendidikan sains, pemahaman tentang hubungan antar variabel menjadi kunci untuk mengembangkan teori dan praktik pendidikan yang lebih efektif. Salah satu metode statistik yang kini banyak digunakan adalah Structural Equation Modeling (SEM). Teknik ini memungkinkan peneliti untuk menganalisis hubungan kompleks antara variabel yang dapat diobservasi maupun variabel laten yang sulit diukur secara langsung.

Apa itu SEM?

Structural Equation Modeling (SEM) adalah metode analisis statistik multivariat yang menggabungkan analisis jalur (path analysis) dan analisis faktor (factor analysis). Metode ini memungkinkan peneliti untuk memodelkan hubungan antar konstruk atau variabel laten yang diukur melalui indikator. SEM tidak hanya memeriksa hubungan langsung antar variabel, tetapi juga hubungan tidak langsung atau mediasi, sehingga sangat cocok untuk penelitian yang kompleks, termasuk pendidikan sains.

Dalam konteks pendidikan sains, SEM bisa digunakan untuk menguji bagaimana motivasi belajar, persepsi guru, dan keterampilan berpikir kritis siswa saling memengaruhi prestasi belajar. Dengan demikian, model ini membantu peneliti untuk tidak sekadar melihat hubungan satu arah, tetapi memahami interaksi dinamis antar faktor pembelajaran.

Komponen SEM

SEM terdiri dari dua komponen utama:

1. Measurement Model
   Mengukur hubungan antara variabel laten dengan indikatornya menggunakan analisis faktor konfirmatori. Contohnya, kemampuan berpikir kritis siswa diukur melalui beberapa tes kognitif dan proyek ilmiah.

2. Structural Model
   Menggambarkan hubungan kausal antar variabel laten. Misalnya, model dapat menunjukkan bagaimana motivasi belajar memengaruhi pemahaman konsep sains secara langsung maupun melalui keterampilan berpikir kritis sebagai mediator.

Jenis SEM dan Aplikasinya dalam Pendidikan Sains

SEM memiliki dua pendekatan utama:

• Covariance-Based SEM (CB-SEM): Cocok untuk penelitian konfirmatif yang menguji teori pendidikan sains.

• PLS-SEM (Partial Least Squares SEM): Lebih fleksibel terhadap asumsi distribusi data dan berguna untuk penelitian prediktif atau eksploratif, misalnya memprediksi faktor-faktor yang memengaruhi minat siswa pada mata pelajaran sains.

Keunggulan SEM dalam Penelitian Pendidikan Sains

• Mengukur variabel laten seperti minat belajar, motivasi, dan keterampilan berpikir kritis.

• Menganalisis hubungan kompleks antar banyak variabel sekaligus.

• Membantu validasi instrumen penelitian melalui analisis faktor konfirmatori.

• Visualisasi model teoretis melalui path diagram memudahkan interpretasi hasil penelitian.

Studi Kasus Pendidikan Sains

Sebuah penelitian pendidikan sains di sekolah menengah menggunakan SEM untuk memeriksa hubungan antara motivasi intrinsik siswa, kualitas pengajaran guru, dan prestasi belajar fisika. Hasil SEM menunjukkan bahwa motivasi intrinsik siswa memiliki efek langsung dan tidak langsung melalui keterampilan berpikir kritis terhadap prestasi belajar. Temuan ini membantu guru merancang strategi pengajaran yang lebih efektif, misalnya dengan meningkatkan proyek eksperimen sains untuk mendorong motivasi dan keterampilan berpikir kritis.

Kesimpulan

Penggunaan Structural Equation Modeling (SEM) dalam penelitian pendidikan sains memberikan keunggulan signifikan dalam memahami dinamika belajar siswa. Dengan kemampuan SEM untuk memodelkan variabel kompleks dan hubungan kausal, peneliti dapat menghasilkan temuan yang lebih valid dan aplikatif, membantu perbaikan strategi pengajaran, dan mendukung pengembangan teori pendidikan sains berbasis bukti.