Detecting misconceptions in basic physics using a three-tier diagnostic test: Evaluation and learning implications
Abstract
One of the major obstacles in physics learning that hampers students' conceptual understanding is the occurrence of misconceptions. This issue is particularly evident in the Basic Physics course, where critical concepts are often misunderstood, affecting students' success in subsequent stages of learning. This study aims to detect and analyze students' misconceptions in Basic Physics using a Three-Tier Diagnostic Test as the evaluative instrument. A quantitative-descriptive method was employed, involving 82 students selected through purposive sampling. The research instrument consisted of three-tiered questions designed to probe students’ conceptual understanding. Data were analyzed using the Certainty of Response Index (CRI) to measure students' confidence levels in their answers. The diagnostic test results showed that only 8.75% of students demonstrated correct conceptual understanding, while 55.58% exhibited misconceptions, 2.25% understood the concepts but lacked confidence, and 33.82% showed poor conceptual understanding. These findings confirm that misconceptions are highly prevalent among students in the Basic Physics course, reflecting significant gaps in their foundational understanding. Addressing these issues requires adopting more interactive and conceptually focused teaching strategies to enhance students' mastery of fundamental physics concepts.
References
Ananda, L., & Syuhendri, S. (2021). Miskonsepsi mahasiswa calon guru fisika pada mata kuliah ipba materi periode orbit bulan mengelilingi bumi. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan IPA Tahun 2021.
Andini, S. A., & Kurniawati, W. (2024). Identifikasi Miskonsepsi Dan Penyebab Miskonsepsi Terhadap Materi Sifat-Sifat Cahaya Pada Pembelajaran Sekolah Dasar. Jurnal Natural Science Educational Research, 7(1), 14–19.
Bessas, N., Tzanaki, E., Vavougios, D., & Plagianakos, V. P. (2024). Diagnosing students’ misconception in Hydrostatic Pressure through a 4-tier test. Heliyon, 10(23), e40425. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e40425
Bistari. (2024). Resiliensi Matematis dan Miskonsepsi Bis-VOLKS dalamPembelajaran Matematika Sekolah. Jurnal Pendidikan Matematika Indonesia (JPMI), 9(1), 69–80.
Fridatama, T. dan A. N. W. (2021). Analisis Miskonsepsi Siswa dalam Menyelesaikan Soal Matematika pada Pokok Bahasan Persamaan Garis Singgung Lingkaran di SMA Negeri 2 Karanganyar Tahun Ajaran 2019/2020. Jurnal Pendidikan Matematika Dan Matematika (JPMM), 5(5), 201–210.
Handayani. 2018. Identifikasi Miskonsepsi Siswa Menggunakan Four-Tier Diagnostic Test pada Materi Hukum Termodinamika di SMA Bondowoso. Jurnal Pembelajaran Fisika, Vol. 7 (2). 189-195.
Hasan, S. 1999. Misconceptions and The Certainty of Response Index (CRI).Phys. Educ. 34(5). 294-299.
Hatika Genesa, R., Daruwati, I., & sohibun. (2022). Idenifikasi Miskonsepsi Mahasisawa Prodi Pendidikan Fisika Universitas Pasir Pengarai Pada Materi Listrik Statis. Jurnal Ilmiah Wahana Pendidikan, 8(23), 393–399.
Irianti, E. (2021). Identifikasi Miskonsepsi Siswa Pada Materi Cahaya Menggunakan Four Tier Diagnostics Test. Jurnal Pendidikan Fisika Undiksha, 11(2), 1–10.
Irvani, A. I., Rustaman, N., Kaniawati, I., & Sinaga, P. (2024). Analisis Kesulitan Belajar Mahasiswa pada Mata Kuliah Fisika Kuantum. DIFFRACTION: Journal for Physics Education and Applied Physics, 6(1), 30–38. https://doi.org/10.51667/pjpk.v1i2.341
KOYUNLU ÜNLÜ, Z., & DÖKME, İ. (2020). The Effect of Technology-Supported Inquiry-Based Learning in Science Education: Action Research. Journal of Education in Science, Environment and Health, 6(2), 120–133. https://doi.org/10.21891/jeseh.632375
Maisyaroh, D. N., Suelsy, M., & ... (2022). Identifikasi Miskonsepsi Mahasiswa Pendidikan Fisika Universitas Negeri Malang pada Topik Hukum Pascal dengan Menggunakan Three Tiers Test. Jurnal MIPA Dan …, 0634(xxx). https://doi.org/10.17977/um067vXiXpXXX-XXX
Nainggolan, J., Silaban, B., Sinaga, D., & Zendrato, F. (2023). Analysis of Physics Misconceptions of Students in Mechanic Materials Using the Tier Multiple Choice Diagnostic Test. AL-ISHLAH: Jurnal Pendidikan, 15(3), 3578–3586. https://doi.org/10.35445/alishlah.v15i3.3023
Nisa, 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
Nuraina, & Rohantizani. (2023). Analisis Miskonsepsi Siswa Menggunakan Certainty of Response Index (CRI) pada Materi Turunan di SMA Negeri 1 Muara Batu. Jurnal Penelitian Pembelajaran Matematika Sekolah, 7(1), 95–105. https://doi.org/10.33369/jp2ms.7.1.95-105
Paramitha, D., Maison, & Darmaji. (2021). Tes Diagnostik Four-Tier untuk Mengidentifikasi Miskonsepsi pada Materi Fisika. Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, 6(2), 193–198. https://doi.org/10.36709/jipfi.v6i2.17366
Potvin, P., Chastenay, P., Thibault, F., Riopel, M., Ahr, E., & Brault Foisy, L. M. (2023). An understanding of falling bodies across schooling and experience based on the conceptual prevalence framework. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, 5(1). https://doi.org/10.1186/s43031-023-00075-4
Pratiwi, H., Sujito, Sunardi, & Sayyadi, M. (2024). Universitas Papua The Learning Revolution : Investigating the Use of Technology to Explore Revolusi Pembelajaran : Investigasi Pemanfaatan Teknologi untuk. 7(1), 216–228.
Rohmah, M., Priyono, S., & Septika Sari, R. (2023). Analisis Faktor-Faktor Penyebab Miskonsepsi Peserta Didik Sma. UTILITY: Jurnal Ilmiah Pendidikan Dan Ekonomi, 7(01), 39–47. https://doi.org/10.30599/utility.v7i01.2165
Sari, D. R., & Mufit, F. (2023). Students’ Misconceptions and the Causes on Straight Motion Materials Using Six-Tier Multiple Choice. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 9(4), 1987–1995. https://doi.org/10.29303/jppipa.v9i4.2001
Sari Mulya, M. (2022). Meta-Analisis Miskonsepsi Siswa Pada Mata Pelajaran Biologi Sma. Jurnal Biologi Dan Pembelajarannya, 7(2), 1–10.
Sholikah, A., Febriyanti, D. S., & Kurniawan, B. R. (2020). Analisis Miskonsepsi Mahasiswa Calon Guru Fisika Menggunakan Quizziz Pada Pokok Bahasan Optika Geometri. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 11(1), 27–36. https://doi.org/10.26877/jp2f.v11i1.4152
Suban, M. E., & Hidayatullah, Z. (2024). Identifikasi Miskonsepsi Menggunakan Three-Tier Diagnostic Test dan Representasi Gambar pada Konsep Gaya. 1(2), 1–9.
Udma, Siti Aah Safaatul Heryandi, Y., & Muchyidin, A. (2024). Miskonsepsi siswa dalam menyelesaikan soal numerasi ditinjau dari gaya kognitif. 6(2), 95–110.
Vosniadou, S. (2020). Students’ Misconceptions and Science Education. In S. Vosniadou, Oxford Research Encyclopedia of Education. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/acrefore/9780190264093.013.965
Wahyudi, F., Didik, L. A., & Bahtiar, B. (2021). Pengembangan Instrumen Three Tier Test Diagnostik Untuk Menganalisis Tingkat Pemahaman Dan Miskonsepsi Siswa Materi Elastisitas. Relativitas: Jurnal Riset Inovasi Pembelajaran Fisika, 4(2), 48. https://doi.org/10.29103/relativitas.v4i2.5184
Yolviansyah, F., Siregar, J., & Maison. (2022). The Relationship of Critical Thinking Skills and Misconceptions on Science Learning. Thinking Skills and Creativity Journal, 5(2), 52–61. https://doi.org/10.23887/tscj.v5i2.45465
Yuliana, I. (2023). Kajian literatur: miskonsepsi dan metode identifikasinya. Jurnal Pendidikan Fisika Undiksha, 13(1), 267–275.
Andini, S. A., & Kurniawati, W. (2024). Identifikasi Miskonsepsi Dan Penyebab Miskonsepsi Terhadap Materi Sifat-Sifat Cahaya Pada Pembelajaran Sekolah Dasar. Jurnal Natural Science Educational Research, 7(1), 14–19.
Bessas, N., Tzanaki, E., Vavougios, D., & Plagianakos, V. P. (2024). Diagnosing students’ misconception in Hydrostatic Pressure through a 4-tier test. Heliyon, 10(23), e40425. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e40425
Bistari. (2024). Resiliensi Matematis dan Miskonsepsi Bis-VOLKS dalamPembelajaran Matematika Sekolah. Jurnal Pendidikan Matematika Indonesia (JPMI), 9(1), 69–80.
Fridatama, T. dan A. N. W. (2021). Analisis Miskonsepsi Siswa dalam Menyelesaikan Soal Matematika pada Pokok Bahasan Persamaan Garis Singgung Lingkaran di SMA Negeri 2 Karanganyar Tahun Ajaran 2019/2020. Jurnal Pendidikan Matematika Dan Matematika (JPMM), 5(5), 201–210.
Handayani. 2018. Identifikasi Miskonsepsi Siswa Menggunakan Four-Tier Diagnostic Test pada Materi Hukum Termodinamika di SMA Bondowoso. Jurnal Pembelajaran Fisika, Vol. 7 (2). 189-195.
Hasan, S. 1999. Misconceptions and The Certainty of Response Index (CRI).Phys. Educ. 34(5). 294-299.
Hatika Genesa, R., Daruwati, I., & sohibun. (2022). Idenifikasi Miskonsepsi Mahasisawa Prodi Pendidikan Fisika Universitas Pasir Pengarai Pada Materi Listrik Statis. Jurnal Ilmiah Wahana Pendidikan, 8(23), 393–399.
Irianti, E. (2021). Identifikasi Miskonsepsi Siswa Pada Materi Cahaya Menggunakan Four Tier Diagnostics Test. Jurnal Pendidikan Fisika Undiksha, 11(2), 1–10.
Irvani, A. I., Rustaman, N., Kaniawati, I., & Sinaga, P. (2024). Analisis Kesulitan Belajar Mahasiswa pada Mata Kuliah Fisika Kuantum. DIFFRACTION: Journal for Physics Education and Applied Physics, 6(1), 30–38. https://doi.org/10.51667/pjpk.v1i2.341
KOYUNLU ÜNLÜ, Z., & DÖKME, İ. (2020). The Effect of Technology-Supported Inquiry-Based Learning in Science Education: Action Research. Journal of Education in Science, Environment and Health, 6(2), 120–133. https://doi.org/10.21891/jeseh.632375
Maisyaroh, D. N., Suelsy, M., & ... (2022). Identifikasi Miskonsepsi Mahasiswa Pendidikan Fisika Universitas Negeri Malang pada Topik Hukum Pascal dengan Menggunakan Three Tiers Test. Jurnal MIPA Dan …, 0634(xxx). https://doi.org/10.17977/um067vXiXpXXX-XXX
Nainggolan, J., Silaban, B., Sinaga, D., & Zendrato, F. (2023). Analysis of Physics Misconceptions of Students in Mechanic Materials Using the Tier Multiple Choice Diagnostic Test. AL-ISHLAH: Jurnal Pendidikan, 15(3), 3578–3586. https://doi.org/10.35445/alishlah.v15i3.3023
Nisa, 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
Nuraina, & Rohantizani. (2023). Analisis Miskonsepsi Siswa Menggunakan Certainty of Response Index (CRI) pada Materi Turunan di SMA Negeri 1 Muara Batu. Jurnal Penelitian Pembelajaran Matematika Sekolah, 7(1), 95–105. https://doi.org/10.33369/jp2ms.7.1.95-105
Paramitha, D., Maison, & Darmaji. (2021). Tes Diagnostik Four-Tier untuk Mengidentifikasi Miskonsepsi pada Materi Fisika. Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, 6(2), 193–198. https://doi.org/10.36709/jipfi.v6i2.17366
Potvin, P., Chastenay, P., Thibault, F., Riopel, M., Ahr, E., & Brault Foisy, L. M. (2023). An understanding of falling bodies across schooling and experience based on the conceptual prevalence framework. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, 5(1). https://doi.org/10.1186/s43031-023-00075-4
Pratiwi, H., Sujito, Sunardi, & Sayyadi, M. (2024). Universitas Papua The Learning Revolution : Investigating the Use of Technology to Explore Revolusi Pembelajaran : Investigasi Pemanfaatan Teknologi untuk. 7(1), 216–228.
Rohmah, M., Priyono, S., & Septika Sari, R. (2023). Analisis Faktor-Faktor Penyebab Miskonsepsi Peserta Didik Sma. UTILITY: Jurnal Ilmiah Pendidikan Dan Ekonomi, 7(01), 39–47. https://doi.org/10.30599/utility.v7i01.2165
Sari, D. R., & Mufit, F. (2023). Students’ Misconceptions and the Causes on Straight Motion Materials Using Six-Tier Multiple Choice. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 9(4), 1987–1995. https://doi.org/10.29303/jppipa.v9i4.2001
Sari Mulya, M. (2022). Meta-Analisis Miskonsepsi Siswa Pada Mata Pelajaran Biologi Sma. Jurnal Biologi Dan Pembelajarannya, 7(2), 1–10.
Sholikah, A., Febriyanti, D. S., & Kurniawan, B. R. (2020). Analisis Miskonsepsi Mahasiswa Calon Guru Fisika Menggunakan Quizziz Pada Pokok Bahasan Optika Geometri. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 11(1), 27–36. https://doi.org/10.26877/jp2f.v11i1.4152
Suban, M. E., & Hidayatullah, Z. (2024). Identifikasi Miskonsepsi Menggunakan Three-Tier Diagnostic Test dan Representasi Gambar pada Konsep Gaya. 1(2), 1–9.
Udma, Siti Aah Safaatul Heryandi, Y., & Muchyidin, A. (2024). Miskonsepsi siswa dalam menyelesaikan soal numerasi ditinjau dari gaya kognitif. 6(2), 95–110.
Vosniadou, S. (2020). Students’ Misconceptions and Science Education. In S. Vosniadou, Oxford Research Encyclopedia of Education. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/acrefore/9780190264093.013.965
Wahyudi, F., Didik, L. A., & Bahtiar, B. (2021). Pengembangan Instrumen Three Tier Test Diagnostik Untuk Menganalisis Tingkat Pemahaman Dan Miskonsepsi Siswa Materi Elastisitas. Relativitas: Jurnal Riset Inovasi Pembelajaran Fisika, 4(2), 48. https://doi.org/10.29103/relativitas.v4i2.5184
Yolviansyah, F., Siregar, J., & Maison. (2022). The Relationship of Critical Thinking Skills and Misconceptions on Science Learning. Thinking Skills and Creativity Journal, 5(2), 52–61. https://doi.org/10.23887/tscj.v5i2.45465
Yuliana, I. (2023). Kajian literatur: miskonsepsi dan metode identifikasinya. Jurnal Pendidikan Fisika Undiksha, 13(1), 267–275.
Authors
Zahriah, Z., & Fahira, A. (2025). Detecting misconceptions in basic physics using a three-tier diagnostic test: Evaluation and learning implications. Al-Fikru: Jurnal Pendidikan Dan Sains, 6(1), 1–11. https://doi.org/10.55210/al-fikru.v6i1.2018
Copyright (c) 2025 Zahriah Zahriah, Adinda Fahira
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.