Enhancing Conceptual Understanding in Geometry through the Predict-Observe-Explain (POE) Model: A Quasi-Experimental Study in Secondary Education

Finanta Diva Sabila; Ahmad Yani T; Dona Fitriawan; Dede Suratman; Revi Lestari Pasaribu

doi:10.26737/jpmi.v11i2.8867

Enhancing Conceptual Understanding in Geometry through the Predict-Observe-Explain (POE) Model: A Quasi-Experimental Study in Secondary Education

Finanta Diva Sabila, Ahmad Yani T, Dona Fitriawan, Dede Suratman, Revi Lestari Pasaribu

Abstract

This study aims to determine the difference in the average conceptual understanding ability of students at SMP Negeri 8 Pontianak on flat-sided solid geometry material, particularly pyramids, between classes using the Predict-Observe-Explain (POE) model and Direct Instruction, as well as to determine the magnitude of the POE model's effect on students' conceptual understanding ability. This study uses a quantitative approach with a quasi-experimental research type in the form of a non-equivalent pretest-posttest control group design, involving 64 eighth-grade students at SMP Negeri 8 Pontianak. Data were collected through a conceptual understanding ability test and analyzed using an independent two-sample T-test and effect size. The results showed that there was a difference in conceptual understanding ability between students in both classes, with a value of . In addition, the POE model had a large effect on students' conceptual understanding ability with an effect size value of 0.9098. The superiority of the POE model in conceptual understanding is attributed to its capacity to trigger cognitive conflict through direct exploration and to facilitate meaningful concept reconstruction. Per-indicator analysis showed that the greatest advantage of students in the POE class was on the indicator of connecting various mathematical concepts, followed by the indicator of presenting concepts through multiple mathematical representations and the indicator of restating concepts. Conversely, on the indicator of applying concepts algorithmically, the achievement of both classes was relatively similar, with the Direct Instruction class obtaining a slightly higher percentage. These findings suggest that exploration-based approaches such as the POE model have the potential to be considered in the development of mathematics curricula more oriented toward the construction of conceptual understanding, particularly in solid geometry.

Peningkatan Pemahaman Konsep dalam Geometri melalui Model Predict-Observe-Explain (POE): Studi Kuasi-Eksperimental pada Siswa SMP

ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan rata-rata kemampuan pemahaman konsep siswa SMP Negeri 8 Pontianak pada materi bangun ruang sisi datar, khususnya limas, antara kelas yang menggunakan model Predict Observe Explain (POE) dan kelas yang menggunakan Direct Instruction, serta mengetahui besar pengaruh model POE terhadap kemampuan pemahaman konsep siswa. Kajian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan jenis penelitian quasi eksperimen berupa non-equivalent pretest posttest control group design, dengan melibatkan 64 siswa kelas VIII SMP Negeri 8 Pontianak. Data dikumpulkan melalui tes kemampuan pemahaman konsep dan dianalisis menggunakan uji T dua sampel independen serta effect size. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan pemahaman konsep antara siswa pada kedua kelas, dengan nilai Selain itu, model POE memberikan pengaruh yang besar terhadap kemampuan pemahaman konsep siswa dengan nilai effect size sebesar 0,9098. Keunggulan model POE dalam pemahaman konsep ini berkaitan dengan kemampuannya memicu konflik kognitif melalui eksplorasi langsung dan memfasilitasi rekonstruksi konsep secara bermakna. Adapun analisis per indikator menunjukkan bahwa keunggulan terbesar siswa pada kelas POE terdapat pada indikator mengaitkan berbagai konsep matematika, diikuti indikator menyajikan konsep dalam berbagai representasi matematis dan indikator menyatakan ulang konsep. Sebaliknya, pada indikator menerapkan konsep secara algoritma, capaian kedua kelas relatif serupa dan kelas Direct Instruction memperoleh persentase sedikit lebih tinggi. Temuan ini memberi implikasi bahwa pendekatan berbasis eksplorasi seperti model POE berpotensi menjadi pertimbangan dalam pengembangan kurikulum matematika yang lebih berorientasi pada konstruksi pemahaman konseptual, khususnya pada materi geometri ruang.

Kata Kunci :
Model Predict Observe Explain; Kemampuan Pemahaman Konsep; Bangun Ruang Sisi Datar

Keywords

Predict Observe Explain Model; Conceptual Understanding Ability; Flat-Sided Solid Geometry

Full Text:

PDF

References

Anam, I. K., Ningrum, E., & Setiawan, I. (2024). Penggunaan Model Pembelajaran Predict Observe Explain Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Peserta Didik. JPPG: Jurnal Penelitian Pendidikan Geografi, 9(2), 109–119.

Anggraeni, B. I., & Dwina, F. (2020). Meningkatkan Pemahaman Konsep Matematika Melalui Pendekatan Contextual Teaching and Learning (CTL). Jurnal Edukasi dan Penelitian Matematika, 9(3), 20–26.

Arnal-Bailera, A., & Manero, V. (2024). A Characterization of Van Hiele’s Level 5 of Geometric Reasoning Using the Delphi Methodology. International Journal of Science and Mathematics Education, 22, 537–560.

Artasari, M. P., Yani, T., Fitriawan, D., Yusmin, E., & Ijuddin, R. (2022). Penerapan Model Blended Learning Untuk Meningkatkan Pemahaman Konseptual dan Kelancaran Prosedural Siswa Pada Materi Statistika Kelas VIII. JERR: Journal of Educational Review and Research, 5(2), 119–127.

Asri, F. M., Ruslan, R., & Asdar, A. (2020). Deskripsi Pemahaman Konsep Matematika Siswa Ditinjau dari Intensitas Penggunaan E-

Learning Quipper Video. IMED: Issues in Mathematics Education, 3(2), 148–161.

Asrinawati, Choirunisa, E. L. S., Al-Hafidz, N. N. K., Pamela, S. A., & Pusparini, F. (2025). Potensi Pembelajaran Aktif dengan Metode Kontruktivisme. DIAJAR: Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran, 4(3), 329–336.

Azhar, M. S. (2019). Penerapan Model Pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) Ditinjau dari Kemampuan Pemahaman Konsep Matematika Materi Rasio Trigonometri Siswa Kelas X Semester II MAN 3 Banjarmasin [Skripsi]. UIN Antasari Banjarmasin.

Azmi, F., Sugiatno, & Fitriawan, D. (2022). Pemahaman Konseptual Siswa Dalam Materi Operasi Hitung Bilangan Bulat Kelas VII SMP. Jurnal AlphaEuclidEdu: Jurnal Matematika dan Pendidikan Matematika FKIP UNTAN, 3(2), 134–143.

Azzahra, N. T., Ali, S. N. L., & Bakar, M. Y. A. (2025). Teori Konstruktivisme Dalam Dunia Pembelajaran. JIRS: Jurnal Ilmiah Research Student, 2(2), 64–75.

Bau, R. F., Paramata, D. D., & Ntobuo, N. E. (2024). Pengaruh Model Pembelajaran POE (Predict- Observe Explain) Terhadap Keterampilan Proses Sains Pada Materi Fluida Statis. Jurnal Jendela Pendidikan, 4(3), 239–246.

Bobihu, H., Olii, R., & Paputungan, F. (2025). Perspective of Direct Learning Model. Indonesian Journal of Social Science and Education, 1(2), 26–33.

Çırakoğlu, N., Toksoy, S. E., & Reisoğlu, I. (2022). Designing, Developing, and Evaluating an Interactive E Book Based on the Predict Observe Explain (POE) Method. Journal of Formative Design in Learning, 95–112.

Evaria. (2020). Efektivitas Model Direct Instruction Dalam Meningkatkan Kemampuan Siswa SMA Negeri 1 Batauga Memahami Nilai Folklore Wandiudiu [Thesis]. Universitas Hasanuddin.

Fujita, T., Kondo, Y., Kumakura, H., Kunimune, S., & Jones, K. (2020). Spatial reasoning skills about 2D representations of 3D geometrical shapes in grades 4 to 9. Mathematics Education Research Journal, 32, 235–255.

Gita, A., Eliza, R., & Mardika, F. (2024). Penerapan Model Pembelajaran Predict-Observe-Explain (POE) Terhadap Kemampuan Pemecahan Masalah dan Penalaran Matematis Peserta Didik. MEGA: Jurnal Pendidikan Matematika, 5(1), 659–671.

Gyeltshen, S., & Wangchuk, S. (2025). Using the Predict–Observe–Explain (POE) Strategy in Enhancing Student’s Conceptual Understanding the Energy Conservation Law. Science & Education, 35, 283–297.

Hendayani, S., & Arif, A. D. W. (2025). Pengaruh Penggunaan Model Pembelajaran POE Berbantu Video Animasi Terhadap Kemampuan Prediksi Siswa Sekolah Dasar. JOuESE: Journal of Elementary School Education, 5(1), 523–530.

Hernawati, L., & Pradipta, T. R. (2021). Analisis Kemampuan Pemahaman Konsep Matematis Peserta Didik Pada Penerapan E-Learning Berbasis Google Classroom. Jurnal CENDEKIA: Jurnal Pendidikan Matematika, 5(2), 1616–1625.

Hidayatullah, Z., Jumadi, Nadhiroh, N., Kartika, E., Nuha, A. A., & Erlangga, S. Y. (2020). Identifikasi Miskonsepsi dan Konflik Kognitif Fisika: Kasus Terkait Perubahan Konseptual. EDUSAINS, 12(1), 64–71.

Humairoh, P., Luthfi, A., & Daulay, M. (2022). Pengaruh Model Predict-Observe-Explain (POE) Terhadap Kemampuan Pemahaman Konsep Siswa Sekolah Dasar. EDUMASPUL: Jurnal Pendidikan, 6(1), 1337–1343.

Istikomah. (2024). Penerapan Model Predict-Observe-Explain Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa Sekolah Dasar. Indonesian Journal of Innovation Science and Knowledge, (1), 264–272.

Kilpatrick, J., Swafford, J., & Findell, B. (2001). Adding It Up: Helping Children Learn Mathematics. The National Academies Press.

Kusumastuti, A., Khoiron, A. M., & Achmadi, T. A. (2020). Metode Penelitian Kuantitatif. Deepublish.

Maulana, I., & Leonard. (2018). Pendekatan Konstruktivisme Dengan Strategi Pembelajaran Tugas dan Paksa. Seminar Nasional dan Diskusi Panel Multidisiplin Hasil Penelitian & Pengabdian kepada Masyarakat, 404–416.

Meidianti, A., Kholifah, N., & Sari, N. I. (2022). Kemampuan Pemahaman Konsep Matematis Peserta Didik Dalam Pembelajaran Matematika. HIMPUNAN: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pendidikan Matematika, 2(2), 134–144.

Mitasari, D., Adha, I., & Fitriyana, N. (2020). Efektivitas Model Pembelajaran Predict, Observe, Explain (POE) Pada Pembelajaran Matematika Siswa Kelas VII SMP Negeri Selangit. Journal of Mathematics Science and Education, 2(2), 60–67.

Nalkiran, T., & Karamustafaoglu, S. (2020). Prediction-Observation-Explanation (POE) Method and Its Efficiency in Teaching “Work, Energy, Power” Concepts. International Journal of Assessment Tools in Education, 7(3), 497–521.

Novanto, Y. S., Djudin, T., Yani, A., & Murdani, E. (2024). Pengaruh Penerapan Model Pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) dan Efikasi Diri Terhadap Kemampuan Pemahaman Konsep IPA Siswa Kelas IV SDN 23 Singkawang. JPDI: Jurnal Pendidikan Dasar

Indonesia, 9(3), 144–156.

Novita, R., Putra, M., Rosayanti, E., & Fitriani, F. (2018). Design learning in mathematics education: Engaging early childhood students in geometrical activities to enhance geometry and spatial reasoning. Journal of Physics: Conference Series, 1088(1).

Nur’aini. (2018). Pengaruh Strategi Think Talk Write (TTW) Terhadap Hasil Belajar Matematika Siswa Kelas XI SMK Muhammadiyah 3 Terpadu Pekanbaru [Skripsi]. Universitas Islam Riau.

Nurfatimah, Darmiani, & Aminudin. (2023). Upaya Meningkatkan Keaktifan Belajar Siswa Menggunakan Model Pembelajaran Project Based Learning. JLPI: Jurnal Literasi dan Pembelajaran Indonesia, 3(2), 85–91.

Nurjamilah, Rizki, S. A., Bik, M. T. N., & Susanti, E. (2025). Teori Belajar Kontruktivisme. Pediaqu: Jurnal Pendidikan Sosial dan Humaniora, 4(4), 6867–6882.

Nursiyono, J. A. (2017). Kompas Teknik Pengambilan Sampel. IN Media.

Park, D. Y., Park, M. H., & Bates, A. B. (2018). Exploring Young Children’s Understanding About the Concept of Volume Through Engineering Design in a STEM Activity: A Case Study. International Journal of Science and Mathematics Education, 16, 275–294.

Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Department of Education, Cornell University, Ithaca, New York, 66(2), 211–227.

Prisa, I. N., Suratman, D., & Nursangaji, A. (2021). Penggunaan Media Vlog (Video Blog) Untuk Menumbuhkan Kemampuan Pemahaman Konsep SPLDV Peserta Didik. JPPK: Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran Khatulistiwa, 10(1).

Rahmadania, A. (2025). Pengaruh Model Pembelajaran Treasure Hunt Terhadap Hasil Belajar Peserta Didik Pada Materi Teorema Pythagoras [Skripsi]. Universitas Tanjungpura.

Rahman, A. (2019). Pengaruh Model Pembelajaran Missouri Mathematics Project (MMP) Terhadap Kemampuan Pemahaman Matematis Siswa Kelas X SMK Negeri 1 Kepenuhan [Skripsi]. Universitas Islam Riau.

Ramli, R., Damopolii, M., & Yuspiani. (2024). Prinsip-Prinsip Belajar dan Pembelajaran. JUPEIS: Jurnal Pendidikan dan Ilmu Sosial, 3(3), 91–99.

Rival, S., & Rahmat, A. (2023). Pelatihan Pembuatan Media Pembelajaran Matematika Untuk Pemahaman Konsep Dasar Matematika Bagi Mahasiswa Jurusan S1 Pendidikan Guru Sekolah Dasar. Jurnal Pengabdian Masyarakat, 3(1), 57–68.

Saat, S., & Mania, S. (2020). Pengantar Metodologi Penelitian: Panduan Bagi Peneliti Pemula. Pustaka Almaida.

Sari, L. M., Sutirna, & Firmansyah, D. (2023). Analisis Kemampuan Pemahaman Konsep Matematis Berdasarkan Gaya Belajar Siswa. Jurnal Pembelajaran Matematika Inovatif, 6(1), 207–218.

Sarumaha, Y. A., & Kurniasih, A. (2022). Pemanfaatan Alat Peraga untuk Melatih Pemahaman Peserta Didik terhadap Operasi Aljabar. Plusminus: Jurnal Pendidikan Matematika, 2(3), 369–380.

Schou, M. H., & Bikner-Ahsbahs, A. (2022). Unpacking hidden views: seven ways to treat your formula. Educational Studies in Mathematics, 109, 639–659.

Setiyani, E. N., Panomram, W., & Wangdi, T. (2024). Development of Predict Observe Explain Based Flat Side Building Worksheets to Improve Students’ Mathematical Representation Skills. Interval: Indonesian Journal of Mathematical Education, 2(1), 15–21.

Sinaga, F. Y. F. (2022). Penerapan Model Pembelajaran POE (Predict, Observe Explain) Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Matematika Siswa SMP Negeri 45 Medan [Skripsi]. UNIMED.

Sipahelut, J., Tirtaningsih, M. T., & Farida, I. A. (2025). The Effectiveness of Direct Learning: A Comprehensive Review in the Context of Educational Psychology. Jurnal Visionary : Penelitian dan Pengembangan di Bidang AdministrasiPendidikan, 13(2), 207–215.

Sofiyah, K., Nasution, N. E., Amelia, A., & Hutugalung, L. A. (2025). Pengaruh Kesadaran Siswa Terhadap Pentingnya Matematika dalam Karir di Era Digital dan Ekonomi Berbasis Pengetahuan. Aliansi: Jurnal Hukum, Pendidikan dan Sosial Humaniora, 2(1), 111–118.

Suratman, D., Yusmin, E., Meldi, N. F., & Yani, A. (2025). Problem Solving Ability of Perspective Pre Teacher: A Pisa on Uncertainty and Data Content. JETL: Jurnal Pendidikan, Pengajaran, dan Pembelajaran, 10(1), 284–303.

Suryadi, A. (2022). Penerapan Model Pembelajaran Langsung (Direct Instruction) Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa Pada Mata Pelajaran Kimia Materi Minyak Bumi di Kelas X MIA-3 Semester I SMAN 1 Sanggar Tahun Pelajaran 2021/2022. JPPI: Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran Indonesia, 2(1), 44–55.

Umam, M. A., & Zulkarnaen, R. (2022). Analisis Kemampuan Pemahaman Konsep Matematis Siswa Dalam Materi Sistem Persamaan Linear Dua Variabel. Jurnal Educatio, 8(1), 303–312.

Wibowo, A. S. B., Suryanti, & Supardi, Z. A. I. (2022). Penggunaan Media Pembelajaran IPA Model POE (Predict Observe Explain) untuk Melatih Kemampuan HOTS Siswa SD. EDUKATIF: Jurnal Ilmu Pendidikan, 4(4), 6343–6352.

DOI: http://dx.doi.org/10.26737/jpmi.v11i2.8867