Pendidikan dan Humaniora LAPORAN PENELITIAN
IIIBAH PENELITIAN TIM PASCASARJANA-HPTP (HIBAH PASCA)
MODEL-MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS TEKNOLOGI INFORMASI
UNTUK MENGEMBANGKAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS DAN BERPIKIR TINGKAT TINGGI PEBELAJAR
Oleh:
Prof.Dr. Liliasari, M.Pd.
Dr.Agus Setiawan, M.Si Dr.Ari Widodo,M.Ed.
D1BIAYAI OLEH DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI,
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL, SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN HIBAH PENEL11 IAN NOMOR: 032/SP211/PP/DP2M/111/2007,
TANGGAL 31 DESEMBER 2006
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
Pendidikan dan Humaniora LAPORAN PENELITIAN
HIBAH PENELITIAN TIM PASCASARJANA-HPTP (HIBAH PASCA)
MODEL-MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS TEKNOLOGI INFORMASI
UNTUK MENGEMBANGKAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS DAN BERPIKIR TINGKAT TINGGI PEBELAJAR
Oleh :
Prof.Dr. Liliasari, M.Pd.
Dr.Agus Setiawan, M.Si Dr.Ari Widodo,M.Ed.
DIBIAYAI OLEH DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI, DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL, SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN
PELAKSANAAN HIBAH PENELITIAN NOMOR: 032/SP2H/PP/DP2M/III/2007, TANGGAL 31 DESEMBER 2006
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN
LAPORAN HASIL PENELITIAN HIBAH PENELITIAN TIM PASCASARJANA (HPTP)
A. Judul Penelitian B. Peneliti Utama
a. Nama Lengkap dan Gelar b. Jenis Kelamin
c. NIP
d. Jabatan Fungsional e. Jabatan Strutural f. Bidang Keahlian g. Program Studi/Jurusan
Model-model Pembelajaran Berbasis Teknologi Informasi Untuk Mengembangkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Tingkat Tinggi Pebelajar Prof.Dr. Liliasari, M.Pd.
P
130677407 Guru Besar
Ketua Program Studi Pendidikan IPA/ Kimia Pendidikan IPA C. Tim Peneliti
No Nama Bidang
Keahlian
Fakultas/
Jurusan
Perguruan Tinggi 1. Dr. Agus Setiawan,M.Si Fisika
2. Dr. An Widodo, M.Ed. Pend. Biologi
FPTK/Mesin UPI FPMIPA/ Biologi UPI D. Pendanaan dan jangka waktu penelitian:
a. Jangka waktu penelitian yang diusulkan : 3 (tiga) tahun b. Jangka waktu penelitian yang sudah dijalani : 1 tahun
c. Biaya total yang diusulkan : : Rp. 257.780.000,- d. Biaya yang disetujui tahun 2007 :: Rp. 81.000.000,-
RINGKASAN DAN SUMMARY A. RINGKASAN
Pembelajaran IPA merupakan wahana yang potensial untuk meningkatkan keterampilan berpikir pebelajar.Berpikir IPA merupakan keterampilan generik sains.(
Brotosiswoyo,2000).Keterampilan berpikir tingkat tinggi yang dikembangkan melalui pembelajaran IPA bergantung pada karakteristik konsep yang dipelajari (Liliasari,2000).
Kemampuan berkomunikasi yang merupakan bagian dari keterampilan berpikir dapat dikembangkan dengan menguasai teknologi informasi. Enam model pembelajaran IPA (biologi, fisika, dan kimia, masing-masing 2 model) berbasis teknologi informasi untuk meningkatkan keterampilan generik sains pebelajar telah dikembangkan dan diujicobakan secara terbatas. Dua di antaranya juga mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi, yaitu model-model pembelajaran kimia. Topik-topik IPA yang dipilih yaitu Bakteriologi & Virologi, Keragaman Tingkat Organisasi Kehidupan, Termodinamika, Induksi Magnetik, Hidrolisis Garam, dan Sifat Koligatif Larutan.
Konsep-konsep yang dikembangkan pada model-model pembelajaran tersebut meliputi konsep abstrak, konsep berdasarkan prinsip dan konsep yang menyatakan atribut atau sifat. Keterampilan generik sains yang dikembangkan adalah pengamatan langsung dan tak langsung, bahasa simbolik, inferensi logika, pemodelan matematika, dan membangun konsep. Kerangka logika taat azas hukum alam dan hukum sebab-akibat hanya dikembangkan pada model pembelajaran fisika dan kimia, kesadaran akan skala pada model pembelajaran biologi. Ada 2 model pembelajaran kimia yang juga mengembangkan berpikir tingkat tinggi, yaitu berpikir kritis. Teknologi informasi yang digunakan dalam model-model pembelajaran yang dikembangkan meliputi multimedia interaktif dan e-leaming.Hasil uji coba terbatas model-model pembelajaran yang dikembangkan melalui metode kuasi eksperimen menunjukkan bahwa model-model pembelajaran tersebut dapat meningkatkan keterampilan generik sains pebelajar (siswa SMP dan SMA, mahasiswa keperawatan, mahasiswa calon guru fisika dan guru fisika).
Model-model pembelajaran kimia dapat pula meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa SMA secara signifikan. Belum lengkapnya indikator keterampilan generik sains yang dikembangkan pada setiap model pembelajaran dan belum dikembangkannya keterampilan berpikir tingkat tinggi pada model-model pembelajaran biologi dan fisika menyatakan bahwa penelitian ini perlu dilanjutkan ke tahap berikutnya untuk memperoleh model-model pembelajaran IPA berbasis teknologi informasi dengan komponen yang lebih lengkap.
B. SUMMARY
Science teaching is a potential vehicle to enhance students thinking skills. Thinking science is a generic science skills (Brotosiswoyo, 2000). Higher order thinking skills that developed through science teaching depends on science concepts characteristics (Liliasari, 2000).Communication skills as a part of thinking skills can be developed through information technology mastery. Six science teaching models (each two models of biology, physics, and chemistry) base on technological information to enhance generic science skills have been developed and limited tryout. Two of them (chemistry teaching models) also enhance higher order thinking skills. Topics those have been chosen are Bacteriology & Virology, organization of life, thermodynamics, magnetic induction, hydrolysis of salt, and colligative properties of solution. Concepts that
developed through those teaching models consist of abstract concepts, concepts that based on principles, and concepts that related with attributes or properties. Generic science skills that will be developed are direct and indirect observation, symbolic language, logical inference, mathematical modeling, and concepts formation. Logical consistency of natural laws and causality are developed especially in physics and chemistry models of teaching. Sense of scale is developed only in biology teaching model. Interactive multimedia and e-learning are the information technology used in the teaching models. The result of limited tryout of those models of teaching science through quasi experiments method shows enhancing in learner (the students of junior and senior high schools, nursery academy, pre-service and in-service science teachers) on generic science skills significantly. The chemistry teaching models also enhance and higher order thinking (critical thinking) skills of senior high schools. Incomplete generic science skills those developed in each models of teaching and higher order thinking skills that have not developed in biology and physics models of teaching suggest that suppose be further research on developing more completely models of teaching on both skills.
CAPAIAN INDIKATOR KINERJA
Sebagai hasil penelitian tahun ke-1 telah dihasilkan 6 model pembelajaran IPA berbasis teknologi informasi untuk meningkatkan pemahaman konsep sains dan keterampilan generik sains. Model pembelajaran kimia yang dihasilkan juga ditujukan untuk meningkatkan keterampilan berpikir tingkat tinggi pebelajar. Daftar model-model pembelajaran sains yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
1. Multimedia Pembelajaran untuk meningkatkan Pemahaman Konsep dan keterampilan generik Siswa pada konsep Keragaman tingkat Organisasi
kehidupan, oleh Herlinawati H.(S2). Tanggal lulus 13 Agustus 2007.
2. Pembelajaran konsep bakteriologi & virologi berbasis teknologi informasi untuk meningkatkan keterampilan generik mahasiswa oleh Suci Utami Putri (S2) Tanggal lulus 13 Agustus 2007.
3. Model Pembelajaran Berbasis Web Untuk meningkatakan pengusaan konsep dan keterampilan generik sains mahasiswa calon guru pada materi termodinamika oleh I Wayan Darmadi (S2) Tanggal lulus 13 Agustus 2007.
4. Model Pembelajaran Hipermedia Induksi magnetik untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan generik sains guru fisika oleh Riyad (S2) Tanggal lulus 13 Agustus 2007.
5. Pembelajaran Inkuiri berbasis teknologi informasi untuk meningkatkan pemahaman konsep dan keterampilan generik sains siswa SMA pada topik
Hidrolisis garam oleh Iksanuddin (S2) Tanggal lulus 30 Juli 2007.
6. Pembelajaran Berbasis teknologi informasi untuk meningkatakan pemahaman konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa pada topik sifat koligatif larutan, oleh Tuszie Widhiyanti (S2) Tanggal lulus 13 Agustus 2007.
Keenam mahasiswa tersebut telah lulus S2, tiga diantaranya lulus dengan yudisium cum laude, yaitu I Wayan Darmadi, Ikhsanuddin dan Tuszie Widhiyanti dan 3 orang lainnya lulus dengan yudisium sangat memuaskan. Model-model pembelajaran yang dihasilkan telah dikemas dalam bentuk CD pembelajaran yang siap pakai atau dapat di up-load pada Webb.
Selanjutnya 2 model perkuliahan telah mulai dirancang oleh 2 orang mahasiswa
1. Pengembangan Sistem Perkuliahan Biologi Umum Berbasis TIK untuk Meningkatkan Kebermaknaan Belajar dan Keterampilan Generik Sains
Mahasiswa oleh Riandi (S3)
2. Pembelajaran Kimia Fisik Berbasis Komputer untuk Mengembangkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Kritis Mahasiswa Calon Guru, oleh Ijang Rohman (S3)
Prinsip-prinsip pengembangan model pembelajaran telah ditemukan oleh peneliti yang dapat dilihat pada kesimpulan dari laporan penelitian ini. Selanjutnya draf artikel berbahasa Inggris telah disiapkan dan tercantuin pada bab VIII laporan ini.
Berdasarkan pencapaian keempat indikator tersebut, berarti tujuan penelitian tahun ke-1 telah tercapai 100 % sesuai dengan rencana. Capaian hasil yang melampaui target adalah dengan diterbitkannya 6 artikel dari mahasiswa S2, dan telah diseminarkannya 2 judul makalah oleh 2 orang peneliti pada The First
International Seminar of Science Education: Science Education Facing Against the Challenges of the 21st Century tanggal 27 Oktober 2007. judul-judul makalah tersebut yaitu:
1. Scientific concepts and generic science skills relationship in the 21st century science education by Liliasari
2. Influence of hypermedia instruction model on magnetic induction topic to enhance the physics concepts and generic science skills of physics teachers by Agus Setiawan,et.al
PRAKATA
Laporan hasil penelitian HPTP V/l tahun 2007 yang berjudul: Model-model Pembelajaran Berbasis Teknologi Informasi untuk Mengembangkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Tingkat Tinggi Pebelajar, merupakan tahap awal dari serangkaian studi yang bertujuan menemukan model-model pembelajaran berbasis TI yang mempunyai ciri khas namun dapat digunakan oleh kalangan yang luas. Pebelajar yang dituju oleh model ini meliputi siswa SMP dan SMA, mahasiswa calon guru Sains, mahasiswa Sains, dan guru Sains.
Keterampilan generik sains sangat penting dikembangkan dalam diri pebelajar, karena keterampilan tersebut merupakan kompetensi dasar yang berasal dari pembelajaran sains yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan pebelajar. Dengan mengembangkan keterampilan generik sains pebelajar, maka diharapkan juga dapat meningkatkan keterampilan berpikir tingkat tingginya. Dengan deinikian kedua macam keterampilan itu perlu dikembangkan secara serentak melalui model-model pembelajaran IPA yang disusun, agar pembelajaran IPA bermakna bagi pebelajar.
Melalui serangkaian studi diharapkan dapat dikembangkan dan divalidasi banyak model-model pembelajaran berbasis TI yang dapat meningkatkan kualitas manusia Indonesia dalam bernalar dengan jangkauan luas, karena model-model tersebut dapat diakses secara luas melalui media internet.
Melalui kesempatan ini tim peneliti menyampaikan terima kasih kepada Ditjen DIKTI yang telah menyediakan dana, sehingga penelitian ini dapat berlangsung. Agar dapat dihasilkan banyak model-model pembelajaran IPA dengan bcrbagai karakteristik, diharapkan akan diperoleh pendanaan lanjutan dari DIKJI hingga penelitian ini selesai.
Bandung, Oktober 2007 Ketua Peneliti,
Prof.Dr.Liliasari, M.Pd.
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN RINGKASAN DAN SUMMARY CAPAIAN INDIKATOR KINERJA PRAKATA
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang dan Objek Penelitian B. Masalah dan Pertanyaan Penelitian
C. Lokasi Penelitian dan Hasil yang Diharapkan
BAB II TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN KE I A. Tujuan Penelitian
B. Manfaat Penelitian BAB III TINJAUAN PUSTAKA
A. Pembelajaran Sains dan Keterampilan Generik Sains B. Pemanfaatan Teknologi Komputer untuk Pembelajaran C. Pengembangan Keterampilan Tingkat Tinggi
BAB IV METODE PENELITIAN A. Metode dan Disain Penelitian B. Instrumen Penelitian
C. Subyek Penelitian D. Teknik Analisis Data
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Hasil Penelitian
B. Hasil Implementasi Model Pembelajaran C. Model Pembelajaran yang Sedang Dirancang D. Pembahasan Hasil Penelitian
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
B. Saran
BAB VII RENCANA PENELITIAN TAHAP SELANJUTNYA A. Tujuan Khusus
B. Metode C. Jadwal
BAB VIII DRAF ARTIKEL ILMIAH ATAU ARTIKEL ILMIAH YANG SUDAH TERBIT
A. Artikel Ilmiah yang Sudah Terbit B. Draf Artikel
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN 56
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Hasil Penelitian yang Diharapkan
Tabel 5.1 Model-model Pembelajaran berbasis TI yang dihasilkan pada tahun ke-1 Tabel 5.2 Hubungan disiplin IPA, topik dan jenis konsep
Tabel 5.3 Hubungan topik IPA, Keterampilan Generik Sains dan Berpikir tingkat Tinggi yang dikembangkan pada model-model pembelajaran Tabel 5.4 Jenis Teknologi Informasi dalam model-model pembelajaran IPA Tabel 5.5 Rerata Skor Postes Kontrol & Eksperimen dan Hasil Uji Statistik
Pemahaman Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Bakteriologi & Virologi Tabel 5.6 Rerata Skor Pretes, Postes, N-Gain dan Hasil Uji Statistik
Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Keragaman Tingkat Organisasi Kehidupan
Tabel 5.7 Rerata Skor Pretes, Postes, N-gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Termodinamika
Tabel 5.8 Rerata Skor Pretes, Postes, N-Gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Induksi Magnetik
Tabel 5.9 Rerata Skor Pretes dan Postes pada Konsep Hidrolisis Garam Tabel 5.10 Rerata Skor Pretes dan Postes pada Konsep Sifat Koligatif Larutan Tabel 5.11 Rerata Skor Postes Kontrol & Eksperimen dan Hasil Uji Statistik
Keterampilan Generik Tiap Indikator Pada Bakteriologi &Virologi Tabel 5.12 Statistik Deskriptif Skor Keterampilan Generik Setiap Indikator
pada Ragam Organisasi Kehidupan
Tabel 5.13 Rerata Skor pretes, Postes, N-gain dan Hasil Uji Statistik Tiap Indikator Ketrampilan Generik Sains Termodinamika
Tabel 5.14 Rerata Skor Pretes, Postes, dan N-Gain Tiap Indikator KGS Induksi Magnetik
Tabel 5.15 Rerata Skor Pretes, Postes dan N-Gain Keterampilan Generik Sains untuk Topik Hidrolisis Garam
Tabel 5.16 Rerata Skor Pretes, Postes dan N-Gain Keterampilan Generik Sains pada Topik Sifat Koligatif Larutan
Tabel 5.17 Skor Pre-tes dan Pos-tes Keterampilan Berpikir Kritis pada Topik Hidrolisis Garam
Tabel 5.18 Skor Pre-tes dan Pos-tes Keterampilan Berpikir Kritis pada Topik Sifat Koligatif Larutan
7 19 21 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Road Map Pengembangan Model-model Pembelajaran Sains Gambar 4.1 Desain Studi Pengembangan Model-model Pembelajaran Grafik 5.1 Diagram Perbandingan Nilai Rerata Pemahaman Subkonsep
Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Bakteriologi dan Virologi Grafik 5.2 Rerata Skor Pretes, Postes, N-Gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan
Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Keragaman Tingkat Organisasi Kehidupan
Grafik 5.3 Rerata skor pretes, postes, dan normalized gain penguasaan konsep tiap sub pokok bahasan Termodinamika
Grafik 5.4 Skor Rerata Pretes, Postes, dan N-Gain Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Induksi Magnetik
Grafik 5.5 Skor Pretes, postes dan N-gain Untuk setiap sub konsep Hidrolisis Garam
Grafik 5.6 Hubungan Skor Pretes-Postes pada Tiap Konsep Sifat Koligatif Larutan
Grafik 5.7 Perbandingan Nilai Rerata Keterampilan Generik Tiap Indikator Antara Kelas Eksperimen dan Kontrol Bakteriologi &Virologi Grafik 5.8 Nilai Rerata Keterampilan Generik Setiap Indikator Kelas
Eksperimen dan Kelas Kontrol Organisasi Kehidupan
Grafik 5 .9 Rerata skor pretes, postes dan normalized gain pada masing-masing indikator ketrampilan generik sains Termodinamika
Grafik 5.10 Diagram Batang Skor Rerata Pretes, Postes, dan N-Gain pada masing- masing Indikator Keterampilan Generik Sains Induksi Magnetik Grafik 5.11 Peningkatan Keterampilan Generik Sains Hidrolisis Garam Grafik 5.12 Grafik Peningkatan Penguasaan Keterampilan Generik Sains Sifat
Koligatif Larutan
Grafik 5.13 Grafik N-Gain Indikator Keterampilan Berpikir Kritis pada topik Hidrolisis Garam
Grafik 5.14 Grafik Peningkatan Penguasaan Keterampilan Berpikir Kritis pada Topik Sifat Koligatif Larutan
4 16 24 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 34 35 36
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Judul dan Lingkup Penelitian serta nama S2 & S3 yang dilibatkan
dalam penelitian 56 Lampiran 2. Kumpulan Abstrak dan Prakata Tesis Mahasiswa S2
Prodi IPA SPs UPI yang Telah Lulus 58
BAB 1 P END AHU LU AN A. Latar Belakang dan Objek Penelitian
Untuk menghadapi tantangan yang ditimbulkan oleh globalisasi, anggota masyarakat Indonesia haruslah berkuahtas, dalam arti memiliki kemampuan berpikir, cara bidup, kemampuan berkomunikasi dan sikap yang baik agar tidak terseret dan tenggelam dalam arus globalisasi itu. Disamping itu, hasil pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin cepat itu akan banyak mempengaruhi kehidupan manusia di banyak negara dan akan menjadi penggerak utama pertumbuhan ekonomi dan sektor kehidupan masyarakat lainnya. Demikian juga perkembangan teknologi informasi akan mempengaruhi pola hidup masyarakat .Hal ini semua menuntut agar setiap anggota masyarakat Indonesia "melek" sains, mampu menggunakan teknologi informasi dan berpikir tingkat tinggi.
Dalam kehidupan sehari-hari sering terlihat banyak gejala sosial seperti cara berpikir, cara hidup, cara memperlakukan produk teknologi, sikap kebanyakan anggota masyarakat kita yang menunjukkan seakan-akan pendidikan sains yang diperoleh di sekolah itu tidak berbekas dalam kehidupannya. Hal ini menunjukkan perhmya perubahan dalam cara belajar sains dari belajar imtuk memahami konsep sains menjadi belajar untuk menguasai keterampilan generik sains. Keterampilan tersebut pada hakikatnya merupakan kemampuan untuk berpikir tingkat tinggi, karena itu dapat mengembangkan keterampilan generik yang lebili umum seperti keterampilan menganalisis, berpikir kreatif, berpikir kritis dan logis, serta memecahkan masalah (Paton, 1996). Selanjutnya Dodrige (1999) menyatakan perlunya keterampilan generik bagi ahli teknik pada abad ke 21 yang meliputi penerapan numerik, berkomunikasi, teknologi informasi, memperbaiki diri dalam belajar dan penampilan, bekerjasama, dan pemecahan masalah.
Pembelajaran IPA merupakan suatu waliana yang potensial untuk meningkatkan keterampilan berpikir siswa, mengingat konsep-konsep yang dipelajari cukup abstrak, sehingga dapat digunakan sebagai ajang berpikir tingkat
tinggi. Untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis calon guru IPA telah dikembangkan model-model pembelajaran IPA (Kimia, Fisika, Biologi) bagi calon guru. Flasil penehtian menunjukkan bahwa indikator keterampilan berpikir kritis yang dapat dikembangkan dalam model pembelajaran bergantung pada karakteristik konsep yang dipelajari (Liliasari, 2000).
Selanjutnya penelitian tentang model-model pembelajaran kimia (Kimia Fisika, Kimia Analitik, Kimia Organik) temyata dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan kreatif mahasiswa calon guru kimia. Dengan menemukan hubungan antar cabang-cabang ilmu kimia; mahasiswa lebih mudah mengakses informasi lain yang terkait secara lebih kreatif. (Liliasari, 2002).
Beberapa penelitian tentang model perkuliahan fisika berbasis laboratorium telah berhasil mengembangkan keterampilan generik sains, misalnya pemodelan matematik dan inferensi logika (Suma, 2003; Hartono, 2005), membangun konsep (Suma, 2003), bahasa simbolik (Hartono, 2005; Wiyanto,
2005), hukum sebab-akibat dan sense of scale ( Hartono,2005).
Perlunya kemampuan berkomunikasi pada era informasi menuntut setiap insan Indonesia untuk menguasai teknologi informasi. Penguasaan ini merupakan keterampilan generik pula. Pembelajaran interaktif berbasis komputer dan teknologi internet dapat diakses kapan saja dimana saja dan oleh siapa saja, sehingga keterbatasan ruang dan waktu untuk belajar dapat ditembus. Hal ini menunjukkan perlunya dilakukan pembelajaran yang berbasis teknologi informasi, agar membentuk kebiasaan berkomonikasi yang baik bagi seluruh insan Indonesia.
Pengembangan keterampilan generik pengamatan langsung dan tak langsung, sense of scale, bahasa simbolik, hukum sebab-akibat telah berhasil dilakukan melalui model perkuliahan Kimia Anorganik untuk calon guru kimia, melalui kuliah dan kegiatan laboratorium yang dilengkapi dengan multimedia komputer (Suyanti, 2006). Penelitian ini telah memanfaatkan jasa teknologi informasi sebagai media untuk mengembangkan keterampilan generik sains.
Selanjutnya belum ada penehtian yang berbasis teknologi informasi yang bertujuan mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar. Road map penelitian dapat dilihat pada gambar 1. Dengan demikian
Pembelajaran Sains
Mated 1 r Mated Subyek
Sains
kompetensT^)
1 r Menghafal
Labora- torium Teknologi
I
Informasi
Keterampilan Generik Sains Pembelajaran berbasis keterampilan generik sains dan berpikir tk tinggi
Pembelajaran Sains Berbasis Teknologi Informasi untuk Mengembangkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Tingkat Tinggi
Berpikir Rasional
Inkuiri Sains Berpikir Tingkat
I
Tinggi Tinggi
Teori Pembelajaran Sains Berbasis TI untuk mengembangkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Tingkat tinggi
Gambar 1. Road Map Pengembangan Model-model Pembelajaran Sains
8. Bagaimana prinsip dan bentuk evaluasi dalam model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar?
9. Apa keunggulan dan kelemahan model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar yang dirancang?
10. Apa karakteristik model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi untuk guru sains, mahasiswa calon guru sains, mahasiswa sains non- kependidikan, serta siswa SMP dan SMA?
11. Bagaimana hasil implementasi model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar?
12. Prinsip-prinsip dasar apa yang ditemukan untuk mengembangkan model- model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar?
Untuk tahap ke 1 pada tahun pertama penelitian lebih memfokuskan pada kegiatan untuk mencari jawaban terhadap pertanyaan penelitian ke 1 sampai dengan ke 4, yaitu tahap perancangan model awal. Tujuan kegiatan ini adalah untuk menemukan topik-topik sains (Biologi, Fisika, Kimia.) dan hubungannya dengan keterampilan generik sains yang dapat dikembangkan melalui pembelajaran topik-topik tersebut. Selanjutnya diupayakan untuk menemukan model-model Teknologi Informasi yang dapat disusun untuk mengembangkan keterampilan generik sains melalui topik-topik Biologi, Fisika, Kimia, yang dipilih.
Untuk menjawab pertanyaan penelitian ke 3 mengenai pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi yang dikembangkan, ternyata bam dapat dicapai melalui 3 model pembelajaran kimia yang mengembangkan keterampilan berpikir kritis pebelajar selain keterampilan generik melalui topik-topik kimia tertentu. Dua model pembelajaran fisika dan 3 model pebeijaran biologi belum sempat mengembangkannya secara utuh. Hal ini diharapkan akan dicapai pada tahap ke 2 dan ke 3 penelitian ini.
Selain itu mulai tahap ke 2 penelitian akan lebih difokuskan untuk memvalidasi model-model pembelajaran yang disusun melalui uji coba lapangan pada skala yang lebih luas dan menggunakan kelompok control sebagai pembanding. Kemudian. langkah-langkah untuk tahap ke 2 penelitian akan difokuskan pada jawaban terhadap pertanyaan penehtian ke 5 sampai dengan ke 8.
Selanjutnya mulai disusun rancangan panduan pengembangan model-model pembelajaran berbasis Teknologi Informasi yang mengembangkan keterampilan generik sains, keterampilan berikir tingkat tinggi, dan sejumlah konsep-konsep sains yang terkait. Hal ini menuju kea rah mencari jawaban terhadap pertanyaan penehtian ke 12, yang secara tuntas diharapkan tercapai pada tahap ke 3 penehtian ini. Di samping itu penyusunan model-model pembelajaran sains berbasis Teknologi informasi yang baru yang mengembangkan keterampilan-keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi akan terus berlanjut, dengan menggunakan konsep-konsep sains yang karakteristiknya berbeda dengan yang telah dicapai pada tahap ke-1,
C. Lokasi Penelitian dan Hasil Yang Diharapkan
Sebagian besar penelitian ini dilakukan di Bandung (UPI), khususnya dalam upaya perancangan model-model pembelajaran berbasis TI. Implementasi model-model pembelajaran yang telah disusun untuk tahun penelitian pertama (2007) dilakukan di Junisan Pendidikan Fisika FPM1PA UPI, Akademi Keperawatan Bandung, SMP Swasta di Bandung, SMAN Palembang, SMAN Bogor, dan P4TK IPA di Bandung.
Adapun hasil penelitian yang diharapkan secara lengkap dapat dilihat pada tabel 1.1.
Tabel 1.1. Hasil Penelitian yang Diharapkan
No. Tahun Hasil Penelitian Pengembang
1. I a) 2 model pembelajaran Kimia untuk SMA
b) 1 model pembelajaran Biologi untuk SMP
c) 1 model pembelajaran Biologi untuk mahasiswa non- kependidikan (akademi keperawatan)
d) 1 model pembelajaran Fisika untuk mahasiswa calon guru
e) 1 model pelatihan guru Fisika
f) komponene model perkuliahan Biologi untuk mahasiswa kependidikan
g) komponen model perkuliahan Kimia untuk mahasiswa kependidikan h) prinsip-prinsip pengembangan model
pembelajaran sains berbasis TI
Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S3 Mahasiswa S3 Tim Peneliti 2. II a) 3 model pembelajaran sains untuk siswa
b) 1 model pembelajaran sains untuk mahasiswa kependidikan
c) 1 model pembelajaran sains untuk mahasiswa non kependidikan d) 1 model pelatihan guru sains
e) 2 model perkuliahan sains untuk mahasiswa kependidikan
i naskah panduan pengembangan model pembelajaran/ perkuliaiian
Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S3 Tim Peneliti 3 III a) 3 model pembelajaran sains untuk
siswa (dalam CD)
b) 1 model pembelajaran sains untuk mahasiswa kependidikan (dalam CD) c) 1 model pembelajaran sains untuk
mahasiswa kependidikan (dalam CD) d) 1 model pelatihan guru sains (on-line) e) 2 model perkuliaiian sains untuk
mahasiswa kependidikan (on-line) 1 naskah panduan pengembangan model
pembelajaran/ perkuliahan (on-line)
Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S2 Mahasiswa S3 Tim Peneliti
BAB II
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN KE 1 A. Tujuan Penelitian
Secara uraum penelitian ini bertujuan menemukan model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar.
Tujuan iimum ini dapat dijabarkan menjadi tujuan-tujuan khusus Tujuan Khusus tahap /tahun ke-1 penelitian meliputi :
1. Menemukan jenis topik sains, teknologi informasi, keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi yang cocok untuk mengembangkan model-model pembelajaran untuk guru sains, mahasiswa calon guru sains, mahasiswa sains non- kependidikan dan siswa SMP dan SMA.
2. Menemukan bentuk model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
3. Menemukan prinsip dan bentuk bahan pembelajaran dalam model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
4. Menemukan model media yang digimakan dalam model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
5. Menemukan prinsip dan bentuk evaluasi dalam model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
6. Menyusun rancangan model-model pembelajaran dan perangkat perkuliahan berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
7. Menyusun alat evaluasi pembelajaran yang diperlukan untuk mengukur hasil belajar siswa/ mahasiswa yang menggunakan model-model pembelajaran yang disusun.
8. Melakukan uji coba terbatas terhadap model-model pembelajaran dan perangkat perkuliahan berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar yang telah dirancang .
B. Manfaat Penelitian
Apabila tujuan penelitian tercapai, selanjutnya manfaat hasil penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Model-model pembelajaran Sains (kimia, fisika dan biologi) dan Panduan Pengembangan Model Pembelajaran yang dapat langsung digunakan untuk meningkatkan mutu pendidikan sains bagi .para siswa, mahasiswa kependidikan dan non-kependidikan sains, serta guru sains di Indonesia
2. Model-model pembelajaran Sains dan Panduan Penyusunan Model Pembelajaran Sains yang dikembangkan, dapat menjadi percontohan untuk mengembangkan model-model sejenis untuk jenjang yang sama atau berbeda.
3. Prinsip-prinsip pembelajaran yang ditemukan menjadi masukan bagi program pendidikan yang relevan di Indonesia untuk meninjau kembali proses pembelajaran yang selama ini berlaku, agar dapat meningkatkan penguasaan keterampilan generik sains, berpikir tingkat tinggi dan teknologi informasi bagi pebelajar (siswa, mahasiswa kependidikan, mahasiswa non kependidikan) dan pengajar (gum, dosen)
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pembelajaran Sains dan Keterampilan Generik Sains
Pembelajaran sains mengalami perkembangan dari tahun ke tahun.
Apabila pada mulanya pembelajaran sains berpusat pada pengajar, maka kini pembelajaran sains berpusat pada pebelajar. Pandangan tentang belajar sains dengan cara mengenal sejumlah produk sains, seperti konsep, prinsip, hukum, kaidah, dan sejumlah peristilahan sains dianggap sudah usang. Paradigma baru dalam pembelajaran sains yaitu memberikan sejumlah pengalaman kepada pebelajar yang memungkinkan pemahaman, yang kemudian dengan pemahaman tersebut membimbing pebelajar menggunakan pengetahuan sains yang dimilikinya dalam kehidupannya (Gallagher,2007).
Belajar sains seperti itu dapat dengan mudah dilakukan melalui belajar hafalan.
Sesungguhnya hal terpenting dalam belajar sains yaitu dapat berpikir sains dan menggunakan sains sebagai alat untuk memecahkan masalah. Jadi belajar sains yang semula berfokus pada perolehan infonnasi berubah menjadi berfokus pada pemahaman pebelajar dan penggunaan pengetahuan sains, pemikiran sains dan proses inkuiri (National Science Education Standards, 1996).
Pembelajaran sains sebagai bagian dari pendidikan sains hams dapat mewujudkan tujuan pendidikan sains yaitu membantu pebelajar untuk mengembangkan pemahaman dan kebiasaan bernalar untuk menjadi makhluk yang dapat memikirkan dan menghadapi kehidupaiuiya di masa mendatang.
Pebelajaran sains hams dapat membekali kemampuan untuk berpikir bersama dengan warganegara yang lain guna membangun dan melindungi masyarakatnya (Rutherford and Ahlgren, 1990). Hal ini mengisyaratkan perlunya pembekalan keterampilan berpikir dalam pembelajaran sains yaitu berpikir sains.
Untuk dapat berpikir sains, maka dalam pembelajaran sains perlu dikembangkan inkuiri sains. Inkuiri sains dapat berkembang melalui sejumlah kegiatan yang dikenal sebagai keterampilan proses sains. Selanjutnya untuk
mengembangkan pola berpikir pebelajar, maka perlu membekalkan sejumlah kemampuan yang disebut sebagai keterampilan generik sains.
Ada 8 kemampuan yang termasuk keterampilan generik sains, yaitu pengamatan langsung dan tak langsung, kesadaran akan skala besaran (sense of scale ), bahasa simbolik, kerangka taat azas dari hukum alam, inferensi logis, hukum sebab-akibat, pemodelan matematik, dan membangun konsep (Brotosiswoyo, 2000). Dengan dibekali keterampilan generik sains poia berpikir sains pebelajar dapat dikembangkan.
B. Pemanfaatan Teknologi Komputer untuk Pembelajaran
Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi komputer, teknologi informasi dan komunikasi berkembang sangat pesat. Dunia pendidikan telah memanfaatkan perkembangan teknologi ini untuk meningkatkan mutu pembelajaran. Pembelajaran interaktif berbasis komputer dan teknologi internet dapat diakses kapan saja dimana saja dan oleh siapa saja, sehingga keterbatasan ruang dan waktu untuk belajar dapat ditembus.
I. Hipermedia/Multimedia Interaktif dengan Komputer
. Teknologi komputer yang mulai dikembangkan pada awal tahun 1950-an telah memberikan manfaat yang iuar biasa bagi kehidupan manusia termasuk pada bidang pendidikan (Heinich, 1996). Seiring dengan perkembangan teknologi komputer, teknologi multimedia menjadi salah satu objek penelitian yang menarik
dalam bidang pendidikan. Walaupun teknologi ini baru diperkenalkan sekitar tahun 1990-an, perkembangan teknologi multimedia telah mendorong menjamumya model-model pembelajaran yang menggunakan komputer.
Ada dua cara pembelajaran dengan komputer, yaitu Computer Assisted Instruction(CAI) sebagai alat bantu dan Computer-Based Instruction (CBI) sebagai sumber belajar sehingga pembelajaran dapat berlangsung secara individual (individual learning).
Model-model pembelajaran dengan komputer yang sering dijumpai adalah model yang terbatas pada satu bentuk saja, seperti model dengan sistem hyperteks, model simulasi-demontrasi, dan model tutorial, yang lebih menonjolkan aspek-aspek tertentu saja secara terpisah-pisah. Model multimedia atau hipermedia yang menggabungkan berbagai media; teks, suara, gambar, animasi atau video dalam satu software (Jacobs, 1992 dalam Munir, 2001). Bentuk pemanfaatan model-model multimedia interaktif berbasis komputer dalam pembelajaran dapat berupa drill, tutorial, simulation, dan games (Alessi, 1990).
Penelitian Schade tentang penerapan hipermedia dalam pembelajaran menunjukkan bahwa daya ingat dapat ditingkatkan lagi menjadi 25-30% melalui televisi (Munir, 2001). Pembelajaran hipermedia listrik dinamis dapat meningkatkan penguasaan konsep, keterampilan proses sains, dan kemampuan berpikir kritis siswa SMP 60% (Suwarna, 2004).
2. Kelebihan dan Keterbatasan Komputer sebagai Multimedia Interaktif
Heinich (1986) mengemukakan sejumlah kelebihan dan juga kelemahan yang ada pada medium komputer. Komputer memungkinkan pebelajar memahami pengetahuan sesuai dengan kemampuan dan kecepatannya, serta melakukan kontrol terhadap aktivitas belajamya.
Disamping itu, komputer dapat diprogram agar mampu memberikan umpan balik terhadap hasil belajar dan memberikan pengukuhan (reinforcement) terhadap prestasi pebelajar, sehingga dapat dijadikan sebagai sarana untuk pembelajaran yang bersifat individual (individual learning). Komputer juga
mampu menyampaikan informasi dan pengetahuan dengan tingkat realisme yang tinggi, sehingga program komputer sering dijadikan sebagai sarana untuk
melakukan kegiatan belajar yang bersifat simulasi. Penggunaan komputer dalam proses belajar dapat meningkatkan hasil belajar dengan penggunaan waktu dan biaya yang relatif kecil. Misalnya pengguna program simulasi dapat mengurangi biaya bahan dan peralatan untuk melakukan percobaan.
Komputer juga memiliki beberapa kelemahan, di antaranya tingginya biaya pengadaan dan pengembangan program komputer, pemeliharaan, dan perawatan. Masalah lain adalah compatability dan incompability antara hardware dan software dengan spesifikasi yang sesuai. Merancang dan memproduksi program pembelajaran yang berbasis komputer merupakan pekerjaan yang tidak mudah, perlu kegiatan intensif dengan waktu banyak dan juga keahlian khusus.
C. Pengembangan Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi
Secara umum berpikir dianggap sebagai suatu proses kognitif, suatu aktivitas mental untuk memperoleh pengetahuan. Proses berpikir dihubungkan dengan pola perilaku yang lain dan memerlukan keterlibatan aktif pemikir. Suatu hubungan yang kompleks berkembang melalui berpikir. Hubungan ini dapat saling terkait dengan struktur yang mapan dan dapat dieksperesikan oleh pemikir dengan bermacam-macam cara. Jadi berpikir merupakan upaya yang kompleks dan reflektif bahkan suatu pengalaman yang kreatif (Presseisen dalam Costa, 1985). Keterampilan berpikir selalu berkembang dan dapat dipelajari (Nickerson, etal, 1985).
Proses berpikir kompleks dikenal sebagai proses berpikir tingkat tinggi.
Proses berpikir kompleks dapat dikategorikan dalam 4 kelompok yang meliputi pemecahan masalah, pembuatan keputusan, berpikir kritis dan berpikir kreatif (Costa, 1985).
Pemecahan masalah menggunakan dasar proses berpikir untuk memecahkan kesulitan yang diketahui atau yang dideiinisikan, mengumpulkan
fakta tentang kesulitan tersebut dan menentukan informasi tambahan yang diperlukan. Model berpikir ini bertujuan menyimpulkan atau mengusulkan altematif pemecahan dan mengujinya sebagai kelayakan, yang secara potensial mereduksi penjelasan menjadi lebih sederhana dengan menghilangkan pertentangan serta melengkapi pengujian pemecahan masalah untuk menggeneralisasikan.
Pengambilan keputusan menggunakan dasar proses berpikir untuk memilih respon yang terbaik di antara beberapa pilihan, mengumpulkan informasi yang diperlukan dalam lingkup topik. Berpikir jenis ini terutama membandingkan kemitungan dan kerugian dari altematif-altematif pendekatan, menentukan informasi tambahan yang diperlukan, menentukan respon yang paling efektif dan dapat mempertimbangkannya.
Berpikir kreatif menggunakan dasar proses berpikir untuk mengembangkan atau menemukan ide atau hasil yang asli, estesis dan konstraktif.
Ide ini berhubungan dengan pandangan dan konsep yang menekankan pada aspek berpikir intuitif dan rasional; khususnya dalam menggunakan informasi dan bahan untuk memunculkan atau menjelaskannya dengan prespektif asli pemikir.
Berpikir kritis menggunakan dasar proses berpikir untuk menganalisis argumen dan memunculkan wawasan terhadap tiap-tiap makna dan interpretasi, untuk mengembangkan pola penalaran yang kohesif dan logis, memahami asumsi dan bias yang mendasari tiap-tiap posisi, memberikan model presentasi yang dapat dipercaya, ringkas dan meyakinkan.
Di antara keempat macam proses berpikir tingkat tinggi yang dikemukakan di atas, penelitian ini memilih pengembangan berpikir kritis dan kreatif sebagai fokus. Hal ini dipilih sehubungan dengan mated subyek yang dibahas cukup kompleks dan sasaran pembelajaran cukup luas.
BAB IV
METODE PENELITIAN A. Metode dan Desain Penelitian
Secara keseluruhan penelitian dilakukan menggunakan metode R & D melalui langkah-langkah 4-D, yaitu define, design, develop and disseminate (Thiagarajan, 1974). Dari langkah-langkah 4-D ini, tiga langkah pertama pengembangan model-model pembelajaran dilakukan di tahun pertama.
Selanjutnya pada tahun ke dua masih dilakukan untuk mempersiapkan naskah Panduan Pengembangan Model. Untuk model-model pembelajaran yang telah diuji coba, pada tahun ke dua masih mengalami tahap develop lanjutan untuk penyempurnaannya, kemudian diuji cobakan lagi pada skala lebih besar.
Hasilnya pada tahun ke tiga akan mengalami tahap disseminate. Terhadap naskah panduan Pengembangan Model Pembelajaran Berbasis Teknologi Infonnasi akan dilakukan uji coba terbatas untuk mendapat masukan sebagai bahan penyempurnaan. Jadi naskah ini masih dalam tahap develop, yang dilanjutkan dengan tahap disseminate pada tahun ke tiga pula. Secara lengkap desain studi dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 4.1.
Pada tahun pertama dilakukan pengembangan model-model pembelajaran berbasis teknologi informasi dan perangkat model-model perkuliahan menggunakan kajian pustaka dan metode deskriptif untuk memilih/menentukan keterampilan generik sains, topik sains, keterampilan berpikir tingkat tinggi yang sesuai. Model pembelajaran yang disusun dilengkapi dengan alat evaluasi pembelajarannya untuk mengukur sejauh mana pebelajar dapat memanfaatkan model tersebut. Terhadap model-model pembelajaran yang disusun selanjutnya dilakukan uji coba terbatas dengan metode kuasi eksperimen untuk model-model yang telah dirancang. Tahap pertama penelitian ini inelibatkan 8 orang mahasiswa Pascasarjana, yang
Sifat
Kajian Metode
R&D Langkah-langkah Penelitian
Teoretik
empirik define.
Studi literatur tentang keterampilan berpikir dan prinsip-prinsip
belajar IPA
Studi literatur tentang keterampilan generik sains
Studi literatur tentang pemanfaatan teknologi
informasi
Survey lapangan tentang pembelajaran
sains
Teoretik design
Pengembangan model pembelajaran berbasis TI
untuk meningkatkan berpikir tingkat tinggi
pebelajar
Pengembangan model perkuliahan berbasis TI
untuk meningkatkan berpikir tingkat tinggi
pebelajar
empirik develop Karakteristik
TI
Karakteristik ketr.generik
sains
Prinsip-prinsip tentang hubungan topik sains, keterampilan generik, berpikir tingkat tinggi, teknologi informasi
Karakteristik karakteristik konsep media dan
sains bahan ajar
karakteristik evaluasi
empirik develop Validasi model-model pembelajaran sains berbasis TI untuk mengembangkan
k e t e r n m n i l f l n p e n e r i k H a n h ^ m i k i r
Validasi panduan pengembangan model- model pembelajaran sains berbasis TI untuk
m e n p f i m h a n p k a n k e t e r a m n i l a n p w i w i k Han
empirik dissimulate Teori pengembangan model-model pembelajaian /perkuliahan sains berbasis TI untuk meningkatkan keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi pebelajar
Gambar 4.1. Desain Studi Pengembangan Model-model Pembelajaran
meliputi 6 orang mahasiswa S2 (masing-masing 2 orang berlatar belakang Biologi, Fisika dan Kimia) serta 2 orang mahsiswa S3 (masing-masing 1 orang berlatar belakang Biologi dan Kimia).
Para mahasiswa S2 dirancang untuk mengikuti pnelitian ini dalam waktu 1 tahun saja, dan dijadwalkan untuk dapat menyelesaikan studinya pada tahun 2007. Model-model pembelajaran yang mereka susun hanya melibatkan
satu topik IPA (Biologi/ Fisika/ Kimia) saja. Selanjutnya diuji-cobakan di lapangan untuk satu kelompok pebelajar pada bidangnya masing-masing.
Model-model pembelajaran yang dirancang dan peruntukannya dapat dilihat di tabel pada Lampiran 1. Ternyata penjadwalan tersebut berhasil, sehingga sebagai produk penelitian tahun pertama telah dihasilkan 6 model pembelajaran berbasis teknologi informasi, lengkap dengan perangkatnya, masing-masing untuk satu topik dalam pembelajaran sains (biologi, fisika, dan kimia).
Adapun dua orang mahasswa S3 yang mengikuti penelitian ini baru sampai pada tahap mendesain mode! pembelajaran, masing-masing untuk mahasswa calon guru Kimia dan Biologi, sebagai pebelajarnya. Sebagai pebelajarnya. Perancangan model perkuliaiian oleh mahasiswa S3 ini berlangsung lebih lama dari pada yang dilakukan rekan-rekan S2-nya, karena model yang disusun bukan hanya melibatkan 1 topik sains (Kimia/ Biologi) saja, melainkan minimal untuk setengah sampai satu semester perkuliaiian.
Dengan banyak subtopik. Disamping itu model yang dihasilkan oleh mahasiswa S3 hams memperhatikan unsure kebaruan/ originalitas dari semua model pembelajaran sejenis dalam kancah intemasional, sebagaimana dipersyaratkan untuk suatu disertasi.
B. Instrumen Penelitian
Dalam rangka pengembangan model-model pembelajaran digunakan instrument berupa tabel analisis konsep sains (instrumen 1) dan tabel komponen-komponen model pembelajaran (instumen 2) yang setelah lengkap
pada lampiran 1 dan 2. Instrumen ke 3 adalah soal tes yang dikembangkan sesuai dengan tiap-tiap model pembelajaran. Jadi model-model pembelajaran yang dikembangkan merupakan salali satu instrumen utama dalam penelitian ini. Selanjutnya pada implementasi model-model pembelajaran di lapangan digunakan pula instrument berupa format observasi pembelajaran (untuk SMP dan SMA), serta angket pada semua pengguna model pembelajaran(siswa )dan bagi guru dan dosen digunakan pedoman wawancara yang tidak terstruktur, untuk memperoleh umpan balik. Pada tahap-tahap penelitian ke-2 dan ke-3 digunakan pula angket kepada sejumlah guru dan dosen, untuk menilai naskah panduan pengembangan model pembelajaran sains berbasis TI yang disusun.
C. Subyek
PenelitianPada penelitian tahap pertama ini, subyek penelitian terdiri atas siswa SMP, siswa SMA, mahasiswa calon guru Fisika, guru Fisika SMP, mahasiswa non- kependidikan sains (akademi keperawatan), guru Kimia SMA, guru Biologi SMP dan dosen Biologi dan Fisika.
D. Teknik Analisis Data
Analisis data dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif sesuai dengan kelompok data yang ada. Analisis data kualitatif berupa hasil angket dan observasi akan dilakukan secara persentase. Analisis data kuantitatif dilakukan dengan bantuan program komputer SPSS untuk menemukan adanya signifikansi perbedaan N-gain hasil tes sebagai pengaruh penggunaan model pembelajaran/perkulian yang disusun.
BAB V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Hasil Penelitian
1. Model-model Pembelajaran Yang dihasilkan
Sebagai hasil penelitian tahap ke-1 telah dihasilkan 6 model pembelajaran yang berbasis teknologi informasi untuk mengembangkan ketrampilan generic sains pebelajar. Dua di antara keenam model tersebut selain mengembangkan keterampilan generic sains juga mengembangkan keterampilan berpikir kritis pebelajar. Judul-judul model pembelajaran yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel 5.1.
T a b e l 5.1. Model-model Pembelajaran berbasis TI yang dihasilkan pada tahun ke-1
No. Judul Model Pembelajaran Keterangan
1. Multimedia Pembelajaran untuk meningkatkan Pemahaman Konsep dan keterampilan generik Siswa pada konsep Keragaman tingkat Organisasi
kehidupan
Selesai hingga
implementasi terbatas 2. Pembelajaran konsep bakteriologi & virologi
berbasis teknologi informasi untuk meningkatkan keterampilan generik mahasiswa
Selesai hingga
implementasi terbatas 3. Model Pembelqjaran Berbasis Web Untuk
meningkatakan pengusaan konsep dan keterampilan generik sains mahasiswa calon guru pada materi termodinamika
Selesai hingga
implementasi terbatas 4. Model Pembelajaran Hipermedia Induksi magnetik
untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan generik sains guru fisika
Selesai hingga
implementasi terbatas 5. Pembelajaran Inkuiri berbasis teknologi informasi
untuk meningkatkan pemahaman konsep dan keterampilan generik sains siswa SMA pada topik Hidrolisis garam
Selesai hingga
implementasi terbatas 6 Pembelajaran Berbasis teknologi informasi untuk
meningkatakan pemahaman konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa pada topik sifat koligatif larutan
Selesai hingga
implementasi terbatas Ada 2 model pembelajaran lain yang masih dalam rancangan yaitu Model Pembelajaran Biologi Umum dan Model Pembelajaran Kimia Fisika yang baru beberapa komponennya selesai dan akan dilanjutkan pada penelitian tahun ke-2.
2. Karakteristik Model Pembelajaran
Seperti telah dipaparkan di atas model-model pembelajaran IPA berbasis TI yang disusun terdiri atas model pembelajaran Biologi, Fisika dan Kimia. Hasil analisis terhadap topik dan konsep-konsep yang dikembangkan terhadap model- model tersebut menunjukkan karakteristik konsep-konsep IPA seperti pada tabel 5.2. Dalam tabel tersebut dapat dilihat bahwa dari topik-topik IPA yang berbeda ternyata bahwa 3 jenis konsep utama yang dikembangkan adalah konsep abstrak, konsep konkrit, dan konsep berdasarkan prinsip. Ada kesamaan antara jenis konsep.Kimia dan Fisika yang dikembangkan, yaitu konsep yang melibatkan simbol, konsep yang menyatakan sifat dan konsep yang menyatakan proses.
Berdasarkan keragamannya jenis konsep-konsep yang dikembangkan melalui topik-topik biologi ternyata lebih sedikit dari pada yang dikembangkan melalui topik-topik fisika dan kimia. Meskipun topik-topik fisika dan kimia yang dipilih berbeda, namun tampak jenis konsep yang dipeiajari sama. Jadi pastiiah ada kesamaan keterampilan generik sains yang dikembangkan melalui topik-topik tersebut.
Berdasarkan hasil analisis konsep dari tiap-tiap topik tersebut, maka keterampilan generik sains dan berpikir tingkat tinggi yang dikembangkan melalui model-model pembelajaran berbasis TI yang dirancang dapat dilihat pada tabel 5.3. Dari tabel 5.3.dapat dilihat bahwa pada tahun pertama ini dari model-model pembelajaran yang disusun, bam 2 model pembelajaran kimia dan 1 rancangan model pembelajaran kimia yang mengembangkan berpikir tingkat tinggi, yaitu berpikir kritis. Indikator-indikator berpikir kritis yang dikembangkan berdasarkan indikator berpikir kritis yang dikemukakan oleh Ennis (1985).
Selanjutnya karakteristik teknologi informasi yang digunakan dalam model-model pembelajaran IPA yang disusun dapat dilihat pada tabel 5.4.
Tabel 5.2. Hubungan disiplin IPA, topik dan jenis konsep
No. DisipHn IPA Topik Jenis Konsep
1. biologi Bakteriologi & Virologi, Keragaman tingkat organisasi kehidupan, Metabolisme & Prinsip- prinsip genetika
Konsep abstrak, konsep konkrit, konsep berdasarkan prinsip
2. fisika Termodinamika dan Induksi Magnetik
Konsep abstrak, konsep yang menyatakan ukuran, konsep konkrit, konsep berdasarkan prinsip, konsep yang melibatkan simbol, konsep yang menyatakan proses, dan konsep yang menyatakan sifat
3. kimia Hidrolisis Garam, Sifat Koligatif Larutan, Perubahan keadaan gas ideal.
Konsep abstrak, konsep abstrak dengan contoh konkrit, konsep berdasarkan prinsip, konsep konkrit, konsep menyatakan proses, konsep melibatkan simbol, konsep menyatakan sifat.
Tabel 5.3. Hubungan topik LPA, Keterampilan Generik Sains dan Berpikir tingkat Tinggi yang dikembangkan pada model-model pembelajaran
No. Topik Keterampilan Generik
Sains
Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi
1. Bakteriologi & Virologi, Keragaman tingkat organisasi kehidupan, Metaboiisme & Prinsip- prinsip genetika
Pemahaman hukum sebab akibat, kerangka logika taat azas (Logical frame), inferensi iogika,
perttodelan maieniatika, kesadaran akan skala besaran (sense of scale), membangun konsep dan bahasa simbolik
Tabel 5.3. Hubungan topik IPA, Keterampilan Generik Sains dan Berpikir tingkat Tinggi yang dikembangkan pada model-model pembelajaran (lanjutan)
No. Topik Keterampilan Generik
Sains
Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi 2. Termodinamika dan Induksi
Magnetik
pengamatan tak langsung, hukum sebab akibat, kerangka logika taat azas, bahasa simbolik, inferensi logika, pemodelan matematika, dan membangun konsep 3. Hidrolisis Garam, Sifat
Koligatif Larutan, Perubahan keadaan gas ideal.
pengamatan tak langsung, pengamatan langsung, bahasa simbolik, hukum sebab akibat, pemodelan matematik, membangun konsep, inferensi logika, logika taat azas,.
menerapkan prinsip yang dapat diterima,
menyimpulkan,
menemukan persamaan dan perbedaan,
memberikan alasan, menjawab pertanyaan, mengidentifikasi kriteria untuk menentukan jawaban yang mungkin,
menggeneralisasikan tabel dan grafik, membangun keterampilan dasar, mengatur strategi dan taktik, memberikan penjelasan sederhana, memberikan penjelasan lanjut.
Tabel 5.4.Jenis Teknologi Informasi dalam model-model pembelajaran IPA
No. Disiplin IPA Topik Jenis Teknologi .
Informasi 1. Biologi Bakteriologi &
Virologi, Keragaman tingkat organisasi kehidupan, Metabolisme &
Prinsip-prinsip genetika
e-leaming dan multimedia
2. Fisika Termodinamika dan e-leaming dan Induksi Magnetik hipermedia
3. Kimia Hidrolisis Garam, Sifat Koligatif Larutan, Perubahan keadaan gas ideal.
multimedia interaktif
B. Hasil Implementasi Model Pembelajaran
Ada 6 model pembelajaran yang telah diimplementasikan secara terbatas, yaitu 2 model pembelajaran biologi, 2 model pembelajaran fisika dan 2 model pembelajaran kimia. Dalam uji coba terbatas ini digunkan one group pre-post test design, kecuali untuk 1 model pembelajaran biologi digunakan control group post test only design. Dua hal utama yang diukur pada implementasi semua model- model pembelajaran yang dikembangkan yaitu pemahaman konsep pebelajar dan keterampilan generik sains pebelajar. Selanjutnya untuk model pembelajaran kimia juga diukur keterampilan berpikir kritis pebelajar.
1. Pemahaman Konsep Pebelajar
Pemahaman konsep biologi pebelajar melalui model-model pembelajaran tersebut dapat dilihat pada tabel 5.5 dan 5.6 yang selanjutnya digambarkan pada grafik 5.1 dan 5.2. Pemahaman konsep fisika pebelajar melalui model-model pembelajaran tersebut dapat dilihat pada tabel 5.7 dan 5.8 yang selanjutnya digambarkan pada grafik 5.3 dan 5.4. Pemahaman konsep kimia pebelajar melalui model-model pembelajaran tersebut dapat dilihat pada tabel 5.9 dan 5.10 yang selanjutnya digambarkan pada grafik 5.5 dan 5.6.
Tabel 5.5 Rerata Skor Postes Kontrol & Eksperimen dan Hasil Uji Statistik Pemahaman Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Bakteriologi & Virologi No Sub Pokok Bahasan Nomor Soal Postes Uji Statistik No Sub Pokok Bahasan Nomor Soal Postes
Hitung Tabel Sig.*
No Sub Pokok Bahasan Nomor Soal
Ktrl Eksp Hitung Tabel Sig.*
1 Morfologj &
Pergerakan Bakteri 1,2,3 36 46 1,473* 2,04 Sig 2 Resistensi &
Reproduksi Bakteri 4,5,6,7,8,14,15 40 42 0,372b 2,04 Tdk sig 3 Infeksi Bakteri 9,10,11,12,13 56 70 2,975a 2,04 Tdk sig 4 Morfologi &
Reproduksi Virus
16,17,18,19,20,21, 22,23,24,25,26,33, 35
42 53 3,630b 2,04 Sig 5 Infeksi Virus 27,28,29,30,31,32,
" 34,35 47 56 2,397b 2,04 Sig
• Keterangan. (a) digunakan uji-Mann-Whitney dan (b) digunakan uji-t
Tabel 5.6. Rerata Skor Pretes, Postes, N-Gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Keragaman Tingkat Organisasi Kehidupan
Sub Pokok „ , . _ • „ - Up Statistik Pretes Uji Statistik Posies No o u Kclompok Pretes Postes .
1 Sol Eksperimen 39,59 71,95 Z-hit Z-tab 0,505 2,037 1,897 2,037
»s :
Tidak Ada Perbedaan Tidak Ada Perbedaan
S-lut 2,243
2,509 S-lab 2,037
2,037
"g Beibeda Signifikan Berbeda Signifikan 1 Sol
Kontrol 38,01 61,76 Eksperimen 45,83 71,08
Z-hit Z-tab 0,505 2,037 1,897 2,037
»s :
Tidak Ada Perbedaan Tidak Ada Perbedaan
S-lut 2,243
2,509 S-lab 2,037
2,037
"g Beibeda Signifikan Berbeda Signifikan 2 Jaringan
Kontrol 38,01 61,76 Eksperimen 45,83 71,08
Z-hit Z-tab 0,505 2,037 1,897 2,037
»s :
Tidak Ada Perbedaan Tidak Ada Perbedaan
S-lut 2,243
2,509 S-lab 2,037
2,037
"g Beibeda Signifikan Berbeda Signifikan Kontrol 39,71 60,29
Z-hit Z-tab 0,505 2,037 1,897 2,037
»s :
Tidak Ada Perbedaan Tidak Ada Perbedaan
S-lut 2,243
2,509 S-lab 2,037
2,037
"g Beibeda Signifikan Berbeda Signifikan 3 Organ Eksperimen 51,84 76,47
1,343 2,037 Tidak Ada
Perbedaan 2,429 2,037 Beibeda Signifikan 3 Organ
Kontrol 45,% 64,71 1,343 2,037 Tidak Ada
Perbedaan 2,429 2,037 Beibeda Signifikan 4 Sistem
Organ Eksperimen 48,53 73,53
Kontrol 48,53 64,71 0,000 2,037 Tidak Ada
Perbedaan 1,412 2,037 Tidak Ada Perbedaan 5 Organisme Eksperimen 60,78 83,33
2,289 2,037 Berbeda 2,699 2,037 Berbeda Kontrol 43,14 66,67
2,289 2,037
Signifikan 2,699 2,037
Signifikan
o
CO
CO... .
Kontrol Eksperimen
Grafik 5.1. Diagram Perbandingan Nilai Rerata Pemahaman Subkonsep Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Bakteriologi dan Virologi
Keterangan:
1 = Morfologi & Pergerakan Bakteri 2 = Resistensi & Reproduksi Bakteri 5 = Infeksi Vims
3 = Infeksi Bakteri
4 = Morfologi & Reproduksi Virus
Pretes Postes Penguasaan Konsep
• S e k E k s p B S e l : Kontrol
• Jaringan:Eksp
• Jaringan: Kontrol morgan: Eksp
• Organ: Kontrol BSistOrgan: Eksp EjSistOrgan: Kontrol
• Organisme:Eks BOrganisme: Kontrol
Grafik 5.2 Rerata Skor Pretes, Postes, N-Gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Keragaman Tingkat Organisasi Kehidupan
Tabel 5.7. Rerata Skor Pretes, Postes, N-gain dan Hasil Uji Statistik Penguasaan Konsep Tiap Sub Pokok Bahasan Termodinamika
No Sub Pokok
Bahasan
Nomor
Soal Pretes Postes re-
gain Uji Statistik
No Sub Pokok
Bahasan
Nomor
Soal Pretes Postes re-
gain 22 hit 22 tab Sig.*
1 Temperatur 1 42,00 82,00 68,97 -3,357 1,96 0,001 2 Pemuaian Termal 2 36,00 79,00 67,19 -3,742 1,96 0,000 3 Persamaan Keadaan
Gas Ideal
3,4,
21 46,33 58,67 22,98 -2,355 1,96 0,019 4 Teori Kinetik Gas 5, 22 32,00 66,50 50,74 -3,874 1,96 0,000 5 Kapasitas Pan as 6, 7 15,00 41,00 30,59 -3,545 1,96 0,001 6 Hukum I
Termodinamika
8, 11,
23 24,33 49,33 33,04 -3,466 1,96 0,001 7 Perpindahan Pan as 9, 10 19,50 44,00 30,43 -3,024 1,96 0,002 8 Mesin Pan as 12, 13 22,50 50,00 35,48 -3,382 1,96 0,001 9 Mesin Camot 14, 15,
16, 24 28,00 61,25 46,18 -4,169 1,96 0,000 10 Pompa Pan as 17, 18 15,00 29,00 16,47 -2,324 1,96 0,020 11 Entropi - 19, 20 15,00 33,50 21,76 -2,558 1,96 0,011
* Digunakan uji-Wilcoxon, SignifL kansi < 0,05 ad alah signifikan
