i
PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK FISIKA BERBASIS KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN MOTIVASI BELAJAR SISWA
SMA/MA KELAS X PADA MATERI DINAMIKA GERAK
TESIS
Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Pendidikan Sains
Oleh
FENGKY ADIE PERDANA S831402032
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
i
PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK FISIKA BERBASIS KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN MOTIVASI BELAJAR SISWA
SMA/MA KELAS X PADA MATERI DINAMIKA GERAK
TESIS
Diajukan kepada Universitas Sebelas Maret
untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan Fisika
Oleh
FENGKY ADIE PERDANA NIM S831402032
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK FISIKA BERBASIS KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN MOTIVASI BELAJAR SISWA
SMA/MA KELAS X PADA MATERI DINAMIKA GERAK
TESIS Oleh
FENGKY ADIE PERDANA S831402032
Komisi Pembimbing
Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing I Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 19690901 199403 1 002 ...
Pembimbing II Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D.
NIP 19670802 200012 1 001 ...
Telah dinyatakan memenuhi syarat Pada tanggal ... 2016
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret
PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK FISIKA BERBASIS KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN MOTIVASI BELAJAR SISWA
SMA/MA KELAS X PADA MATERI DINAMIKA GERAK
TESIS Oleh
Fengky Adie Perdana NIM S831402032
Tim Penguji
Jabatan Ketua
Sekretaris
Nama
Prof. Widha Sunarno, M.Pd. NIP 19520116 198003 1 001 Prof. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 19520915 197603 2 001
Tanda Tangan
...
...
Tanggal
Anggota Penguji I Dr. Sarwanto, M.Si.
NIP 19670802 200012 1 002 ... Anggota Penguji II Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D.
NIP 19670802 200012 1 001 ...
Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal ...2016 Dekan
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret
Prof. Dr. Joko Nurkamto., M.Pd. NIP 19610124 198702 1 001
iii
PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK FISIKA BERBASIS KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERFIKIR KRITIS DAN MOTIVASI BELAJAR SISWA SMA/MA KELAS X PADA MATERI DINAMIKA GERAK” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terdapat plagiat dalam karya ini, maka saya bersedia menerima sangsi, sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17, Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, maka Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, Februari 2016 Yang membuat pernyataan
iv PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis dengan judul “Pengembangan Modul Elektronik Fisika Berbasis Keterampilan Proses Sains untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis dan Motivasi Belajar Siswa SMA/MA Kelas X pada Materi Dinamika Gerak” dengan lancar.
Dalam penyusunan tesis ini penulis menyadari tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta,
2. Dr. M. Masykuri, M.Si. selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta,
3. Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si. selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing, mengarahkan dan memotivasi penulis, sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik,
4. Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing, mengarahkan dan memotivasi penulis, sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik,
5. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ilmu, wawasan, dan pengalaman,
6. Tim Penelitian Hibah Program Pascasarjana Tahun 2015 yang telah memberikan dukungan dalam penyelesaian Tesis ini,
v
8. Dr. Imam Sujadi, M.Si., dan Anif Jamaluddin, S.Si., M.Si., yang selalu memberikan inspirasi dan motivasi kepada peneliti dalam menyelesaikan Tesis ini,
9. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Pendidikan Fisika FKIP UNS yang senantiasa memberikan dorongan, semangat dan motivasi kepada peneliti, 10. Ismail, S.Si. selaku Guru Mata Pelajaran Fisika SMA Warga Surakarta yang
senantiasa membantu kelancaran penelitian,
11. Siswa Kelas X-1 MIA&X-3 MIA Tahun pelajaran 2014/2015,
12. Teman seperjuangan di Prodi Pendidikan Fisika: Delisma&Didik yang senantiasa memberi semangat dan dorongan dalam penyelesaian Tesis ini, 13. Nila Alia, yang yang senantiasa memberikan dorongan, semangat dan
motivasi kepada peneliti,
14. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah banyak memberikan motivasi dan masukan dalam penyusunan Tesis ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Tesis ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan Tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan.
Surakarta, Januari 2016
vi MOTTO
Dunia ini seperti kampus, tempat orang berdebat...
Tetapi pada akhirnya, berujung pada satu ruangan...
yaitu, Ruangan Ujian...
(Alm. Ustad. Jefri Al Buchori ˝Renungan Hikmah˝)
"Science without religion is lame, religion without science is blind" (Albert Einstein)
“Jangan lihat masa lampau dengan penyesalan, jangan pula lihat masa depan
dengan ketakutan, tapi lihatlah sekitar Anda dengan penuh kesadaran.”
(James Thurber)
- Menjadi tua itu pasti, tetapi menjadi dewasa itu sebuah pilihan
- Jika yang terbaik bisa kamu berikan hari ini, kenapa harus menunggu hari
esok?
vii
Fengky Adie Perdana. 2016. Pengembangan Modul Elektronik Fisika Berbasis Keterampilan Proses Sains untuk Meningkatkan Kemampuan Berfikir Kritis dan Motivasi Belajar Siswa SMA/MA Kelas X pada Materi Dinamika Gerak. Tesis. Pembimbing I: Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si., Pembimbing II: Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Pembelajaran Fisika yang di terapkan di SMA Warga Surakarta belum mengarahkan siswa pada pembelajaran berbasis keterampilan proses dan cenderung teacher centered. Tujuan penelitian ini untuk: 1) mengetahui karakteristik modul elektronik pembelajaran fisika berbasis keterampilan proses sains, 2) menghasilkan modul elektronik Fisika berbasis keterampilan proses sains yang memenuhi kriteria baik, 3) mengetahui bahwa implementasi modul elektronik Fisika berbasis keterampilan proses sains dapat meningkatkan kemampuan berfikir kritis siswa, 4) mengetahui bahwa implementasi modul elektronik Fisika berbasis keterampilan proses sains dapat meningkatkan motivasi belajar siswa.
Metode penelitian dan pengembangan menggunakan Research and Development (R&D), model penelitian dan pengembangan menggunakan 4D Thiagarajan dengan tahap: define, design, develop, dan disseminate. Instrumen yang digunakan adalah angket, lembar validasi, lembar observasi dan soal pretest dan post test. Analisis hasil angket, kelayakan dan hasil observasi dianalisis dengan diskriptif kualitatif berdasarkan skor kriteria. Kemampuan berfikir kritis dan motivasi belajar dianalisis menggunakan program SPSS uji parametrik sampel berpasangan dan uji Mann Whitney.
Hasil penelitian: 1) modul dikembangkan dengan mengintegrasikan pendekatan keterampilan proses sains, dengan langkah: mengamati, merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel, melakukan eksperimen, menganalisis data, menyimpulkan dan mengomunikasikan untuk meningkatkan kemampuan berfikir kritis dan motivasi belajar siswa; 2) modul memenuhi kriteria baik dari hasil validasi materi, media, praktisi pendidikan dan teman sejawat. Nilai rata-rata sebesar 3,80, lebih besar dari nilai minimum kelayakan 3,78; 3) implementasi modul efektif meningkatkan kemampuan berfikir kritis siswa. Hasil perhitungan N-gain ditinjau dari kenaikan hasil tes kognitif dan kemampuan berpikir kritis siswa sebesar 0,67 pada kelas sampel dan 0,59 pada kelas kontrol yang dikategorikan “sedang”. Hasil signifikansi menghasilkan p=0,000, yang berarti terdapat perbedaan hasil belajar kognitif yang signifikan antara kelas sampel dan kelas kontrol; 4) implementasi modul efektif meningkatkan motivasi belajar siswa. Hasil uji statistik menunjukkan nilai signifikansi lebih rendah dari taraf
signifikansi α =0,05 sehingga disimpulkan bahwa motivasi belajar siswa yang
menggunakan modul lebih baik daripada pembelajaran secara konvensional.
viii
Fengky Adie Perdana. 2016. Development of Science Process Skills-based Physic Electronic Module to Enhance Critical Thinking Ability and Motivation Student of Senior High School Class X on Dynamics Motion. TESIS.Consultant I: Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Sc., Consultant II: Sukarmin, S.Pd., M.Sc., Ph.D., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.
ABSTRACT
Learning Physics are applied in SMA Warga Surakarta not lead students in skill-based learning process and tends teacher centered. The purpose of this research was to : 1) determine the characteristics of electronic modules of learning physics-based science process skills, 2) generate electronic modules Physics-based science process skills that meet both criteria, 3) knowing that the implementation of electronic modules Physics-based science process skills can enhance the ability of critical thinking students, 4) determine that the implementation of the electronic modules Physics-based science process skills can enhance students motivation .
Methods of research and development using the Research and Development (R&D) , research and development of models using 4D Thiagarajan with stages: define, design, develop, and disseminate . The instrument used was a questionnaire, validation sheets, observation sheets and about the pretest and post-test. Analysis of the results of the questionnaire , the feasibility and the results were analyzed with descriptive qualitative observations based on the score criteria . The ability of critical thinking and learning motivation were analyzed using SPSS parametric test of paired samples and Mann Whitney test .
The result of this research are: 1) physical electronics module has been developed by integrating the science process skills approach, a step in the learning modules including the process of observing, formulating the problem, formulating hypotheses, identify variables, conduct experiments, analyzing data, providing conclusions and communicate; 2) physical electronics module has met both criteria of the results of validation material, media, validation and peer education practitioners. The average value obtained for 3.80, greater than the minimum value of 3.78 worthiness; 3) implementation of electronic modules Physics-based science process skills effectively improve students' critical thinking skills. N-gain calculation results in terms of increase in cognitive test results and critical thinking skills of students at grade sample of 0.67 and 0.59 in the control group were categorized as "medium". Results of a significance of p = 0.000, which means that there are significant differences between the cognitive learning outcomes between sample classes and control classes; 4) implementation of electronic modules Physics-based science process skills effectively increase student motivation, test results showed statistical significance value is lower than the significance level α = 0.05 so it can be concluded that students' motivation to use modules Physics-based science process skills better than learning conventional.
ix DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Halaman Persetujuan ... ii
Halaman Pernyataan Keaslian ... iii
Kata Pengantar ... iv
Halaman Motto ... vi
Abstrak ... vii
Abstract ... viii
Daftar Isi ... ix
Daftar Tabel ... xi
Daftar Gambar ... xiii
Daftar Lampiran... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah... 7
C. Tujuan Penelitian ... 7
D. Manfaat Pengembangan ... 7
E. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ... 9
BAB II LANDASAN TEORI ... 10
A. Kajian Teori... 10
1. Belajar Sains dan Pembelajaran Sains ... 10
2. Modul ... 13
3. Modul Elektronik ... 18
4. Keterampilan Proses Sains ... 22
5. Kemampuan Berfikir Kritis ... 31
6. Motivasi Belajar ... 41
7. Dinamika Gerak ... 45
B. Penelitian yang Relevan ... 56
C. Kerangka Berfikir ... 60
x
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 65
1. Tempat Penelitian ... 65
2. Waktu Pelaksanaan ... 65
B. Model Penelitian dan Pengembangan ... 66
C. Instumen Pengumpulan Data ... 71
D. Uji Prasyarat Eksperimen... 78
E. Teknik Analisis Data ... 81
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 92
A. Hasil Penelitian ... 92
1. Tahap Pendefinisian (Define) ... 93
2. Tahap Perencanaan (Design) ... 101
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 106
4. Tahap Diseminasi (Diseminate) ... 129
B. Pembahasan ... 132
1. Tahap Pendefinisian (Define) ... 132
2. Tahap Perencanaan (Design) ... 137
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 139
4. Tahap Diseminasi (Diseminate) ... 155
C. Keterbatasan Penelitian ... 156
BAB V KESIMPULAN ... 157
A. Kesimpulan ... 157
B. Implikasi... 160
C. Saran ... 160
DAFTAR PUSTAKA ... 163
xi
DAFTAR TABEL
2.1. Keterampilan Proses Menurut Valentino (2000) ... 26
2.2. Inti Kemampuan Berpikir Kritis ... 35
2.3. Pertanyaan untuk Memacu Kemampuan Berpikir Kritis ... 37
2.4. Koefisien Gesek ... 53
2.5. Pola Pengintegrasian pada Modul ... 61
3.1. Jadwal Kegiatan Penelitian ... 65
3.2. Data, Teknik Pengumpulan Data, dan Instrumen ... 71
3.3. Kriteria Validitas Soal... 75
3.4. Uji Normalitas Kolmogorov-Smirnov Prasyarat ... 78
3.5. Uji Homogenitas Prasyarat ... 79
3.6. Uji t dependent samples ... 80
3.7. Kriteria Kategori Penilaian Ideal ... 82
3.8. Kategori Kemampuan Berpikir Kritis Siswa ... 83
3.9. Kriteria Tingkat Gain ... 84
3.10. Uji Normalitas Hasil Belajar Siswa ... 84
3.11. Uji Homogenitas Hasil Belajar Siswa ... 85
3.12. Uji t dependent samples Hasil Belajar Siswa ... 86
3.13. Kriteria Penilaian Psikomotorik ... 87
3.14. Kriteria Penilaian Afektif ... 87
3.15. Kriteria Skor Rata-Rata Menjadi Nilai dengan Kriteria ... 88
3.16. Kriteria Skor Rata-Rata Menjadi Nilai dengan Kriteria ... 90
4.1. Deskripsi Data Proses Penelitian Pengembangan Modul Berbasis KPS .. 92
4.2. Peringkat Pencapaian Materi Fisika Siswa SMA Warga Surakarta ... 94
4.3. Analisis Kebutuhan Siswa Kelas X SMA Warga Surakarta ... 96
4.4. Observasi Awal Motivasi Belajar Siswa ... 100
4.5. Hasil Validasi Ahli Materi ... 106
4.6. Hasil Validasi Ahli Media ... 108
4.7. Hasil Validasi oleh Guru ... 109
xii
4.9. Saran dan Masukan Validasi Ahli Materi ... 114
4.10. Saran dan Masukan Validasi Ahli Media ... 115
4.11. Saran dan Masukan Validasi Praktisi Pendidikan (Guru) ... 116
4.12. Saran dan Masukan Validasi Teman Sejawat ... 116
4.13. Hasil Tanggapan Siswa pada Uji Coba Terbatas ... 117
4.14. Saran dan Hasil Revisi Tahap II ... 118
4.15. Hasil Uji Normalitas pretest dan posttest ... 120
4.16. Deskripsi Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Kelas Sampel ... 120
4.17. Deskripsi Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Kelas Kontrol ... 121
4.18. Ringkasan Hasil Analisis Nilai Pretest dan Posttest ... 121
4.19. Hasil Belajar Afektif ... 123
4.20. Hasil Belajar Psikomotor ... 124
4.21. Rekap Observasi Keterampilan Proses Sains ... 125
4.22. Hasil Kemampuan Berpikir Kritis ... 126
4.23. Motivasi Belajar Siswa ... 128
4.24. Data Hasil Angket Respon Siswa ... 129
4.25. Hasil Kuisioner Tahapan Diseminasi Produk ... 131
xiii
DAFTAR GAMBAR
2.1. Benda Dalam Keadaan Diam ... 47
2.2. Hubungan Massa, Gaya dan Percepatan ... 50
2.3. Gesekan Balok dengan Lantai ... 52
2.4. Gaya Gesek pada Benda ... 54
3.1. Prosedur Pengembangan Four D Model untuk Menghasilkan Produk Modul Pembelajaran Fisika Berbasis Keterampilan Proses Sains (Diadaptasi Dari Thiagarajan 1974) ... 70
4.1. Contoh Video dalam Proses Mengamati Kegiatan Belajar I... 105
4.2. Histogram Hasil Validasi Ahli Materi ... 107
4.3. Histogram Hasil Validasi Ahli Media ... 108
4.4. Histogram Hasil Validasi Modul oleh Guru ... 110
4.5. Histogram Hasil Validasi Modul oleh Teman Sejawat... 111
4.6. Histogram Hasil Validasi Ahli, Praktisi, dan Teman Sejawat ... 113
4.7. Revisi Garis Gaya Pada Benda ... 114
4.8. Revisi Video Pendahuluan Hukum III Newton ... 115
4.9. Revisi Kalimat Perintah pada Bagian Rumusan Masalah ... 115
4.10. Revisi Kalimat Perintah pada Bagian Rumusan Hipotesis ... 115
4.11. Revisi Kalimat Perintah pada Bagian Identifikasi Variabel ... 116
4.12. Revisi Kalimat Tujuan Percobaan Sesuai EYD ... 116
4.13. Revisi Halaman Sampul Pada Modul ... 117
4.14. Revisi Penambahan Gambar pada Latihan Soal ... 119
4.15. Revisi Tabel pada Kegiatan Belajar II ... 119
4.16. Revisi Kalimat Arahan pada Identifikasi Variabel ... 119
4.17. Revisi Tabel pada Percobaan 1 Kegiatan Belajar III ... 119
4.18. Histogram Penilaian Afektif ... 123
4.19. Histogram Observasi Psikomotor ... 124
4.20. Histogram Hasil Observasi Keterampilan Proses Sains Siswa ... 126
4.21. Histogram Kemampuan Berpikir Kritis ... 127
4.22. Motivasi Belajar Siswa ... 128
xv
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Lampiran ... Hal
1. Hasil Analisis Kebutuhan ... 166
2. Desain Awal Modul ... 194
3. Hasil Uji Validitas Soal... 219
4. Hasil Validasi Modul ... 231
5. Instrumen Afektif Siswa ... 274
6. Instrumen Psikomotorik Siswa ... 275
7. Instrumen Keterampilan Proses Sains Siswa ... 278
8. Instrumen Kemampuan Berfikir Kritis Siswa ... 280
9. Instrumen Motivasi Belajar Siswa ... 285
10. Instrumen Angket Respon Siswa ... 290
11. Instrumen Belajar Kognitif Siswa ... 293
12. Instrumen Diseminasi Produk ... 295
13. Uji Prasyarat Eksperimen ... 297
14. RPP&SILABUS ... 301
15. Layout Modul ... 338
16. Lembar Kerja Siswa... 349
17. Dokumentasi Penelitian ... 391
