FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2018

(1)

commit to user commit to user

i

PENGEMBANGAN MODUL BERBASIS STIMULATING HIGHER

ORDER THINKING SKILL (STIM-HOTS) UNTUK MEMBERDAYAKAN

KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA PADA MATERI METABOLISME SEL KELAS XII MIPA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Arnita Cahya Saputri NIM S831608007

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

(2)

(3)

(4)

(5)

v MOTTO

Man Jadda Wa Jada

Siapa yang bersungguh-sungguh pasti akan berhasil

Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan (Q.S. Al-Insyirah 5-6)

(6)

vi

PERSEMBAHAN

Tesis ini saya persembahkan untuk:

Bapak Sriyanto dan Ibu Sunarni tercinta yang senantiasa memberikan dukungan, doa, dan semangat tiada henti

Eri Dwi Astuti dan Febriana Nur Safitri, adik-adik tersayang yang senantiasa memberikan semangat dan motivasi

Seluruh keluarga tercinta

Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) Kementerian Keuangan Republik Indonesia yang telah membiayai studi selama program magister Riset Grup HOTs dan Science Education yang senantiasa memberikan semangat untuk belajar dan memperbanyak pengalaman baru

Ikatan Awardee LPDP UNS yang selalu memberikan inspirasi, semangat, dan motivasi untuk belajar dan melakukan banyak hal yang bermanfaat Keluarga PK 79 LPDP UNS Mochamad Nuruz Zaman, Asep Budiman, Leni Widiawati, dan Wahyuni yang senantiasa ada untuk berbagi

Forum Mahasiswa Muslim Pascasarjana (FOMMPAS) UNS yang selalu memberikan semangat untuk menebarkan kebaikan

Squad Stim-HOTs Dewi Rahmawati, Betty Novia Pramesti, Septiana Astira, dan Apratiwi Sukmawati yang selalu menyemangati untuk tak menyerah dalam berjuang

Sahabat-sahabat seperjuangan S2 Pendidikan Sains Minat Pendidikan Biologi 2016

(7)

vii

Saputri, A.C. 2018. Pengembangan Modul Berbasis Stimulating Higher Order

Thinking Skill (Stim-HOTs) untuk Memberdayakan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa pada Materi Metabolisme Sel Kelas XII MIPA. Tesis. Pembimbing:

Prof. Dr. rer.nat. Sajidan, M.Si. Kopembimbing: Dr. Ir. Yudi Rinanto, M.P. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menganalisis karakteristik modul berbasis Stimulating Higher Order Thinking Skill (Stim-HOTs) untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi metabolisme sel kelas XII MIPA di SMA Negeri 3 Surakarta; 2) menguji kelayakan modul berbasis Stim-HOTs untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi metabolisme sel kelas XII MIPA di SMA Negeri 3 Surakarta; 3) menguji keefektifan modul berbasis Stim-HOTs untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi metabolisme sel kelas XII MIPA di SMA Negeri 3 Surakarta.

Modul berbasis Stim-HOTs dikembangkan menggunakan prosedur pengembangan Borg & Gall sebagai kerangka utama penelitian yang dimodifikasi menjadi 9 tahap meliputi: 1) penelitian pendahuluan & pengumpulan informasi, 2) perencanaan, 3) pengembangan produk awal, 4) uji coba lapangan permulaan, 5) revisi produk pertama, 6) uji lapangan terbatas, 7) revisi produk kedua, 8) uji lapangan operasional, dan 9) revisi produk akhir. Pengembangan produk awal modul dilakukan dengan menggunakan desain ADDIE (Analyze, Design, Develop, Implement, dan Evaluate). Analisis data yang digunakan dalam penelitian dan pengembangan meliputi analisis deskriptif kualitatif dan deskriptif kuantitatif. Uji keefektifan terhadap modul hasil pengembangan dilakukan dengan menggunakan uji statistika berupa uji independent sample t-test dan uji effect size. Hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa: 1) modul berbasis Stim-HOTs pada materi metabolisme sel telah berhasil dikembangkan dengan karakteristik yaitu a) modul disusun berdasar sintaks model Stim-HOTs yang terdiri dari tahap orientasi, bertanya, eksplorasi informasi, diskusi, eksplanasi, dan refleksi diri serta diintegrasikan dengan aspek keterampilan berpikir kritis yang meliputi interpretasi, analisis, evaluasi, kesimpulan, penjelasan, dan pengaturan diri, b) modul dikembangkan dalam bentuk modul cetak untuk guru dan untuk siswa, c) modul dikembangkan sesuai kurikulum 2013 revisi 2017 untuk kelas 12 MIPA, 2) modul berbasis Stim-HOTs pada materi metabolisme sel layak digunakan untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis yang ditunjukkan kualifikasi sangat baik berdasar hasil validasi ahli pada materi, desain pengembangan modul, perangkat pembelajaran dan evaluasi serta bahasa dan didukung dengan hasil uji kelompok kecil pada siswa dan guru biologi yang menyatakan bahwa modul mudah untuk digunakan sehingga layak untuk diimplementasikan dalam memberdayakan keterampilan berpikir kritis, 3) modul berbasis Stim-HOTs pada materi metabolisme sel efektif dalam memberdayakan keterampilan berpikir kritis siswa yang ditunjukkan dengan hasil uji independent sample t-test dan hasil uji effect size dalam kriteria besar.

Kata Kunci : modul, stimulating higher order thinking skill, keterampilan berpikir kritis, metabolisme sel

(8)

viii

Saputri, A.C. 2018. The Development of Module-Based on Stimulating Higher

Order Thinking Skill (Stim-HOTs) to Empower Students’ Critical Thinking Skills on Cell Metabolism in Class of XII MIPA. Thesis. Advisor: Prof. Dr.

rer.nat. Sajidan, M.Si. Co-Advisor: Dr. Ir. Yudi Rinanto, M.P. Department of Science Education, Teacher Training and Education Faculty, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRACT

This research intends to: 1) analyze the characteristics of module-based on Stimulating Higher Order Thinking Skill (Stim-HOTs) to empower students’ critical thinking skills on cell metabolism in class of XII MIPA at State Senior High School 3 Surakarta; 2) test the feasibility of the module-based on Stim-HOTs to empower the students’ critical thinking skills on cell metabolism in class of XII MIPA at State Senior High School 3 Surakarta; 3) test the effectiveness of the module-based on Stim-HOTs to empower students’ critical thinking skills on cell metabolism in class of XII MIPA at State Senior High School 3 Surakarta.

This research and development of the module-based (Stim-HOTs) used the developmental model of Borg & Gall as the modified main research framework into 9 stages including: 1) preliminary research & collecting of information, 2) planning, 3) initial product development, 4) initial field trial, 5) initial product revision, 6) limited field testing, 7) operational product revision, 8) operational field testing, and 9) final product revision. The initial product development of the module is conducted by using the design of ADDIE (Analyze, Design, Develop, Implement, and Evaluate). The used data analysis during the development included qualitative descriptive and quantitative descriptive analysis. Effectivity of developed module is tested through a statistical test by testing of independent sample t-test and effect size.

Result of the research is showed that: 1) module-based Stim-HOTs on cell metabolism has succeeded developing with the characteristics: a) procedures of model was arranged based on Stim-HOTs model syntax including of the stages of orientation, questioning, exploring the information, discussion, explanation, self-reflection, as well as integrated on critical thinking skills containing of interpretation, analysis, evaluation, conclusion, explanation, and self regulation, b) modules developed in the form of print modules for teachers and for students, c) modules developed in accordance with the 2013 revision curriculum for class XII MIPA, 2) module-based Stim-HOTs on cell metabolism was qualify used to empower critical thinking skills presenting with well qualification based on expert validation of materials, module development designs, learning instructionals and evaluation, and languages as well as result of the minor set test of students and biological teacher who stated that modules easy to use so it feasible to implemented in empowering critical thinking skills; 3) module-based on Stim-HOTs on cell metabolism materials effectively empowered students’ critical thinking skills presenting with result of independent sample t-test and result of the effect size test of large criteria.

Keywords : module, stimulating higher order thinking skill, critical thinking skill, cell metabolism

(9)

ix PRAKATA

Puji Syukur kehadiran Allah karena atas rahmat dan hidayah-Nya, penulisan tesis yang berjudul “Pengembangan Modul Berbasis Stimulating Higher Order Thinking Skill (Stim-HOTs) untuk Memberdayakan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa pada Materi Metabolisme Sel Kelas XII MIPA” dapat dilaksanakan dengan baik.

Tesis ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat Magister Pendidikan Sains Minat Pendidikan Biologi Program Pascasarjana Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Terselesainya tesis ini tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak baik berupa dorongan, motivasi serta arahan secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini peneliti menyampaikan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah berkenan memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan pada Program Pascasarjana.

2. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.

3. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. selaku Kepala Program Studi Pendidikan Sains yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada peneliti selama menempuh pendidikan di program studi Pendidikan Sains.

4. Prof. Dr. rer. nat. Sajidan, M.Si. selaku pembimbing I yang dengan sabar memberikan arahan, bimbingan, dorongan, saran, semangat, dan motivasi yang sangat besar nilainya kepada peneliti.

5. Dr. Ir. Yudi Rinanto, M.P. pembimbing II yang dengan sabar memberikan bimbingan, masukan, dan motivasi kepada peneliti.

6. Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) Kementerian Keuangan Republik Indonesia yang telah memberikan fasilitas Beasiswa Pendidikan Indonesia (BPI) Program Magister Dalam Negeri kepada peneliti.

(10)

x

7. Kedua orang tua dan keluarga atas doa serta motivasi dalam penyusunan tesis. 8. Kepala SMA Negeri 3 Surakarta yang telah mengizinkan untuk melakukan

kegiatan penelitian tesis.

9. Dra. Nanik Murti Prasetyanti selaku guru biologi kelas XII SMA Negeri 3 Surakarta yang telah memberikan bimbingan, teladan, semangat, dan motivasi yang sangat berarti kepada peneliti.

10. Dosen Program Pascasarjana Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret Surakarta.

11. Teman-teman Pascasarjana Pendidikan Sains Minat Pendidikan Biologi angkatan 2016.

12. Teman-teman Ikatan Penerima Beasiswa Pendidikan Indonesia (BPI) Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) Program Magister Dalam Negeri di UNS dan Squad PK 79 LPDP UNS.

13. Siswa-siswa kelas XII MIPA SMA Negeri 3 Surakarta

14. Rekan-rekan dalam HOTs & Science Education Research Group. 15. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan tesis ini.

Peneliti menyadari dalam penulisan dan penyusunan tesis ini terdapat kekurangan-kekurangan dan masih perlu perbaikan. Oleh karena itu, peneliti mengharapkan saran atau kritik dari berbagai pihak sehingga dapat menyempurnakan tesis ini agar dapat bermanfaat bagi peneliti maupun para pembaca.

Surakarta, Agustus 2018

(11)

commit to user commit to user xi DAFTAR ISI Halaman JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PUBLIKASI TESIS ... ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii

PENGESAHAN PENGUJI ... iv MOTTO ... v PERSEMBAHAN ... vi ABSTRAK ... vii ABSTRACT ... viii PRAKATA ... ix DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR... xvi

DAFTAR LAMPIRAN... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Rumusan Masalah ... 10

C. Tujuan Penelitian ... 10

D. Spesifikasi Produk yang diharapkan ... 10

E. Pentingnya Pengembangan ... 12

F. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian ... 12

G. Definisi istilah ... 13

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR ... 15

A. Kajian Pustaka ... 15

1. Modul ... 15

a. Modul Pembelajaran ... 15

(12)

xii

c. Peran Modul Pembelajaran Berbasis Model ... 16

d. Karakteristik Modul Pembelajaran ... 17

e. Komponen-komponen Modul Pembelajaran ... 18

f. Langkah-langkah Penyusunan Modul ... 19

g. Kelebihan dan Kelemahan Modul ... 20

2. Model Stimulating Higher Order Thinking Skill (Stim-Hots) 22

a. Definisi Model Stim-HOTs ... 22

b. Komponen- komponen Model Stim-HOTs ... 22

c. Teori yang Mendasari Model Stim-HOTs ... 30

3. Keterampilan Berpikir Kritis ... 38

a. Definisi Keterampilan Berpikir Kritis ... 38

b. Aspek-aspek Keterampilan Berpikir Kritis ... 39

c. Penilaian Keterampilan Berpikir Kritis ... 43

d. Pemberdayaan Keterampilan Berpikir Kritis ... 44

e. Peranan Keterampilan Berpikir Kritis ... 45

4. Materi Metabolisme Sel ... 46

a. Enzim ... 47

b. Katabolisme... 49

c. Anabolisme ... 50

B. Kajian Penelitian yang Relevan ... ... 51

C. Kerangka Berpikir ... .... 56

BAB III METODE PENELITIAN ... .... 57

A. Jenis Penelitian ... .... 57

B. Prosedur Penelitian dan Pengembangan ... .... 58

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... .... 73

A. Hasil Studi Pendahuluan ... .... 73

1. Hasil Tahap Penelitian dan Pengumpulan Informasi ... 73

2. Hasil Tahap Perencanaan ... 78

B. Hasil Pengembangan Produk ... .... 81

(13)

xiii

2. Hasil Tahap Uji Coba Lapangan Permulaan ... 103

3. Hasil Tahap Revisi Produk Pertama ... 109

4. Hasil Tahap Uji Lapangan Terbatas ... 112

5. Hasil Tahap Revisi Produk kedua ... 113

C. Hasil Pengujian Produk ... .... 113

1. Hasil Tahap Uji Lapangan Operasional ... 113

2. Hasil Tahap Revisi Produk Akhir ... 124

D. Pembahasan ... .... 124

1. Karakteristik Modul Berbasis Stim-HOTs ... 124

2. Kelayakan Modul Berbasis Stim-HOTs... 130

3. Keefektifan Modul Berbasis Stim-HOTs ... 135

E. Perspektif Stimulasi HOTs pada Era PPDB Sistem Zonasi ... .... 152

F. Temuan Penelitian ... .... 155

G. Keterbatasan Penelitian ... .... 155

H. Publikasi Hasil Penelitian ... .... 156

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ... .... 158

A. Simpulan ... .... 158

B. Implikasi ... .... 158

C. Saran ... .... 159

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sistem Sosial pada Model Stim-HOTs ... 29

Tabel 2.2 Teori yang melandasi Model Stim-HOTs ... 31

Tabel 2.2 Indikator Keterampilan Berpikir Kritis Menurut Ennis ... 40

Tabel 3.1 Pengambilan Keputusan Revisi ... 65

Tabel 3.2 Pretest-postest Control Group Design ... 67

Tabel 3.3 Interpretasi Kriteria Skor Indeks Nilai Gain ... 70

Tabel 3.4 Interpretasi Hasil Effect Size ... 71

Tabel 4.1 Tabel Capaian Skor 8 Standar Nasional Pendidikan ... 75

Tabel 4.2 Hasil Analisis Buku Ajar Cetak di SMA Negeri 3 Surakarta . 77 Tabel 4.3 Indikator Pencapaian Kompetensi ... 82

Tabel 4.4 Format Visualisasi Modul Siswa dan Guru ... 85

Tabel 4.5 Hasil Validasi Ahli Materi pada Modul Siswa ... 104

Tabel 4.6 Hasil Validasi Ahli Materi pada Modul Guru ... 104

Tabel 4.7 Hasil Validasi Ahli Pengembangan pada Modul Siswa... 105

Tabel 4.8 Hasil Validasi Ahli Pengembangan pada Modul Guru ... 105

Tabel 4.9 Hasil Validasi Ahli Perangkat Pembelajaran dan Evaluasi .... 106

Tabel 4.10 Hasil Validasi Ahli Bahasa pada Modul Siswa ... 107

Tabel 4.11 Hasil Validasi Ahli Bahasa pada Modul Guru ... 107

(15)

xv

Tabel 4.13 Hasil Perbaikan terhadap Saran dari Validator Ahli Materi . 109 Tabel 4.14 Hasil Perbaikan terhadap Saran dari Validator Ahli Desain . 110

Tabel 4.15 Hasil Perbaikan terhadap Saran dari Validator Perangkat .... 111

Tabel 4.16 Hasil Perbaikan terhadap Saran dari Validator Ahli Bahasa 111 Tabel 4.17 Hasil Uji Lapangan Terbatas pada Praktisi Pendidikan ... 112

Tabel 4.18 Hasil Tahap Uji Lapangan Terbatas pada Kelompok Kecil . 113 Tabel 4.19 Hasil Analisis Deskriptif Nilai Pretest dan Posttest ... 114

Tabel 4.20 Hasil Analisis Rata-rata Gain Score Nilai Pretes & Posttest 115 Tabel 4.21 Hasil Uji Normalitas terhadap Rata-rata Gain Score ... 116

Tabel 4.22 Hasil Uji Homogenitas terhadap Rata-rata Gain Score ... 116

Tabel 4.23 Hasil Uji T Independent Sample terhadap N gain score ... 117

Tabel 4.24 Hasil Analisis Uji Effect Size ... 118

Tabel 4.25 Hasil Analisis Aspek Berpikir Kritis Kelas Eksperimen ... 118

Tabel 4.26 Hasil Analisis Aspek Berpikir Kritis Kelas Eksiting ... 119

Tabel 4.27Hasil Penilaian Angket pada Uji Operasional... 120

Tabel 4.28 Hasil Observasi Keterlaksanaan Sintaks pada Guru ... 121

(16)

xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kerangka Berpikir Penelitian ... 56

Gambar 4.1 Analisis Profil Awal Keterampilan Berpikir Kritis Siswa .. 77

Gambar 4.2 Sub Pokok Materi Metabolisme Sel ... 79

Gambar 4.3 Sampul Modul Siswa ... 86

Gambar 4.4 Tampilan pada Bagian Orientasi pada Modul Siswa ... 89

Gambar 4.5 Tampilan Bagian Bertanya pada Modul Siswa ... 90

Gambar 4.6 Tampilan Kegiatan Eksplorasi dengan Praktikum ... 91

Gambar 4.7 Tampilan Kegiatan Eksplorasi dengan Literatur ... 91

Gambar 4.8 Tampilan Kegiatan Diskusi pada Modul Siswa ... 92

Gambar 4.9 Tampilan pada Bagian Eksplanasi pada Modul Siswa... 93

Gambar 4.10 Tampilan Bagian Refleksi Diri pada Modul Siswa ... 93

Gambar 4.11 Tampilan Bagian Uraian Materi pada Modul Siswa ... 94

Gambar 4.12 Tampilan Info Biologi pada Modul Siswa ... 95

Gambar 4.13 Tampilan Rangkuman pada Modul Siswa ... 95

Gambar 4.14 Tampilan Soal Evaluasi pada Modul Siswa ... 96

Gambar 4.15 Tampilan Sampul Modul Guru ... 97

Gambar 4.16 Tampilan Halaman Pendahuluan pada Modul Guru ... 98

Gambar 4.17 Tampilan Matriks Modul Kegiatan Belajar ... 99

(17)

xvii

Gambar 4.19 Tampilan Konfirmasi pada Kegiatan Aktivitas Siswa ... 100

Gambar 4.20 Tampilan Konfirmasi Jawaban Evaluasi Modul Guru ... 101

Gambar 4.21 Tampilan Halaman Penilaian pada Modul Guru ... 101

Gambar 4.22 Perbandingan Hasil Validasi ahli terhadap Modul ... 108

Gambar 4.23 Perbandingan Aspek Kelas Eksperimen dan Eksiting ... 120

Gambar 4.24 Keterlaksanaan Sintaks pada Aktivitas Guru ... 122

(18)

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 . Hasil Analisis Ujian Nasional... 172

Lampiran 2. Analisis Data 8 Standar Nasional Pendidikan ... 178

Lampiran 3. Hasil Wawancara Guru dan Siswa ... 200

Lampiran 4. Hasil Analisis Kuesioner Kebutuhan untuk Guru ... 204

Lampiran 5. Hasil Analisis Kuesioner Kebutuhan untuk Siswa ... 213

Lampiran 6. Hasil Observasi Pembelajaran di Kelas ... 219

Lampiran 7. Hasil Analisis Buku Ajar ... 221

Lampiran 8. Analisis Profil Awal Keterampilan Berpikir Kritis ... 235

Lampiran 9. Matriks Modul Stim-HOTs ... 248

Lampiran 10. RPP Hasil Pengembangan ... 295

Lampiran 11. Hasil Validasi Ahli Materi ... 328

Lampiran 12. Hasil Validasi Ahli Desain Pengembangan Modul ... 335

Lampiran 13. Hasil Validasi Perangkat Pembelajaran dan Evaluasi ... 337

Lampiran 14. Hasil Validasi Ahli Bahasa ... 338

Lampiran 15. Hasil Uji Lapangan Terbatas pada Praktisi Pendidikan ... 339

Lampiran 16. Hasil Uji Lapangan Terbatas pada Kelompok Kecil ... 342

Lampiran 17. Hasil Uji Normalitas dan Homogenitas Tes Profil Awal . 343 Lampiran 18. Hasil Gain Score Kelas Eksperimen ... 345

(19)

xix

Lampiran 20. Hasil Uji Normalitas terhadap N gain score ... 349

Lampiran 21. Hasil Uji T Independent Sample & Uji Effect Size ... 350

Lampiran 22. Hasil Analisis Penilaian Angket pada Uji Lapangan... 352

Lampiran 23. Hasil Keterlaksanaan Sintaks pada Aktivitas Guru & Siswa 354 Lampiran 24. Surat Izin Penelitian... 357

Lampiran 25. Surat Validasi ... 358

Lampiran 26. Surat telah Melakukan Penelitian ... 362