i
PENGEMBANGAN MODUL MUTASI GENETIK BERBASIS CREATIVE PROBLEM SOLVING SEBAGAI USAHA
MEMBERDAYAKAN PROBLEM SOLVING SKILL MAHASISWA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Pendidikan Biologi
Disusun Oleh :
Ghoffar Ismail Amar S101808006
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
commit to user 2021
commit to user
iii
“PENGEMBANGAN MODUL MUTASI GENETIK BERBASIS CREATIVE PROBLEM SOLVING SEBAGAI USAHA
MEMBERDAYAKAN PROBLEM SOLVING SKILL MAHASISWA”
Oleh :
GHOFFAR ISMAIL AMAR S101808006
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
APRIL 2021
commit to user
commit to user
iv commit to user
v
ABSTRAK
Ghoffar Ismail Amar. S101808006. PENGEMBANGAN MODUL MUTASI GENETIK BERBASIS CREATIVE PROBLEM SOLVING SEBAGAI USAHA MEMBERDAYAKAN PROBLEM SOLVING SKILL MAHASISWA. Tesis.
Surakarta: Pascasarjana. Universitas Sebelas Maret Surakarta. April. 2021
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Menghasilkan modul mutasi genetik berbasis creative problem solving untuk meningkatkan problem solving skill mahasiswa, 2) Menilai kelayakan modul mutasi genetik berbasis creative problem solving untuk meningkatkan problem solving skill mahasiswa, 3) Menguji keefektivan modul mutasi genetik berbasis creative problem solving untuk meningkatkan problem solving skill mahasiswa.
Pengembangan yang dilakukan menggunakan model prosedural dengan mengadaptasi model Research and Development (R&D) Borg dan Gall. Uji coba lapangan modul menggunakan setting pre experimental pretest-postest design. Teknik pengambilan sampel digunakan teknik random sampling. Populasi penelitian adalah seluruh mahasiswa semester 5 Program Sarjana Pendidikan Biologi Universitas Sebelas Maret Tahun pelajaran 2019/2020. Teknik pengumpulan data problem solving mahasiswa menggunakan tes essay yang di susun berdasarkan aspek problem solving Polya dalam Carifio (2015) yang terdiri atas understanding the problem; devising a plan; carry out the plan; look back. Uji hipotesis penelitian menggunakan paired t-test dengan bantuan program SPSS 17.
Hasil penelitian dan pengembangan: 1) karakteristik modul pada materi mutasi genetik dikembangkan berdasarkan sintaks Creative Problem Solving (CPS) yang terdiri atas 6 tahap yaitu mess finding, fact finding, problem finding, idea finding, solution finding, dan acceptance finding; 2) Validtitas dan kelayakan modul mutasi genetik berbasis CPS dilakukan melalui uji validasi ahli, penilaian praktisi, serta uji coba lapangan terbatas yang menunjukkan kualifikasi baik sampai dengan sangat baik; 3) Keefektivan modul mutasi genetik berbasis CPS ditunjukkan berdasarkan rata-rata skor N-gain yang memiliki kategori sedang (0.53), hal tersebut menunjukkan bahwa modul CPS cukup efektif dalam meningkatakan kemampuan problem solving mahasiswa. Modul mutasi genetik berbasis CPS efektif untuk memberdayakan problem solving mahasiswa pada semua sub-materi yakni mutasi spontan, induksi, somatik, gametik; mutasi kromosom, gen, kelainan sindrom; mutasi dominan, resesif, x-linked; mutasi kanker, perhitungan mutasi, dan teknologi pendeteksian mutasi.
Kata kunci: creative problem solving, modul, mutasi genetik, problem solving skill.
commit to user
vi
ABSTRACT
Ghoffar Ismail Amar. S101808006. DEVELOPMENT OF CREATIVE PROBLEM SOLVING BASED GENETIC MUTATION MODULE TO EMPOWER STUDENTS PROBLEM SOLVING SKILL. Tesis. Surakarta: Pascasarjana.
Universitas Sebelas Maret Surakarta. April. 2021
This study aims to: 1) Produce a genetic mutation module based on creative problem solving to improve student problem solving skills, 2) Assess the feasibility of a creative problem solving-based genetic mutation module to improve student problem solving skills, 3) Test the effectiveness of a creative problem solving-based genetic mutation module to empower student problem solving skills.
The CPS module was developed on the basis of research and development (R&D) according to the Borg and Gall method and presented as mutation module for genetic material. A group pre-test and post-test design was applied by undergraduate students of biological education. A total of 17 students from 5th semester of the Biology Education Undergraduate Program, Sebelas Maret University, for the 2019/2020 academic year were accepted as participants and treated for pre-test and post-test. The instrument used for the collection of data was an essay test design based on Polya’s indicators of problem solving skills in Carifio (2015) which consists of understanding the problem; devising a plan; carry out the plan; look back. Research hypothesis testing using paired t-test with the help of the SPSS 17 program.
Research and development results: 1) module characteristics on genetic mutation material are developed based on Creative Problem Solving (CPS) syntax which consists of 6 stages: mess finding, fact-finding, problem finding, idea finding, solution finding, and acceptance finding; 2) The validity and feasibility of the CPS-based genetic mutation module are carried out through expert validation tests, practitioner assessments, and limited field trials that show good to very good qualifications; 3) The effectiveness of the CPS-based genetic mutation module is shown based on the average N-gain score which is in the medium category (0.53), this shows that the CPS module is quite effective in increasing students' problem-solving abilities. The CPS-based genetic mutation module is effective for empowering student problem-solving in all sub-materials: spontaneous mutations, induced mutations, somatic mutations, gametic mutations; chromosome mutations, genes, syndrome disorders; dominant, recessive, x-linked mutations; cancer, mutations calculation, and mutation detection technology.
Keywords: creative problem solving, modul, genetic mutation, problem solving skill.
commit to user
vii PRAKATA
Segala Puji bagi Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan tesis dengan judul “PENGEMBANGAN MODUL MUTASI GENETIK BERBASIS CREATIVE PROBLEM SOLVING SEBAGAI USAHA MEMBERDAYAKAN PROBLEM SOLVING SKILL MAHASISWA”.
Tesis ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam mendapatkan gelar magister pada Program Studi Pendidikan Biologi, Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari dalam penyusunan tesis ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak, untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada yang terhormat:
1. Prof. Drs. Sutarno, M.Sc., Ph.D., selaku Direktur Pascasarjana Universitas Sebelas Maret.
2. Dr. Bowo Sugiharto, M.Pd., selaku Kepala Program Studi Pendidikan Biologi, Pascasarjana Universitas Sebelas Maret.
3. Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan inspirasi, bimbingan, motivasi dan arahan dalam penyusunan tesis ini.
4. Prof. Dr. rer. nat. Sajidan, M.Si., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan pengarahan dan bimbingannya dalam menyusun tesis ini.
5. Alanindra Saputra, S.Pd., M.Sc., selaku Dosen Pengampu Mata Kuliah Genetika Mahasiswa Semester 5 Program Studi S1 Pendidikan Biologi FKIP UNS.
6. Berbagai pihak yang membantu penyusunan tesis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak terdapat kekurangan karena keterbatasan penulis. Saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Surakarta, April 2021
Penulis
commit to user
viii DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERNYATAAN... ii
HALAMAN PENGAJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN UJIAN TESIS ... iv
HALAMAN ABSTRAK ... v
HALAMAN ABSTRACT... vi
HALAMAN PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
DAFTAR PUBLIKASI ... xvii
BABI PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 6
C. Tujuan Penelitian... 7
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ... 7
E. Manfaat Penelitian ... 9
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ... 10
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS A. Kajian Teori ... 11
1. Problem Solving ... 11
2. Modul ... 13
3. Creative Problem Solving ... 16
4. Materi Mutasi genetik ... 20
a. Pengertian Mutasi Genetik ... 20
b. Mutasi Spontan ... 21 c. Mutasi Induksi ... commit to user 22
ix
d. Mutasi Somatik ... 24
e. Mutasi Gametik ... 25
f. Mutasi Kromosom ... 25
1) Perubahan Jumlah Kromosom ... 25
2) Perubahan Struktur Kromosm ... 27
g. Mutasi Gen ... 31
1) Subtitusi Basa Nitrogen... 31
2) Missens Mutation ... 32
3) Silent Mutation ... 33
4) Nonsense Mutation... 33
5) Frameshift Mutation ... 33
h. Mutan Dominan & Resesif ... 34
i. Mutasi Kanker ... 37
1) Benign Tumors ... 37
2) Maglinant Tumors... 37
j. Perhitungan Jumlah Mutasi ... 38
k. Teknologi Pendeteksian Mutasi ... 41
B. Kerangka Berpikir ... 46
BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian ... 50
B. Prosedur Penelitian ... 50
1. Penelitian dan Pengumpulan Data ... 50
a. Studi Literatur ... 51
b. Studi Lapangan ... 51
2. Perencanaan ... 53
3. Pengembangan Produk Awal ... 53
4. Uji Coba Produk Awal ... 54
5. Revisi Produk I ... 55
6. Uji Coba Lapangan Terbatas ... 55
7. Revisi Produk Tahap II ... 56 8. Uji Lapangan Operasional ... commit to user 56
x
a. Desain Penelitian ... 56
b. Subjek Pengujian ... 56
c. Jenis Data ... 56
d. Metode Pengumpulan Data ... 56
e. Teknik Analisis Data ... 59
f. Indikator Kelayakan Modul ... 60
9. Revisi Produk Akhir ... 60
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ... 61
1. Hasil Studi Pendahuluan ... 61
a. Studi Literatur ... 61
b. Studi Lapangan ... 62
2. Hasil Tahap Perencanaan ... 65
3. Hasil Tahap Pengembangan Produk Awal ... 65
4. Hasil Tahap Uji Coba Produk Awal ... 72
5. Hasil Tahap Revisi Produk I ... 75
6. Hasil Tahap Uji Coba Lapangan Terbatas ... 77
7. Hasil Tahap Revisi Produk Tahap II ... 78
8. Hasil Tahap Uji Lapangan Operasional ... 78
a. Data Hasil Problem Solving Mahasiswa ... 79
b. Data Penilaian Modul Oleh Mahasiswa ... 80
c. Keefektivitasan Penggunaan Modul Berbasis CPS ... 80
9. Hasil Tahap Revisi Produk Akhir ... 82
B. Pembahasan... 83
1. Produk Modul Mutasi Genetik Berbasis CPS ... 83
a. Materi Mutasi Kanker pada Modul... 85
b. Materi Perhitungan Mutasi Genetik ... 87
c. Materi Teknologi Pendeteksian Mutasi Genetik ... 91
2. Kelayakan Modul CPS pada Materi Mutasi Genetik... 94 3. Keefektivitasan Modul CPS dalam Meningkatkan Problem
Solving ... commit to user 94
xi
C. Nilai-nilai Kebaruan ... 103 D. Keterbatasan Penelitian ... 104 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ... 105 B. Saran ... 105 Daftar Pustaka ... 107
commit to user
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Perbedaan Mutasi Somatik & Gametik ... 24
Gambar 2.2 Delesi Kromosom ... 28
Gambar 2.3 Duplikasi Kromosom ... 29
Gambar 2.4 Inversi Parasentrik & Perisentrik ... 30
Gambar 2.5 Translokasi Kromosom ... 31
Gambar 2.6 Transisi & Transversi ... 32
Gambar 2.7 Perbandingan Silent, Missense, Nonsense, & Frameshift Mutation ... 34
Gambar 2.8 Pewarisan Mutasi Autosomal Dominant ... 36
Gambar 2.9 Pewarisan Mutasi Autosomal Recessive... 36
Gambar 2.10 Pewarisan Mutasi X Linked... 36
Gambar 2.11 Metagenesis ... 38
Gambar 2.12 Kode Asam Amino ... 40
Gambar 2.12 Kode Asam Amino Tiga Huruf & Satu Huruf ... 40
Gambar 2.13 PCR ... 41
Gambar 2.14 DNA Sequencing ... 44
Gambar 2.15 DGGE ... 45
Gambar 2.16 Kerangka Berpikir ... 49
Gambar 4.1 Cover Modul Mutasi Genetik Berbasis CPS ………. 67
Gambar 4.2 Tahapan Mess Finding dan Fact Finding ………. 68
Gambar 4.3 Jawaban Mess Finding Dan Fact Finding Mahasiswa pada Materi Mutasi Kromosom Yang Menyebabkan Kelainan Sindrom………. 68
Gambar 4.4 Jawaban Mess Finding Dan Fact Finding Mahasiswa pada Materi Mutasi Penyakit Myxoma Dan Kanker Paru- Paru ………... 68
Gambar 4.5 Tahapan Problem Finding ………. 69 commit to user
xiii
Gambar 4.6 Jawaban Problem Finding Mahasiswa pada Materi Mutasi Kromosom ……….… 69 Gambar 4.7 Tahapan Idea Finding dan Solution Finding ... 70 Gambar 4.8 Jawaban Idea Finding Mahasiswa pada Materi
Perhitungan Jumlah Mutasi Silent Mutation Dan Real Mutation ………... 70 Gambar 4.9 Jawaban Solution Finding Mahasiswa pada Materi Risiko
Kanker Payudara Wanita …... 70 Gambar 4.10 Tahapan Acceptance Finding ………... 71 Gambar 4.11 Jawaban Acceptance Finding Mahasiswa pada Materi
Mutasi Kromosom dan Mutasi Gen ………... 71 Gambar 4.12 Fenomena Harimau Albino Merupakan Hasil Mutasi
Persilangan pada Modul …………... 85 Gambar 4.13 Artikel Tentang Kasus Kanker Paru-Paru di Amerika
yang Disajikan dalam Modul ………. 86 Gambar 4.14 Hasil Jurnal Penelitian Suranto et al (1998) Mengenai
Mutasi pada JGMV (Johnsongrass mosaic potyvirus) yang Disajikan dalam Modul... 87 Gambar 4.15 Jawaban Mahasiswa dalam Analisis Perhitungan Jumlah
Silent Mutation dan Real Mutation pada JGMV ………... 88 Gambar 4.16 Aktivitas Exploring Genomic dengan Membandingkan
Dua Sekuens Asam Amino Gen BCAS1………... 89 Gambar 4.17 Jawaban Mahasiswa pada Analisis Mutasi Asam Amino
Gen BCAS1 dengan Menggunakan ExPasy... 89 Gambar 4.18 Proses Elaborasi Jawaban Mahasiswa Mengenai
Pengkodean Asam Amino Satu Huruf dan Pengkodean Triplet Kodon dalam Modul………... 90 Gambar 4.19 Teknologi Pendeteksian Mutasi Genetik yang Disajikan
dalam Modul... 92 Gambar 4.20 Jumlah siswa pada setiap level problem solving skill
pretest-posttest ... 97 commit to user
xiv
Gambar 4.21 Perbandingan Skor Setiap Aspek Problem Solving ... 97 Gambar 4.22 Keterkaitan Komponen CPS dan Aspek Problem Solving
... 99
commit to user
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Jenis dan Sifat Radiasi Pengion Mutasi Induksi ...….... 23
Tabel 2.2 Contoh Penyimpangan Numerik ...…... 27
Tabel 2.2 Perbedaan perubahan basa dan asam amino JGMV-Jg & JGMV Krish ... 38
Tabel 3.1 Pengambilan Keputusan Revisi ... 54
Tabel 3.2 Rubric for Scoring Polya Problem Solving ... 57
Tabel 3.3 Kriteria Problem Polving Skill Level ... 58
Tabel 3.4 Kriteria Normalisasi Gain Score ……….. 59
Tabel 4.1 Aktivitas siswa pada pembelajaran CPS ... 72
Tabel 4.2 Skor Validasi Modul oleh Ahli ... 73
Tabel 4.3 Skor Revisi Validasi Materi ……… 74
Tabel 4.4 Skor Validasi oleh Praktisi ……... 75
Tabel 4.5 Saran dan Perbaikan Produk oleh Validator ... 76
Tabel 4.6 Skor Uji Coba Lapangan Terbatas ... 77
Tabel 4.7 Saran dan Perbaikan Produk II ...…... 78
Tabel 4.8 Uji Normalitas ... 79
Tabel 4.9 Rata-rata Pretest & Post-test ……..……... 79
Tabel 4.10 Penilaian Modul oleh Mahasiswa ... 80
Tabel 4.11 Paired Samples Test ... 81
Tabel 4.12 Hasil Skor N-gain... 81
Tabel 4.13 Saran Siswa pada Uji Coba Lapangan Operasional …….... 82
commit to user
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. RPS ... 118
Lampiran 2. Matriks Pengembangan Modul ... 137
Lampiran 3. Tes Kemampuan Problem Solving ... 146
Lampiran 4. Profil Awal Kemampuan Problem Solving... 157
Lampiran 5. Hasil Wawancara Mahasiswa ………... 158
Lampiran 6. Hasil Kuesioner Analisis Kebutuhan Mahasiswa... 161
Lampiran 7. Hasil Kuesioner Analisis Kebutuhan Dosen ……….. 167
Lampiran 8. Hasil Validasi Ahli …………... 173
Lampiran 9. Hasil Validasi Praktisi ………... 183
Lampiran 10. Hasil Penilaian Modul oleh Dosen …... 187
Lampiran 11. Hasil Uji Efektivitas ……... 189
Lampiran 12. Hasil Perhitungan Skor Pre-test dan Post-test……... 199
Lampiran 13. Skor Keterlaksanaan Proses CPS ……… 202
Lampiran 14. Hasil Penilaian Modul oleh Siswa …... 203
Lampiran 15. Dokumentasi ………... 206
commit to user
xvii
DAFTAR PUBLIKASI
No Nama
Author Tahun Judul Artikel
Nama Jurnal / Prosiding / Conferences
Status
1. Ghoffar Ismail Amar, Suranto, Sajidan
2020 The Use of Creative Problem Solving Based Genetik Mutation Module in Higher Education
International Journal of Higher Education – Scopus Indexed (Q4)
Published E-Version
Volume 10, No 3, hal 33-45;
2021 URL:
https://doi.org/10.5430/ijhe.v10n3 p33
2. Ghoffar Ismail Amar, Suranto, Sajidan
2020 Validity of Creative Problem Solving Based Genetik
Mutation Module for Undergraduate Students
International Conference on Environmental , and
Sustainability Development (ICESD)
Under Review
commit to user
