commit to user
i
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS
INKUIRI TERBIMBING PADA MATERI FLUIDA DINAMIS
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS
SISWA SMA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Dardiri NIM S831402016
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
commit to user
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS
INKUIRI TERBIMBING PADA MATERI FLUIDA DINAMIS
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS
SISWA SMA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Dardiri NIM S831402016
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
commit to user
commit to user
commit to user
commit to user
vi
MOTTO
“Just do the exercises diligently
then you will know what you have understood and have not” Lakukan saja latihan dengan tekun
maka kamu akan mengetahui apa yang sudah kamu pahami dan apa yang belum.
(Nasehat Arnold Sommerfeld kepada muridnya Werner Heisenberg)
“The scientist does not study nature because it is useful; he studies it because he delights in it,
and he delights in it because it is beautiful.
If nature were not beautiful, it would not be worth knowing, and if nature were not worth knowing, life would not be worth living”.
Sang ilmuan tidak mempelajari alam karena manfaatnya; ia mempelajarinya karena ia menyukainya,
dan ia menyukainya karena keindahannya.
Jika alam tidak indah, maka alam tidak patut untuk dipelajari, dan jika alam tidak patut dipelajari, maka kehidupan tidak patut dijalani.
commit to user
vii
PERSEMBAHAN
Tesis ini saya persembahkan kepada orang tuaku Ibunda Siti Aminah; atas do’a yang selalu mengalir,
kasih sayang, bimbingan dan materi serta pengorbanan tak terhingga.
Kakak dan adikku tercinta Mbak Is, Kang Tono, dan Dek Fitri. Ponakanku Dek Firoh dan Dek Ais, yang selalu memberikan motivasi.
Almamater tercinta,
Magister Pendidikan Sains Minat Utama Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
commit to user
viii
Dardiri. 2015. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada
Materi Fluida Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa SMA. Tesis. Pembimbing: Dr. Sarwanto, M.Si. Kopembimbing: Prof. Dra.
Soeparmi, M.A., Ph.D. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis perlu dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Penelitian pengembangan ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan karakteristik modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis, (2) memperoleh modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis yang telah memenuhi kriteria kelayakan, (3) mengetahui peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa setelah mengikuti pembelajaran menggunakan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing hasil pengembangan.
Penelitian ini merupakan Research and Development (R&D) dengan mengacu model 4-D (four D model) yang dikemukakan oleh Thiagarajan (1974). Modul disusun dengan tahapan inkuiri terbimbing yang terdiri dari merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis, dan menyimpulkan. Selain itu, modul juga dilengkapi dengan kemampuan berpikir kritis. Modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, bahasa, penyajian, dan kegrafikan, serta uji coba kelas kecil dan kelas besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika. Pengumpulan data penelitian menggunakan angket, pedoman observasi, wawancara analisis kebutuhan, lembar validasi, tes kemampuan berpikir kritis, angket psikomotorik, angket afektif, angket respon, dan angket disseminate. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis data deskriptif, pada tahap design dengan analisis data kualitatif, pada tahap develop untuk data validasi modul menggunakan nilai cut off dan data kemampuan berpikir kritis siswa dianalisis menggunakan uji t berpasangan dan dihitung dengan N-Gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate menggunakan analisis data deskriptif yang dikonversi menjadi kategori kualitas dengan skala 3.
Hasil penelitian ini adalah: (1) karakteristik modul fisika yang dikembangkan memuat tahapan inkuiri terbimbing pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen kemampuan berpikir kritis yang terdapat pada soal evaluasi; (2) modul dikategorikan layak berdasarkan ahli materi, ahli media, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai rata-rata 82,92 lebih besar dari nilai minimum kelayakan 81,57. Serta didukung dengan respon baik dari siswa dan hasil disseminate yang mengkategorikan modul sangat baik; (3) kemampuan berpikir kritis siswa setelah mengikuti proses pembelajaran menggunakan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing materi fluida dinamis mengalami peningkatan dalam kategori sedang dengan N-gain sebesar 0,65, untuk aspek membuat inferensi mengalami peningkatan tertinggi sedangkan untuk peningkatan terendah pada aspek mengatur strategi dan teknik.
Kata kunci: modul fisika berbasis inkuiri terbimbing, kualitas modul,
commit to user
ix
Dardiri. 2015. The Development of Physics Module Based on Guided Inquiry of
Dynamic Fluid to Increase Senior High School Student’s Critical Thinking Skill. Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si. Co-Consultant: Prof. Dra. Soeparmi, M.A.,
Ph.D. Thesis. Surakarta. Science Education Magister Department, Sebelas Maret University of Surakarta.
ABSTRACT
Physics module based on guided inquiry in the chapter dynamic fluid was developped to improve students critical thinking skills. Purpose of this research was: (1) describe the characteristic of the Physics module based on guided inquiry in a dynamic fluid chapters, (2) get the Physics module based on guided inquiry in a dynamic fluid chapters who are eligible based on criteria, (3) increase the student's critical thinking skills after being participate in learning process with use the physics module based on guided inquiry method as result of development research.
This research method was Research and Development (R&D) by Thiagarajan (1974). The module was arranged with a step of guided inquiry which consists of formulating the problem, formulating hypotheses, collecting data, testing hypotheses, and define the conclusions. In addition, this module is also equipped with critical thinking skills. The module is assessed based on the feasibility of contents, languages, presentation and graphics, as well as trials (limited and extensive) to student, and the deployment phase in physics teacher. Data collected by using questionnaires, guidelines of observation and interviews about needs analysis, validation sheet, test of critical thinking skills, psychomotoric questionnaires, affective questionnaire, questionnaire of responses and the disseminate questionnaire. Analysis of the data used on define step was descriptive data analysis, the design phase using qualitative data analysis, develop step for data of validation modul is using a cut off and data of critical thinking skills were analyzed by paired t-test and calculated with N-gain normalization, finally step of disseminate used descriptive analysis which converted into third scale of quality categories.
The Results of this study as follows: (1) the characteristics of physics module loaded stages guided inquiry methods for each learning activities with critical thinking skills components which contained in evaluation assessments; (2) module which are categorized as proper based on (materials experts, media specialists, teacher, and peers) that shows the average score of 82,92 > minimum score of properly 81,57. And supported by the good response from students and disseminate results categorizing as a very good module; (3) the use physic module based on guided inquiry in learning process can improve critical thinking skills students categorizing as a medium with N-gain score 0,65. For highest aspect increase is making inferences and the lowest aspect is manage strategies and technique.
Key words: Physics module based on guided inquiry, module quality, critical
commit to user
x
PRAKATA
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah menganugerahkan Karunia dan Rahmat-Nya kepada umat manusia. Sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, guru tauladan seluruh umat manusia, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul:
“Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Materi Fluida Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa SMA”.
Dalam penyusunan tesis ini penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terimakasih kepada:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. Sarwanto, M.Si., Selaku Pembimbing yang tanpa lelah memberikan pengarahan, bimbingan, semangat dan ilmu kepada penulis demi kesempurnaan dan terselesaikannya tesis ini.
4. Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., selaku Kopembimbing yang penuh dengan kearifan telah bersedia memberikan bimbingan kepada penulis.
5. Bapak dan Ibu Dosen Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang sangat berguna bagi penulis.
6. Bapak Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D., dan Ibu Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., validator ahli produk awal dalam penelitian pengembangan ini.
7. Ibu M.Y Retna Tinon Kawuri, S.Pd. dan Ibu Susilowati, M.Pd. validator guru fisika untuk produk awal dalam penelitian pengembangan ini.
commit to user
xi
8. Saudari Ayang Kinasih, S.Pd., saudara M. Irkham Lutfi Anshori, S.Pd.Si., dan saudara M. Reza Primadi, S.Pd., peer review produk awal dalam penelitian ini.
9. Kepala Sekolah SMA Negeri 1 Piyungan Bantul yang telah memberikan izin dan mempermudah jalannya penelitian.
10. Adik-adik siswa kelas XI MIA 1 dan kelas XI MIA 2 yang telah berpartisipasi dalam penelitian.
11. Rekan-rekan mahasiswa Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta selalu memberikan semangat dan segala bantuan.
12. Serta semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan tesis ini, yang namanya tidak bisa disebutkan satu persatu.
Akhirnya dengan segala keterbatasan, penulis berharap tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak. Amin.
Surakarta, 13 Januari 2016
commit to user xii DAFTAR ISI Halaman JUDUL LUAR ... i JUDUL DALAM ... ii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ... iii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iv PENGESAHAN PENGUJI ... v MOTTO ... vi PERSEMBAHAN ... vii ABSTRAK ... viii ABSTRACT ... ix PRAKATA ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 6
C. Tujuan Pengembangan ... 6
D. Spesifikasi Produk yang Diharapkan ... 6
E. Keterbatasan Pengembangan ... 8
F. Manfaat penelitian ... 8
G. Daftar Istilah ... 9
BAB II LANDASAN TEORI ... 10
A. Tinjauan Pustaka ... 10
1. Teori-teori Belajar ... 10
2. Pembelajaran Fisika ... 16
3. Media Pembelajaran ... 17
commit to user
xiii
5. Metode Inkuiri Terbimbing ... 30
6. Kemampuan Berpikir Kritis ... 34
7. Hubungan Pembelajaran Inkuiri Terbimbing dengan Kemampuan Berpikir Kritis ... 37
8. Fluida Dinamis ... 40
B. Penelitian yang Relevan ... 53
C. Kerangka Berpikir ... 56
BAB III METODE PENELITIAN ... 60
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 60
B. Prosedur Pengembangan ... 60
1. Tahap Pendefinisan (Define) ... 62
2. Tahap Perancangan (Design) ... 62
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 64
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 66
C. Instrumen Pengumpulan Data ... 66
1. Tahap Pendefinisan (Define) ... 66
2. Tahap Perancangan (Design) ... 67
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 67
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 74
D. Teknik Analisis Data ... 74
1. Analisis Kebutuhan ... 74
2. Analisis Kualitas Produk ... 75
3. Analisis Keterbacaan Modul ... 77
4. Analisis Respon Siswa dan Guru Fisika ... 77
5. Analisis Data Tes ... 79
6. Analisis Psikomotorik ... 81
7. Analisis Afektif ... 82
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 83
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ... 83
1. Tahap Pendefinisian (Define) ... 83
commit to user
xiv
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 92
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 110
B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ... 110
1. Pembahasan Hasil Pendefinisian (Define) ... 110
2. Pembahasan Hasil Perancangan (Design) ... 113
3. Pembahasan Hasil Pengembangan (Develop) ... 117
4. Pembahasan Hasil Penyebaran (Disseminate) ... 134
BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN ... 136
A. Kesimpulan ... 136
B. Implikasi ... 137
C. Saran ... 138
DAFTAR PUSTAKA ... 139
commit to user
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Hubungan Media Pembelajaran dengan Tujuan Pembelajaran ... 21
Tabel 2.2 Tahapan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing ... 34
Tabel 2.3 Proses dan Kata-kata Oprasional Berpikir Kritis ... 36
Tabel 2.4 Hubungan Tahapan Inkuiri Terbimbing, Kegiatan Modul dan Kemampuan Berpikir Kritis ... 39
Tabel 2.5 Hubungan Tahapan Inkuiri Terbimbing, Modul dan Kemampuan Berpikir Kritis ... 57
Tabel 3.1 Kriteria Validitas Soal ... 71
Tabel 3.2 Interpretasi Tingkat Kesukaran ... 73
Tabel 3.3 Kualifikasi Daya Pembeda ... 74
Tabel 3.4 Klasifikasi Rentang Angket Analisis Kebutuhan Siswa ... 75
Tabel 3.5 Kriteria Kategori Penilaian Ideal ... 76
Tabel 3.6 Klasifikasi Rentang Skor Keterbacaan Modul ... 77
Tabel 3.7 Kriteria Skor Rata-Rata menjadi Nilai dengan Kriteria ... 78
Tabel 3.8 Kategori Kemampuan Berpikir Kritis Siswa ... 79
Tabel 3.9 Kriteria Tingkat Gain ... 79
Tabel 3.10 Kriteria Penilaian Psikomotorik ... 81
Tabel 3.11 Kriteria Penilaian Afektif ... 82
Tabel 4.1 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru ... 84
Tabel 4.2 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa ... 85
Tabel 4.3 Analisis Aktivitas Berpikir Kritis Siswa ... 87
Tabel 4.4 Desain Isi Modul Berdasarkan Analisis Kebutuhan ... 88
Tabel 4.5 Hasil Validasi Produk oleh Ahli Materi ... 92
Tabel 4.6 Hasil Validasi Produk oleh Ahli Media ... 93
Tabel 4.7 Hasil Validasi Produk oleh Guru Fisika ... 94
Tabel 4.8 Hasil Validasi Produk oleh Peer Review ... 95
Tabel 4.9 Hasil Analisis Cut Off Score ... 95
commit to user
xvi
Tabel 4.11 Hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Kelas Kecil ... 97
Tabel 4.12 Kategori Angket Keterbacaan Modul pada Uji Kelas Kecil ... 98
Tabel 4.13 Saran dan Hasil Revisi dari Uji Kelas Kecil ... 98
Tabel 4.14 Deskripsi Data Kemampuan Berpikir Kritis ... 99
Tabel 4.15 Distribusi Kemampuan Berpikir Kritis ... 100
Tabel 4.16 Data Setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ... 101
Tabel 4.17 N-Gain Setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ... 102
Tabel 4.18 Hasil Uji Normalitas Pretest Dan Posttest ... 103
Tabel 4.19 Hasil Uji Homogenitas Pretest Dan Posttest ... 103
Tabel 4.20 Hasil Uji t Pretest Dan Posttest ... 104
Tabel 4.21 Hasil Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran Inkuiri Terbimbing ... 104
Tabel 4.22 Deskripsi Data Penilaian Aspek Psikomotorik ... 105
Tabel 4.23 Distribusi Penilaian Aspek Psikomotorik ... 106
Tabel 4.24 Deskripsi Data Hasil Penilaian Aspek Afektif ... 107
Tabel 4.25 Distribusi Penilaian Aspek Afektif ... ` 108
Tabel 4.26 Deskripsi Data Hasil Angket Respon Siswa ... 109
Tabel 4.27 Respon Guru Fisika Terhadap Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing ... 110
commit to user
xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kerucut Pengalaman Edgar Dale ... 20
Gambar 2.2 Debit Fluida yang Masuk Sama dengan yang Keluar ... 41
Gambar 2.3 Penentuan Viskositas Fluida ... 42
Gambar 2.4 Benda Jatuh Bebas dalam Fluida Kental ... 44
Gambar 2.5 Volume dalam Aliran Laminar yang Melewati Pipa ... 45
Gambar 2.6 Kebocoran pada Tabung ... 52
Gambar 2.7 Model Kerangka Berpikir ... 59
Gambar 3.1 Alur Penelitian Pengembangan ... 61
Gambar 4.1 Histogram Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru ... 84
Gambar 4.2 Histogram Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa ... 85
Gambar 4.3 Histogram Kemampuan Berpikir Kritis ... 101
Gambar 4.4 Histogram setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ... 102
Gambar 4.5 Histogram Keterlaksanaan Sintaks Inkuiri Terbimbing ... 105
Gambar 4.6 Histogram Distribusi Penilaian Aspek Psikomotorik ... 107
Gambar 4.7 Histogram Distribusi Penilaian Aspek Afektif ... 109
Gambar 4.8 Asap yang Naik Dari Rokok ... 121
Gambar 4.9 Asap yang Naik dari Obat Nyamuk ... 121
commit to user
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Pra Penelitian ... 144
Lampiran 2 Desain Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing ... 172
Lampiran 3 Validasi Instrumen Penelitian ... 180
Lampiran 4 Uji Coba Butir Soal ... 233
Lampiran 5 Angket Keterbacaan Modul ... 252
Lampiran 6 Instrumen Pembelajaran ... 258
Lampiran 7 Data Kemampuan Berpikir Kritis ... 437
Lampiran 8 Data Aspek Psikomotorik ... 469
Lampiran 9 Data Aspek Afektif ... 478
Lampiran 10 Angket Respon Siswa ... 487
Lampiran 11 Hasil Penyebaran Modul ... 493
Lampiran 12 Surat-Surat Penelitian ... 494
