PENGEMBANGAN MODUL IPA SMP/MTS BERBASIS
PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI SUHU DAN
PEMUAIAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN
BERPIKIR KRITIS SISWA
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister Program Studi Pendidikan Sains
Oleh:
Wahyu Tri Sajiwo
S831408040
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS
FKIP UNIVERSITAS SEBELAS MARET
i
PENGEMBANGAN MODUL IPA SMP/MTS BERBASIS
PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI SUHU DAN PEMUAIAN
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN
BERPIKIR KRITIS SISWA
HALAMAN JUDUL
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Wahyu Tri Sajiwo
S831408040
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS
FKIP UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii
PENGEMBANGAN MODUL IPA SMP/MTS BERBASIS
PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI SUHU DAN PEMUAIAN
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN
BERPIKIR KRITIS SISWA
HALAMAN PERSETUJUAN
TESIS
Oleh:
Wahyu Tri Sajiwo
S831408040
Komisi Pembimbing
Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 19690901 199403 1 002 ... ... 2017
Kopembimbing Prof. Dr. Ashadi.
NIP 19510102 197501 1 001 ... ... 2017
Telah dinyatakan memenuhi syarat
pada tanggal ………. 2017
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret,
iii
PENGEMBANGAN MODUL IPA SMP/MTS BERBASIS
PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI SUHU DAN PEMUAIAN
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN
BERPIKIR KRITIS SISWA
Jabatan Nama Tanda tangan Tanggal
Ketua Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd.
NIP 19520116 198003 1 001 ... ... 2017
Sekretaris Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D.
NIP 19670802 200012 1 001 ... ... 2017 Anggota
Penguji
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 19690901 199403 1 002 ... ... 2017 Prof. Dr. Ashadi.
NIP 19510102 197501 1 001 ... ... 2017
Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal ………. 2017
Dekan
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret,
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd. NIP 19610124 198702 1 001
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret,
iv
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “PENGEMBANGAN MODUL IPA SMP/MTS BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI SUHU DAN PEMUAIAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA” 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 di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ini, maka saya bersedia menerima sanksi 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 Sudi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikannya 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, April 2017 Yang membuat pernyataan,
v
Wahyu Tri Sajiwo. 2017. Pengembangan Modul IPA SMP/MTs Berbasis Problem Based Learning pada Materi Suhu dan Pemuaian untuk
Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa. Tesis. Pembimbing: Dr.
Sarwanto, M.Si, Kopembimbing: Prof. Dr. Ashadi. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menganalisis karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi suhu dan pemuaian; 2) menganalisis kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi suhu dan pemuaian; 3) menganalisis efektivitas modul IPA berbasis Problem Based Learning yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi suhu dan pemuaian.
Pengembangan modul berbasis Problem Based Learning ini merupakan penelitian Research and Development (R&D) dengan menggunakan 4-D Model Thiagarajan yang terdiri dari 4 tahap yaitu: tahap pendefinisian (define), tahap perancangan (design), tahap pengembangan (develop), dan tahap penyebaran (disseminate). Modul divalidasi oleh 3 dosen ahli (ahli materi, ahli bahasa dan ahli media), 2 reviewer dan 2 peer reviewer. Modul IPA berbasis Problem Based Learning yang dikembangkan diujicoba terbatas pada 10 orang siswa Kelas VII A. Setelah direvisi, modul IPA berbasis Problem Based Learning diujicoba skala luas pada Kelas VII G. Data yang diperoleh dari hasil penelitian ini dianalisis dengan teknik analisis deskriptif kualitatif dan analisis deskriptif kuantitatif.
Berdasarkan hasil penelitian dan pengembangan disimpulkan bahwa: 1) karakteristik modul IPA yang dikembangkan memuat tahapan Problem Based Learning pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator kemampuan berpikir kritis; 2) modul dikategorikan layak digunakan berdasarkan hasil validasi dan dianalisis menggunakan cut off score dengan persentase keidealan 92,0%, hasil respon dari siswa modul layak digunakan (85,7%), dan hasil respons guru dalam tahap penyebaran modul layak digunakan (88,2%); 3) modul IPA berbasis Problem Based Learning efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa berdasarkan hasil N-gain score sebesar 0,36 dengan kategori sedang.
vi
Wahyu Tri Sajiwo. 2017. The Development of Problem Based Learning Science Module for Junior High School on Temperature and Thermal Expansion
Subject to Increase Student’s Critical Thinking Skill. Thesis. Consultant: Dr.
Sarwanto, M.Si., Co-consultant: Prof. Dr. Ashadi., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.
ABSTRACT
The aims of this research are: 1) analyzing characteristic of Problem Based Learning science module to increase student’s critical thinking skill on temperature and thermal expansion subject; 2) analyzing feasibility of Problem Based Learning science module to increase student’s critical thinking skill on temperature and thermal expansion subject; 3) analyzing effectiveness of Problem Based Learning science module to increase student’s critical thinking skill on temperature and thermal expansion subject.
This Problem Based Learning module development is a Research and Development (R&D) using 4-D Model by Thiagarajan consist of 4 steps: define, design, develop, and disseminate. Module was validated by 3 expert lecturers (subject, language, and media), 2 reviewer and 2 peer reviewer. The developed Problem Based Learning science module was tested limited on 10 students of 7A class. After being revised, Problem Based Learning science module was tested on a bigger scale on 7G class. Data obtained from this research was analyzed with descriptive qualitative analysis technique and descriptive quantitative analysis.
Based on the result of research and development can be conclude that: 1) characteristic of science module that developed contain Problem Based Learning step of each studying activity with critical thinking skill indicator component.; 2) module is feasible based on validation result and analyzed by cut off score with the ideals percentage of 92,0%, result by student response that module is feasible to use (85,7%), and teacher’s response in disseminate step that module is feasible to use (88,2 %); 3) Problem Based Learning science module effective to increase critical thinking skill of student based on N-gain score result up to 0,36 with average category.
vii
KATA PENGANTAR
Puji sukur alhamdulillahirrabbil’alamin, senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan judul “Pengembangan Modul IPA SMP/MTs Berbasis Problem Based Learning pada Materi Suhu dan Pemuaian untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa” dengan sebaik-baiknya guna memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Magister Pendidikan Program Studi Pendidikan Sains.
Keberhasilan dalam penyusunan tesis ini tidak terlepas dari dukungan dari berbagai pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan bimbingan, arahan, petunjuk, dan dorongan selama penyusunan tesis ini.
2. Dr. Sarwanto, M.Si selaku Pembimbing I dan Prof. Dr. Ashadi selaku Pembimbing II yang telah banyak memberi bimbingan, arahan, dan dorongan dalam penyelesaian tesis.
3. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan bekal ilmu selama penulis belajar di Universitas Sebelas Maret.
4. Bapak/Ibu Guru serta siswa Kelas VII G SMP Negeri 2 Selogiri tahun pelajaran 2016/2017 yang telah membantu dan ikut serta dalam penelitian ini.
5. Bapak dan Ibuku yang senantiasa memberikan dukungan moral dan material dalam penyelesaian Program Magister Pendidikan Sains ini. 6. Seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan.
7. Teman-teman seperjuangan di Magister Pendidikan Sains yang telah memberikan bantuan dan dukungan.
viii
Penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan tesis ini dengan sebaik-baiknya, namun penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan.
Surakarta, April 2017
ix
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tesis ini dipersembahkan kepada:
Kedua orang tua, ayah dan ibu tercinta terima kasih atas kasih sayang, doa, dan kepercayaan, serta segalanya yang telah diberikan selama ini.
x
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI... iv
xi
1. Tahap Pendefinisian (Define) ... 42
2. Tahap Perancangan (Design) ... 43
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 44
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 46
E. Metode Pengumpulan Data... 49
F. Teknik Analisis Data ... 50
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 53
A.Hasil Penelitian Pengembangan ... 53
1. Tahap Pendefinisian (Define) ... 53
2. Tahap Perancangan (Design) ... 54
3. Tahap Pengembangan (Develop) ... 59
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 80
B. Pembahasan ... 81
1. Pembahasan Tahap Pendefinisian (Define) ... 81
2. Pembahasan Tahap Perancangan (Design) ... 85
3. Pembahasan Tahap Pengembangan (Develop) ... 87
4. Pembahasan Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 94
C.Keterbatasan Penelitian ... 94
BAB V : KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ... 95
A.Kesimpulan ... 95
B.Implikasi ... 96
C.Saran ... 96
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Perbandingan Skala Termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit,
Kelvin ... 31
Gambar 2.2. Pemuaian Linear ... 32
Gambar 2.3. Pemuaian Luas... 34
Gambar 2.4. Grafik Volume dari Satu Gram Air pada Rentang Suhu 0oC sampai 100C ... 36
Gambar 3.1. Prosedur Pengembangan Produk Four D Model ... 50
Gambar 4.1. Desain Cover Modul... 60
Gambar 4.2. Desain Langkah Pembelajaran PBL ... 60
Gambar 4.3. Peta Kompetensi ... 61
Gambar 4.4. Revisi pada Kegiatan Penyelidikan ... 63
Gambar 4.5. Revisi Susunan Kegiatan Penyelidikan ... 63
Gambar 4.6. Menghubungkan Kegiatan Penyelidikan dengan Materi ... 64
Gambar 4.7. Revisi Penulisan Simbol Besaran Skalar ... 64
Gambar 4.8. Revisi Contoh Soal ... 65
Gambar 4.9. Revisi Kegunaan Alat Musschenbroek ... 65
Gambar 4.10. Revisi Penulisan Judul Gambar ... 67
Gambar 4.11. Revisi Penulisan Kata Sapaan ... 67
Gambar 4.12. Penambahan Referensi pada Daftar Pustaka ... 68
Gambar 4.13. Revisi Kalimat yang Kurang Efektif ... 68
Gambar 4.14. Revisi Penulisan Judul pada Cover ... 69
Gambar 4.15. Revisi Sumber Gambar Sampul ... 70
Gambar 4.16. Revisi Screenshot Anatomi Modul ... 70
Gambar 4.17. Revisi Jenis dan Ukuran Huruf... 71
Gambar 4.18. Revisi Orientasi Materi pada Anatomi Modul ... 71
Gambar 4.19. Revisi Kata Ganti Orang ... 73
Gambar 4.20. Revisi pada Bagian Footer ... 74
Gambar 4.21. Revisi pada Bagian Rangkuman ... 74
Gambar 4.22. Revisi Judul pada Fenomena 1 ... 75
xiii
Gambar 4.24. Revisi Pertanyaan Diskusi ... 78
Gambar 4.25. Revisi Kolom Jawaban pada Pertanyaan Diskusi ... 79
Gambar 4.26. Revisi Soal pada Evaluasi I ... 79
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Model Keterpaduan ... 12
Tabel 2.2 Pola Keterkaitan ... 23
Tabel 2.3. Karakteristik Berbagai Jenis Termometer... 29
Tabel 2.4. Konversi Skala Suhu dari Berbagai Termometer ... 32
Tabel 2.5. Koefisien Muai Panjang Berbagai Bahan ... 33
Tabel 3.1 Konversi Data Kuantitatif ke Data Kualitatif ... 52
Tabel 3.2 Kriteria Skor N-Gain ... 53
Tabel 4.1. Saran Validator Materi ... 62
Tabel 4.2. Saran Validator Bahasa ... 66
Tabel 4.3. Saran Validator Media ... 69
Tabel 4.4 Saran Teman Sejawat dan Guru IPA SMP serta Revisi... 72
Tabel 4.5 Hasil Analisis Validasi Modul ... 75
Tabel 4.6 Hasil Angket Respon Siswa ... 76
Tabel 4.7 Hasil dan Perbaikan Uji Coba Terbatas ... 77
Tabel 4.8 Analisis Penilaian Hasil Belajar Kelas Eksperimen ... 81
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Kisi – kisi Angket Kebutuhan Guru Terhadap Pengembangan
Modul IPA Berbasis Masalah ... 99
Lampiran 2 Kisi – kisi Angket Kebutuhan Siswa Terhadap Pengembangan Modul IPA Berbasis Masalah ... 104
Lampiran 3 Hasil Analisis Kebutuhan Guru dan Siswa ... 108
Lampiran 4 Pertanyaan Wawancara Kepada Guru IPA SMP ... 112
Lampiran 5 Pertanyaan Wawancara Kepada Siswa ... 115
Lampiran 6 Silabus ... 118
Lampiran 7 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) ... 119
Lampiran 8 Kisi-kisi Soal Pretes dan Postes ... 123
Lampiran 9 Kisi-kisi Lembar Validasi Modul ... 132
Lampiran 10 Hasil Analisis Validasi Modul ... 152
Lampiran 11 Kisi-kisi Angket Respon Siswa Terhadap Modul ... 164
Lampiran 12 Hasil Angket Respon Siswa Terhadap Modul ... 169
Lampiran 13 Soal Suhu dan Pemuaian (Berpikir Kritis) ... 172
Lampiran 14 Analisis Hasil Nilai Pretest dan Posttest ... 176
Lampiran 15 Analisis SPSS Data Hasil Belajar Siswa ... 178
Lampiran 16 Kisi-kisi Angket Penyebaran Modul ... 181
Lampiran 17 Hasil Angket Penyebaran Modu ... 186
Lampiran 18 Data-data Validator, Siswa, dan Guru ... 189
Lampiran 19 Desain Awal Modul ... 190
Lampiran 20 Dokumentasi Kegiatan ... 192
