PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MULTIREPRESENTASI BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR UNTUK MENINGKATKAN
KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Ratih Astuti Handayani NIM S831408029
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MULTIREPRESENTASI BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR UNTUK MENINGKATKAN
KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Ratih Astuti Handayani NIM S831408029
PROGRAM MAGISTER PENDIDIKAN SAINS FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
iii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MULTIREPRESENTASI BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR UNTUK MENINGKATKAN
KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMA KELAS XI
TESIS
Oleh
Ratih Astuti Handayani NIM S831408029
Komisi Pembimbing Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing I Sukarmin, S.Pd.,M.Si.,Ph.D
NIP.19670802 200012 1 001
Pembimbing II Dr. Sarwanto, M.Si.
NIP 19690901 199403 1 001
Telah dinyatakan memenuhi syarat pada tanggal …………..2016
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MULTIREPRESENTASI BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR UNTUK MENINGKATKAN
KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMA KELAS XI HALAMAN PENGESAHAN
TESIS Oleh:
Ratih Astuti Handayani NIM S831408029
Tim Penguji
Jabatan Nama Tanda tangan Tanggal
Ketua Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.
NIP 19681124 199403 1 001 ... ... 2016
Sekretaris Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D.
NIP 19520915 197603 2 001 ... ... 2016
Anggota Penguji
Sukarmin, S.Pd.,M.Si.,Ph.D
NIP.19670802 200012 1 001 ... ... 2016
Dr. Sarwanto, M.Si.
NIP 19690901 199403 1 002 ... ... 2016
Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal ………. 2016
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,
v
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MULTIREPRESENTASI BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN
BENDA TEGAR UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS SISWA SMA KELAS XI" ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah
diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat
karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain kecuali
secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam
sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat
plagiat dalam karya ilmiah 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 atau menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP UNS
sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester
(enam bulan dalam pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi dari
sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka prodi pendidikan Sains, FKIP UNS
berhak mempublikasikanya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi
Pendidikan Sains, FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik
yang berlaku.
Surakarta, Desember 2016
Mahasiswa
MOTTO
“ Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Maka apabila kamu
telah selesai (dari sesatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)
yang lain”( QS. Al Insyiroh : 5-7 )
vii
PERSEMBAHAN
Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayahNya, penulis mempersembahkan tesis ini
kepada:
Ibu dan Bapak tercinta atas do’a dan kasih sayang terbaik yang tak pernah
putus diberikan pada anak-anaknya
Adik tersayang dan sahabat yang selalu memberikan semangat yang selalu
terselip dalam senyum dan tingkah laku
Teman-teman Pendidikan Sains Minat Utama Fisika angkatan 2014 yang selalu
Ratih Astuti H. 2016. Pengembangan Modul Fisika Multirepresentasi Berbasis Problem Based Learning pada Materi Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA Kelas XI. Tesis. Pembimbing: Sukarmin, M.Si, Ph.D. Kopembimbing: Dr. Sarwanto, M.Si., Program Studi Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Hasil TIMSS menunjukkan kemampuan penalaran siswa Indonesia yang merupakan ciri berpikir kritis memiliki rata-rata paling rendah diantara kemampuan pengetahuan dan penerapan. Penelitian ini bertujuan: (1) mendeskripsikan karakteristik modul fisika multirepresentasi berbasis PBL untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar; (2) mengetahui kelayakan modul fisika multirepresentasi berbasis PBL yang layak untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa pada materi dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar; (3) mengetahui efektivitas modul fisika multirepresentasi berbasis PBL untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa
Metode penelitian ini adalah R&D dengan model 4-D yang dikemukakan oleh Thiagarajan, Semmel (1974). Model 4-D terdiri dari define (pendefinisian), design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebaran). Modul disusun dengan tahapan berbasis PBL yaitu merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis, dan merumuskan kesimpulan. Modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, bahasa, serta di uji coba pada kelas kecil dan besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis data deskriptif, pada tahap design menggunakan analisis kualitatif, pada tahap develop untuk data validasi modul menggunakan nilai cut off dan data keterampilan berpikir kritis dianalisis dan dihitung dengan N-Gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate menggunakan analisis data deskriptif.
Hasil penelitian ini sebagai berikut: (1) karakteristik modul fisika yang dikembangkan memuat tahapan berbasis PBL pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator keterampilan berpikir kritis. Modul diengkapi dengan penyampaian konsep dan penyelesaian masalah dalam representasi verbal, gambar, diagram bebas dan matematis; (2) modul dikategorikan layak berdasarkan ahli materi, ahli media, ahli bahasa, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai rata-rata 88,64 lebih besar dari nilai minum kelayakan 88,44. Serta didukung dengan respon dari siswa dengan kategori baik dan hasil disseminate yang mengkategorikan modul sangat baik; (3) keterampilan berpikir kritis siswa setelah menggunakan modul fisika multirepresentasi berbasis PBL mengalami peningkatan dalam kategori sedang dengan N-Gain sebesar 0,49.
ix
Ratih Astuti H. 2016. The Development of Multirepresentation Problem Based Learning Physics Module of Rotational Dynamic and Rigid Body to Increase The Student’s Critical Thinking for XI Grade’s Senior High School. Consultant: Sukarmin, M.Si, Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si. Thesis. Sains Education Magister Department, Sebelas Maret University of Surakarta.
ABSTRACT
TIMSS results showed that Indonesian student's reasoning ability which was characteristic of critical thinking had the lowest average among knowledge and application ability. This research aims to: (1) describe the characteristics of multirepresentation–Problem based learning physics module issues to increase the critical thingking skills in a rotational dynamics and rigid body material; (2) develop physics modules which feasible to increase the critical thingking skills in a rotational dynamics and rigid body material; (3) determine the effectiveness of multirepresentation–Problem based learning physics modules to increase student’s critical thinking.
This research method was R&D with model 4-D proposed by Thiagarajan, Semmel (1974). Model 4-D consists of definition, design, develop and dissemination. The module was arranged with stage of Problem based learning which were formulating the problem, formulating hypotheses, collecting data, testing hypotheses, and define the conclusions. In addition, this module was also equipped with a critical thingking skills. The module was assessed based on the feasibility of the content presentation, graphics, language, as well as trial in a small and large classroom to the student, and the deployment phase in physics teacher. The data collecting by using questionnaires for research needs, validation sheets, critical thingking skills tests, questionnaires psychomotor, affective questionnaire, questionnaire responses and questionnaire disseminate. Analysis of the data used on defining stage were descriptive data analysis, on the design phase was with qualitative analysis, on developing steps for data validation modul were a cut off and on data of critical thingking skills were analyzed and calculated with N-Gain normalization, and the disseminating phase was using descriptive analysis.
The results of this study as follows: (1) the characteristics of multirepresentation – Problem based learning physics module loaded with stage problem based learning and each learning activities using indicators of critical thingking skills; (2) module were categorized as proper based on materials experts, media specialists, linguists, physics teacher, and peer review that showed the average score of 88,64 > minimum score of proper level 88,44. The modul was supported by the response of students with good results and disseminate results that categorized module is very good; (3) critical thingking skills of students after using the multirepresentation–Problem based learning physics module material had increased in the medium category with N-Gain of 0.49.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
“Pengembangan Modul Fisika Multirepresentasi Berbasis PBL pada Materi
Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar untuk Meningkatkan
Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA Kelas XI” dengan sebaik-baiknya.
Dalam penulisan tesis ini, penulis menyadari tidak akan selesai tanpa
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati
penulis memberikan ucapan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan UNS yang telah memberikan ijin penelitian dalam menyelsaikan
tesis ini.
2. Dr. Mohammad Masykuri, M. Si, selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk dan dorongan
sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan
3. Sukarmin, M.Si, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membantu
memberikan ilmu, arahan, motivasi dan dorongan semangat dalam
penyelesaian tesis ini.
4. Dr. Sarwanto, M. Si, selaku Dosen pembimbing II yang telah mengarahkan
dan memberi arahan serta semangat dalam penyelesaian tesis ini.
5. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah
memberikan ilmu selama penulis menempuh pendidikan kuliah di Program
Pascasarjana
6. SMA Negeri 3 Sukoharjo, khususnya kepada Ibu Soewarsih, M.Pd, Bapak
Dowes Rahono, M.Pd dan Bapak Joko Sutardi, M.Si yang banyak membantu
proses penelitian yang dilakukan penulis
7. Siswa-siswa kelas XI SMA Negeri 3 Sukoharjo atas bantuannya dalam
pelaksanaan penelitian ini
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
xi
Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini masih memiliki banyak
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
penulis harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan tesis ini. Penulis
berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi kebaikan pembaca dalam dunia
pendidikan.
Surakarta, Desember 2016
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
HALAMAN ABSTRAK ... viii
HALAMAN ABSTRACT ... ix
HALAMAN PRAKATA ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 7
C. Tujuan Pengembangan ... 7
D. Pentingnya Pengembangan ………. 8
E. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ... 8
F. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian ... 9
G. Definisi Operasional ... 9
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR ... 12
A. Kajian Pustaka ... 12
B. Penelitian yang Relevan ... 46
C. Kerangka Berpikir ... 48
BAB III METODE PENELITIAN ... 51
A. Jenis Penelitian ... 51
B. Prosedur Penelitian... 51
a. Studi Pendahuluan……….. 53
xiii
c. Tahap Pengujian………. 66
BAB IV HASIL PENELITIAN ... 72
A. Hasil Studi Pendahuluan ... 72
B. Pengembangan Produk ... 79
1. PerancanganDraft Produk……….. 80
2. Uji CobaDraft Produk………... 90
3. Hasil Uji coba Draft Produk………... 103
C. Pengujian Produk………. 106
D. Pembahasan……….. 112
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 132
A. Simpulan ... 132
B. Implikasi... 134
C. Saran ... 134
DAFTAR PUSTAKA ... 136
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Langkah Pembelajaran Berbasis Masalah Menurut Arends ... 16
Tabel 2.2 Langkah Pembelajaran PBL Menurut John Dewey ... 17
Tabel 2.3 Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ... 34
Tabel 2.4 Aspek Kemampuan Berpikir Kritis yang Digunakan ... 34
Tabel 2.5 Keterkaitan Multirepresentasi, PBL dan Keterampilan Berpikir Kritis ... 35
Tabel 3.1 langkah Pembelajaran Berbasis PBL dalam Modul ... 55
Tabel 3.2 Kriteria Skor Rata-rata ... 59
Tabel 3.3 Klasifikasi Reliabilitas ... 63
Tabel 3.4 Klasifikasi Indeks Kesukaran ... 64
Tabel 3.5 Klasifikasi Daya Beda... 65
Tabel 3.6 Kriteria Gain Ternormalisasi ... 66
Tabel 3.7 Kriteria Penilaian Psikomotorik... 68
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Afektif... 69
Tabel 3.9 Kriteria Skor rata-rata angket Respon... 70
Tabel 4.1 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru ... 73
Tabel 4.2 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa ... 74
Tabel 4.3 Desain Modul Berdasarkan Analisis Kebutuhan ... 75
Tabel 4.4 Matrik Telaah Buku yang Digunakan Siswa dan Guru ... 76
Tabel 4.5 Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar... 80
Tabel 4.6 Penjabaran Indikator ... 80
Tabel 4.7 Matrik Pemetaan Mulirepresentasi dalam Modul ... 84
Tabel 4.8 Hasil Validasi Oleh Ahli Materi ... 90
Tabel 4.9 Hasil Validasi Oleh Ahli Media... 91
Tabel 4.10 Hasil Validasi Oleh Ahli Bahasa ... 92
Tabel 4.11 Hasil Validasi Oleh Reviewer ... 92
Tabel 4.12 Hasil Validasi Oleh Peer Reviewer ... 93
Tabel 4.13 Hasil Analisis Natural Cut Off Score... 94
xv
Tabel 4.15 Hasil Penilaian Produk Uji Coba Terbatas ... 104
Tabel 4.16 Saran dan Hasil Revisi Uji Coba Kecil ... 104
Tabel 4.17 Deskripsi Data Keterampilan Berpikir Kritis ... 106
Tabel 4.18 Data Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ... 107
Tabel 4.19 N-Gain Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ... 107
Tabel 4.21 Hasil Penilaian Kognitif... 108
Tabel 4.22 Hasil Nilai Psikomotorik... 109
Tabel 4.23 Hasil Nilai Afektif... 110
Tabel 4.24 Deskripsi Data Hasil Angket Respon... 111
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gerak Translasi, Rotasi dan Menggelinding ... 38
Gambar 2.2 Bola Menggelinding... 39
Gambar 2.3 Torsi ... 39
Gambar 2.4 Momen Inersia ... 40
Gambar 2.5 Silinder Pejal Poros di Tengah ... 42
Gambar 2.6 Momen Inersia berbagai Benda Tegar ... 42
Gambar 2.7 Teorema Sumbu Sejajar ... 43
Gambar 2.8 Resultan Dua Gaya ... 43
Gambar 2.9 Resultan Lebih dari Dua Gaya ... 43
Gambar 2.10 Titik Berat ... 46
Gambar 3.1 Prosedur Pengembangan 4D ... 52
Gambar 4.1 Diagram Batang Presentase Angket Kebutuhan Guru ... 73
Gambar 4.2 Diagram Batang Presentase Angket Kebutuhan Siswa... 74
Gambar 4.3 Perbaikan Gambar Header ... 96
Gambar 4.4 Perbaikan pada Background ... 97
Gambar 4.5 Perbaikan kesesuaian Persamaan dan Gambar ... 98
Gambar 4.6 Perbaikan Peta Konsep ... 99
Gambar 4.7 Perbaikan Penulisan Persamaan ... 99
Gambar 4.8 Perbaikan Penambahan Materi ... 100
Gambar 4.9 Perbaikan Gambar yang Kurang Jelas ... 101
Gambar 4.10 Perbaikan Masalah pada Peristiwa 5 ... 102
Gambar 4.11 Perbaikan Redaksi Pertanyaan ... 105
Gambar 4.12 Diagram Batang Nilai Psikomotorik ... 109
Gambar 4.13 Diagram Batang Nilai Afektif ... 110
Gambar 4.14 Diagram Batang Hasil Validasi... 123
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1 Angket Analisis Kebutuhan ... 144
2 Rekap Hasil Analisis Kebutuhan ... 150
3 Angket validasi ... 156
4 Rekap Hasil Validasi ... 167
5 Scan Validasi ... 171
6 Scan Hasil Analisis Kebutuhan ... 175
7 Uji coba Soal Keterampilan Berpikir Kritis ... 177
8 Uji coba Soal kognitif ... 179
9 Angket dan Rekap Hasil Uji Kecil ... 181
10 Hasil Pretest dan Postest KBK... 184
11 Hasil Belajar Kognitif ... 189
12 Hasil Belajar Psikomotorik... 190
13 Hasil Belajar Afektif... 193
14 Respon Siswa Uji Skala Besar ... 196
15 Angket Deseminasi ... 201
16 Rekapitulasi Hasil Deseminasi ... 201
17 Scan Deseminasi ... 205
18 Instrumen Tes Keterampilan Berpikir Kritis ... 206
19 Instrumen Tes Kognitif... 217
20 RPP ... 229
21 Silabus ... 241
22 Cuplikan Lembar Kerja Siswa... 246
23 Soal Evaluasi dalam Modul ... 250
