TESIS. Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains

(1)

PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN

HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Dewanta Arya Nugraha NIM S831408010

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2016

(2)

ii

HALAMAN JUDUL

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2016

(3)

iii

HALAMAN PERSETUJUAN TESIS

Oleh:

Komisi Pembimbing

Nama Tanda Tangan Tanggal

Pembimbing Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.

NIP 19681124 199403 1 001 ... ... 2016 Kopembimbing Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.

NIP 19520915 197603 2 001 ... ... 2016

Telah dinyatakan memenuhi syarat pada tanggal ………. 2016

Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret,

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001

(4)

iv

HALAMAN PENGESAHAN TESIS

Oleh:

Dewanta Arya Nugraha S831408010

Tim Penguji

Jabatan Nama Tanda tangan Tanggal

Ketua Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.

NIP 19690901 199403 1 002 ... ... 2016 Sekretaris Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd.

NIP 19520116 198003 1 001 ... ... 2016 Anggota

Penguji

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.

NIP 19681124 199403 1 001 ... ... 2016 Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.

NIP 19520915 197603 2 001 ... ... 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,

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001

(5)

v

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Tesis yang berjudul “PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET” 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, Juni 2016 Yang membuat pernyataan,

Dewanta Arya Nugraha S831408010

(6)

vi

Dewanta Arya Nugraha. 2016. Pengembangan Multimedia Interaktif Berbasis Predict, Observe, Explain (POE) pada Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika untuk Meningkatkan High Order Thinking Skill (HOTS) Mahasiswa Fisika Universitas Sebelas Maret. Tesis. Pembimbing: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Kopembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika; 2) mendeskripsikan kelayakan multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika; 3) mengetahui efektivitas penggunaan produk multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika.

Pengembangan multimedia interaktif ini merupakan penelitian Research and Development (R&D) menggunakan model 4-D Thiagarajan. Materi yang digunakan dalam multimedia interaktif adalah kalor dan hukum pertama termodinamika yang ditujukan untuk mahasiswa fisika pada mata kuliah Fisika Dasar. Multimedia interaktif yang dikembangkan dinilai oleh 3 orang dosen ahli (ahli materi, media, dan ahli bahasa), 2 orang praktisi dosen fisika dasar, dan teman sejawat. Multimedia yang dikembangkan diuji coba terbatas dan direspons oleh 15 orang mahasiswa semester 4 Program Studi S1 Pendidikan Fisika FKIP UNS. Setelah dilakukan revisi, multimedia interaktif diuji coba skala besar pada mahasiswa semester 2 Prodi S1 Pendidikan Fisika FKIP dan S1 Fisika FMIPA UNS tahun ajaran 2015/2016. Data yang diperoleh dari penelitian ini dianalisis dengan teknik analisis deskriptif kualitatif, dan analisis deskriptif kuantitatif.

Berdasarkan hasil penelitian dan pengembangan disimpulkan bahwa: 1) multimedia interaktif yang dikembangkan memiliki karakteristik yaitu menggunakan materi kalor dan hukum pertama termodinamika berbasis POE, menggunakan sintaks pembelajaran POE, menyajikan fitur percobaan virtual, ilustrasi animasi, review, soal latihan, dan soal evaluasi yang dikemas secara interaktif dan hasil jawaban dapat terkirim langsung ke email dosen dengan koneksi internet; 2) multimedia interaktif yang dikembangkan telah layak digunakan dengan kategori kelayakan sangat baik/sangat layak ditinjau dari kelayakan materi, media, dan bahasa; 3) multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi mahasiswa fisika Universitas Sebelas Maret berdasarkan hasil N-gain score yaitu 0,50 dengan kategori sedang.

Kata Kunci: multimedia interaktif, predict observe explain (POE), high order thinking skill (HOTS), kalor, hukum pertama termodinamika

(7)

vii

Dewanta Arya Nugraha. 2016. The Development of Predict, Observe, Explain (POE) Based Interactive Multimedia on Heat and The First Law of Thermodynamics to Increase High Order Thinking Skill (HOTS) of Physics Student in Sebelas Maret University. Thesis. Consultant: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Co-Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.

ABSTRACT

This research aims to: 1) describe the characteristic of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics; 2) describe the feasibility of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics; 3) know the effectiveness of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics.

The research and development (R&D) of interactive multimedia using 4-D models Thiagarajan. The matter of interactive multimedia is heat and the first law of thermodynamics for physics student on basic physics lecture. The developed interactive multimedia assessed by 3 expert lecturers (material, media, and linguistic), 2 basic physics lecturers, and 2 classmate. The developed multimedia tested by limited 15 4rd semester bachelor students of physics education program. After the revision process, the interactive multimedia tested by 2nd semester bachelor student of physics education program and physics program year 2015/2016. The data analyzed by qualitative and quantitative description technic.

The conclusion of the result are: 1) the characteristic of developed interactive multimedia are using heat and the first law of thermodynamics mater based on POE instructional model, it contain virtual experiment, animation illustration, review, exercise questions, and evaluation which made interactively and it can directly send the answer result to the lecturer email address; 2) the interactive multimedia is feasible with very well/very decent categories based on 3 criteria (material, media, and linguistic); 3) the POE based interactive multimedia is effective to empowering the student’s HOTS based on the N-gain score 0,50 with moderate categories.

Keywords: interactive multimedia, predict observe explain (POE), high order thinking skill (HOTS), heat, the first law of thermodynamics

(8)

viii

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 Multimedia Interaktif Berbasis Predict, Observe, Explain (POE) pada Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika untuk Meningkatkan High Order Thinking Skill (HOTS) Mahasiswa Fisika Universitas Sebelas Maret 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 serta Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan, petunjuk, dan dorongan selama penyusunan tesis ini. 2. Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., selaku Pembimbing II yang telah

membantu membimbing, mengarahkan, dan mendorong penulis sehingga penyusunan tesis ini dapat terselesaikan.

3. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan bekal ilmu selama penulis belajar di Universitas Seblas Maret.

4. Jeffry Handhika, S.Si., M.Pd., M.Si., selaku Kepala Prodi Sarjana Pendidikan Fisika IKIP PGRI Madiun serta validator multimedia interaktif.

5. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Sarjana Pendidikan Fisika FKIP UNS dan Sarjana Fisika FMIPA UNS yang telah memberikan bantuan dan dukungan sehingga penulis dapat melakukan penelitian dengan lancar.

(9)

ix

6. Mahasiswa Program Studi Sarjana Pendidikan Fisika FKIP UNS angkatan 2014 dan 2015, serta mahasiswa Program Studi Sarjana Fisika FMIPA UNS angkatan 2015 yang telah membantu dan ikut serta dalam terlaksananya penelitian ini.

7. Bapak dan Ibuku yang senantiasa memberikan dukungan moral dan material dalam penyelesaian Program Magister Pendidikan Sains ini. 8. Seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan.

9. Teman-teman seperjuangan di Magister Pendidikan Sains yang telah memberikan bantuan dan dukungan.

10. Teman-teman Magister Ilmu Fisika yang selalu memberikan semangat dan dukungan.

11. Semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian tesis ini.

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. Penulis juga berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Surakarta, Juni 2016 Penulis

(10)

x

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tesis ini dipersembahkan kepada:

 Bapak Endro Dwi Suhartono dan Ibu Wiwik Endwi Hastuti, terima kasih atas kasih sayang, doa, dan kepercayaan, serta segalanya yang telah diberikan selama ini.

 Mbak Dian Puspitosari dan Mbak Dian Putri Utami yang selalu memberi dukungan dan semangat.

(11)

xi DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 4

C. Tujuan Penelitian ... 5

D. Spesifikasi Produk ... 5

E. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian ... 6

F. Definisi Istilah ... 7

G. Manfaat Penelitian ... 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR ... 9

A. Kajian Pustaka ... 9

1. Tinjauan Tentang Belajar ... 9

a. Pengertian Belajar ... 9

b. Teori Belajar Konstruktivisme ... 10

2. Media Pembelajaran ... 15

a. Pengertian Media Pembelajaran ... 15

b. Fungsi Media Pembelajaran ... 16

(12)

xii

3. Multimedia Interaktif ... 20

a. Multimedia Interaktif ... 20

b. Pembelajaran Berbasis Multimedia Interaktif ... 21

c. Model Pembelajaran Berbasis Multimedia Interaktif ... 22

4. Model Predict, Observe, Explain (POE) ... 24

5. High Order Thinking Skills (HOTS) ... 25

6. Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika ... 27

a. Kalor dan Energi Dalam... 28

b. Usaha dan Kalor dalam Proses-proses Termodinamika... 34

c. Hukum Pertama Termodinamika ... 35

d. Proses-proses Termodinamika ... 36

e. Perpindahan Kalor ... 38

B. Penelitian yang Relevan ... 41

C. Kerangka Berpikir ... 44

BAB III METODE PENELITIAN... 46

A. Jenis Penelitian... 46

B. Prosedur Penelitian ... 46

1. Tahap Pendahuluan ... 46

2. Tahap Pendefinisian (Define)... 48

3. Tahap Perancangan (Design) ... 49

4. Tahap Pengembangan (Develop) ... 50

5. Tahap Penyebaran (Disseminate) ... 55

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 56

A. Pendahuluan ... 56

B. Pendefinisian (Define) ... 58

1. Analisis Ujung Depan ... 58

2. Analisis Kebutuhan ... 59

3. Analisis Mahasiswa ... 64

4. Analisis Konsep... 64

5. Perumusan Indikator Pembelajaran ... 66

(13)

xiii

1. Penentuan Alur Proses Pembelajaran ... 67

2. Desain Awal Multimedia Interaktif... 68

D. Pengembangan (Develop) ... 75

1. Validasi... 75

2. Revisi I ... 80

3. Uji Coba Terbatas... 85

4. Revisi II ... 87

5. Uji Coba Skala Besar ... 88

6. Revisi III ... 92

E. Penyebaran (Disseminate) ... 92

F. Keterbatasan Penelitian ... 94

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ... 95

A. Kesimpulan ... 95

B. Implikasi ... 96

C. Saran ... 97

(14)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Kedudukan Media dalam Proses Pembelajaran ... 19

Gambar 2.2. Kerucut Pengalaman Edgar Dale ... 20

Gambar 2.3. Percobaan Joule ... 28

Gambar 2.4. Kalorimeter Air Sederhana... 31

Gambar 2.5. Grafik Hubungan Suhu dan Kalor yang Ditambahkan pada Air ... 32

Gambar 2.6. Usaha Dilakukan pada Gas yang Berada dalam Silinder ... 34

Gambar 2.7. Proses Isobarik ... 37

Gambar 2.8. Proses Isotermal ... 38

Gambar 2.9. Konduksi Kalor antara Daerah Temperatur T1 dan T2. Jika T1 Lebih besar dari T2. Kalor Mengalir ke Kanan ... 39

Gambar 3.1. Skema Pengembangan... 47

Gambar 4.1. Tampilan Pembuka Multimedia Interaktif ... 70

Gambar 4.2. Tampilan Cover pada Multimedia Interaktif ... 70

Gambar 4.3. Tampilan Petunjuk Penggunaan Multimedia ... 70

Gambar 4.4. Contoh Tampilan Percobaan Virtual ... 71

Gambar 4.5. Contoh Tampilan Bagian EXPLAIN Percobaan ... 72

Gambar 4.6. Contoh Tampilan Soal Review ... 72

Gambar 4.7. Contoh Tampilan Soal Latihan ... 73

Gambar 4.8. Tampilan Daftar Pustaka dan Biografi Penulis ... 74

Gambar 4.9. Tampilan cover Belakang... 74

Gambar 4.10. Contoh Revisi Langkah Percobaan ... 82

Gambar 4.11. Contoh Revisi Persamaan, Simbol, dan Penjelasan Persamaan ... 82

Gambar 4.12. Contoh Revisi Keterangan dan Gambar Animasi ... 83

Gambar 4.13. Contoh Revisi Video dan Penulisan Huruf Miring ... 83

Gambar 4.14. Contoh Revisi Tulisan dan Gambar ... 84

Gambar 4.15. Persentase Skor tiap Komponen Penilaian ... 86

Gambar 4.16. Revisi Isi Tabel Percobaan Halaman 28 ... 88

(15)

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Bentuk-bentuk Belajar ... 12

Tabel 2.2. Nilai Kalor Jenis Zat ... 30

Tabel 3.1. Skor Skala Likert ... 51

Tabel 3.2. Interpretasi Skor ... 52

Tabel 3.3. Kriteria Skor N-Gain ... 54

Tabel 4.1. Analisis Kebutuhan Mahasiswa Fisika UNS ... 61

Tabel 4.2. Hasil Validasi Ahli Materi ... 75

Tabel 4.3. Hasil Validasi Ahli Media... 77

Tabel 4.4. Hasil Validasi Praktsi/Dosen ... 78

Tabel 4.5. Hasil Validasi Teman Sejawat ... 79

Tabel 4.6. Rekap Hasil Validasi Multimedia Interaktif ... 79

Tabel 4.7. Saran dan Revisi I ... 80

Tabel 4.8. Hasil Analisis Respons Mahasiswa... 85

Tabel 4.9. Saran dan Revisi II ... 87

Tabel 4.10. Hasil Analisis Penilaian Hasil Belajar Mahasiswa ... 90

Tabel 4.11. Hasil Respons Dosen terhadap Multimedia Interaktif ... 93

(16)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Dosen ... 103

Lampiran 2 Hasil Analisis Kebutuhan Dosen ... 104

Lampiran 3 Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Mahasiswa ... 107

Lampiran 4 Hasil Analisis Kebutuhan Mahasiswa ... 108

Lampiran 5 Silabus ... 112

Lampiran 6 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ... 115

Lampiran 7 Sreenshoot Multimedia Interaktif ... 123

Lampiran 8 Hasil Validasi Ahli Materi ... 126

Lampiran 9 Hasil Validasi Ahli Media ... 128

Lampiran 10 Hasil Validasi Ahli Bahasa ... 130

Lampiran 11 Hasil Validasi Praktisi/Dosen ... 131

Lampiran 12 Hasil Validasi Teman Sejawat ... 134

Lampiran 13 Lembar Penilaian oleh Mahasiswa ... 137

Lampiran 14 Analisis Respons Mahasiswa Terhadap Multimedia ... 139

Lampiran 15 Kisi-kisi Soal Evaluasi Berdasarkan Level HOTS ... 141

Lampiran 16 Soal Evaluasi Berdasarkan Level HOTS Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika ... 145

Lampiran 17 Analisis Hasil Nilai Pretest dan Posttest... 146

Lampiran 18 Analisis SPSS Data Hasil Belajar Mahasiswa ... 150

Lampiran 19 Analisis Hasil Diseminasi ... 153

Lampiran 20 Dokumentasi Kegiatan ... 157

Lampiran 21 Surat Ijin Penelitian ... 160