PENGEMBANGAN MODUL IPA BERBASIS PROBLEM BASED
LEARNING PADA MATERI KALOR DAN PERPINDAHAN
UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMP KELAS VII
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan IPA
Oleh:
Alfath Rosyada Rokhim
S831502001
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
v MOTTO
“Bahwa Allah akan mengangkat (derajat) orang-orang yang beriman dan orang-orang yang diberi ilmu beberapa derajat”
(Q.S Al-Mujadalah: 11 )
“Barangsiapa yang menghendaki kebaikan di dunia maka dengan ilmu. Barangsiapa yang menghendaki kebaikan di akhirat maka dengan ilmu. Barangsiapa yang menghendaki
keduanya maka dengan ilmu” (H.R. Bukhori dan Muslim)
“Barangsiapa yang menempuh perjalanan untuk mencari ilmu, maka Allah memudahkan jalan baginya menuju surga, dan sesungguhnya para malaikat meletakkan sayapnya bagi penuntut ilmu yang ridho terhadap apa yang ia kerjakan, dan sesungguhnya orang yang alim dimintakan ampunan oleh orang-orang yang ada di langit dan orang-orang yang ada
di bumi hingga ikan-ikan yang ada di air, dan keutamaan bulan atas seluruh bintang, dan sesungguhnya ulama adalah pewaris para Nabi, dan sesungguhnya para Nabi tidak mewariskan dinar dan tidak mewariskan dirham, melainkan mewariskan ilmu, maka barangsiapa yang mengambilnya, maka hendaklah ia mengambil dengan bagian yang
sempurna”
(H.R. Abu Daud dan Tirmidzi)
“Berusaha, berdoa, semangat, tidak berputus asa, dan selalu bersabar, karena rencana Allah akan selalu indah”
vi
PERSEMBAHAN
Tesis ini saya persembahkan Kepada:
1. Kedua Orangtuaku (Ayah Rokhim dan Ibu Nurul) yang sangat kucintai dan kubanggakan, yang selalu memberikan dukungan berupa doa, semangat, materi kepada penulis. Atas ridho kalian yang selalu mendukung segala usahaku serta perjuanganku dengan ketulusan do‟a yang tiada hentinya.
2. Kakakku (Mbak Mela) yang selalu memberikan motivasi dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.
3. Sahabat-sahabatku (Siti Aisyah, Selva Kurnia, Wiwik Indriani, Lelly Zeni, dan Rahmi Faradisya) yang memberikan dukungan baik ide maupun semangat dalam menyelesaikan tesis ini.
4. Teman-teman penyemangatku (Mbak Siti, Mbak Imega, Mas Putra, Mas Prian, Pak Jumadi, dan Mas Tri) yang memberikan dukungan baik berupa benda maupun motivasi yang memperlancar penyelesaian tesis ini.
5. Guruku Ibu Jully Tri Soekowati yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian tesis ini.
6. Teman-temanku yang selalu mendukung kerja kerasku serta menyertai perjuanganku dengan ketulusan do‟a yang tiada hentinya, semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang setimpal.
7. Almamaterku Universitas Sebelas Maret yang telah menjadi bagian dalam melewati kehidupan ini.
Amin Ya Robbal „Alamin Terimakasih Semua
vii ABSTRAK
Alfath Rosyada Rokhim. 2016. Pengembangan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning pada Materi Kalor dan Perpindahan untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VII. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., II: Dr. Baskoro Adi Prayitno, S.Pd., M.Pd. Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama IPA, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penelitian ini bertujuan untuk; (1) mengetahui karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning pada materi kalor dan perpindahan. (2) mengetahui kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning pada materi kalor dan perpindahan. (3) mengetahui keefektifan modul IPA berbasis Problem Based Learning pada materi kalor dan perpindahan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP kelas VII.
Pengembangan modul IPA berbasis Problem Based Learning menggunakan model pengembangan yang dikemukakan oleh Borg & Gall yaitu penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi, perencanaan, pengembangan produk awal dan uji validitas pakar, revisi produk dan uji coba terbatas, uji coba pemakaian produk dan revisi produk, dan tahap penyebaran. Modul tersebut disusun dengan berbasis Problem Based Learning yang terdiri dari siswa terlibat aktif dalam merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis dan siswa dapat menentukan alternatif penyelesaian. Modul dinilai berdasarkan kelayakan materi, pengembangan modul, desain dan keterbacaan. Pengumpulan data penelitian menggunakan angket analisis kebutuhan, lembar validasi, soal kemampuan berpikir kritis, dan angket penyebaran (disseminate).
Hasil penelitian sebagai berikut: (1) modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa yang memiliki karakteristik sesuai langkah Problem Based Learning. (2) modul IPA teridiri dari modul siswa dan modul guru yang dikategorikan sangat layak oleh validator (ahli, teman sejawat, dan praktisi pendidikan). Persentase aspek penilaian pada modul siswa yaitu desain dan keterbacaan sebesar 96,25% dengan kategori sangat baik; materi sebesar 94,75% dengan kategori sangat baik; pengembangan modul sebesar 94% dengan kategori sangat baik. Persentase aspek penilaian modul guru yaitu rekomendasi skenario pembelajaran sebesar 92,50% dengan kategori sangat baik; dan soal berpikir kritis sebesar 78,50% dengan kategori baik; desain dan keterbacaan sebesar 96,25% dengan kategori sangat baik; materi sebesar 94,75% dengan kategori sangat baik; pengembangan modul sebesar 94% dengan kategori sangat baik, serta didukung dengan penguasaan modul uji coba terbatas sebesar 83% dengan kategori baik, dan uji coba lapangan sebesar 84% dengan kategori baik, serta hasil disseminate di 4 sekolah kabupaten Sidoarjo sebesar 97,75% dengan kategori sangat baik. (3) modul efektif digunakan pada pembelajaran ditunjukkan pada peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa berdasarkan persentase KKM pada setiap kegiatan belajar pertama memperoleh persentase sebesar 76,97 %; kegiatan belajar kedua sebesar 82,88%; dan kegiatan belajar ketiga sebesar 86,70%, serta adanya perbedaan yang signifikan antara kelas eksperimen dan kontrol.
viii ABSTRACT
Alfath Rosyada Rokhim. 2016. Development of Science Module Based on Problem Based Learning at Heat and Transfer for Improving Student’s Critical Thinking Skills for Grade VII. THESIS Advisor I: Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., II: Dr. Baskoro Adi Prayitno, S.Pd., M.Pd. Study Program of Master Degree of Science Education, Education and Teacher faculty, Sebelas Maret University.
This research was purposed to; (1) know the characteristic of science module basis Problem Based Learning at heat and transfer material (2) know the expedience of science module basis Problem Based Learning at heat and transfer material (3) know effectiveness of science module in heat and transfer material for increasing critical thinking skills.
This research was R&D methode referenced to Borg & Gall which was preliminary research and information gathering, planning, product development and test the validity of Experts, revision and test products limited, product usage trials (trials field) and product revisions, and the last, disseminate. The module are arranged with problem based learning consisting of students engange active with define problems, formulate hypotheses, collect data, testing hypotheses and determine the student can be an alternative settlement. Module judged on feasibility material, module development, design and readibility. Data was collected using questionnaire study, validation sheet, and test of critical thinking skills.
The results of this research were: 1) module of science with problem based learning to enhance student‟s critical thinking skills has a characteristic which learn step by step on a customized module problem based learning. 2) module consist of student‟s module and teacher‟s module which was categorized as very feasible with the results of the calculation (subject matter expert, expert module development, design and readibility expert, peers, and practioners). Student‟s module were 96,25% with very good category at design and readability; subject matter of 94,75% with very good category; and module development of 94% with very good category. Teacher‟s module were learning recommendation scenario of 92,50% with very good category; crictical thinking test of 78,50% with good category; design and readability of 96,25% with very good category; subject matter of 94,75% with very good category; and module development of 94% with very good category. As well as disseminate the results conducted in four school science teacher in Sidoarjo that categorized module was 97,75% with very good category. 3) the effectiveness of module used in learning is indicated on improving student‟s critical thinking skills based on minimum passing standard score at first study activity was 76,97%; second study activity was 82,88%; and third study activity was 86,70%, meanwhile there was difference significally between experiment class and control class.
ix PRAKATA
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan proposal tesis ini dengan judul “Pengembangan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning pada Materi Kalor dan Perpindahan untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VII”.
Dalam penyusunan proposal tesis ini, banyak memperoleh bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis tidak lupa menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada yang terhormat:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS Surakarta yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
3. Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., Dosen Pembimbing I yang telah memberikan motivasi, bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga dalam penyusunan proposal tesis ini sehingga dapat terselesaikan.
4. Dr. Baskoro Adi Prayitno, S.Pd., M.Pd., Dosen Pembimbing II yang telah memberikan motivasi, bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga dalam penyusunan proposal tesis ini sehingga dapat terselesaikan.
5. Bapak dan Ibu Dosen, Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan bimbingan dan ilmu pengetahuan kepada penulis.
6. Kepala Sekolah dan rekan-rekan Guru SMP Negeri 1 Gedangan yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.
7. Siswa-siswi SMP Negeri 1 Gedangan yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.
8. Kedua orang tua, kakak, dan segenap keluarga yang telah memberikan doa, motivasi, serta dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
x
9. Teman-teman mahasiswa Pendidikan IPA 2015 yang telah memberikan motivasi dan masukan dalam penyusunan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih banyak kekurangan, untuk itu penyusun berharap pada semua pihak untuk memberikan saran dan kritik demi kesempurnaan tesis ini. Pada akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat untuk penulis pada khususnya dan semua kalangan pada umumnya.
Surakarta, 16 Juni 2016
xi DAFTAR ISI
halaman
Halaman Judul ... i
Pernyataan Orisinalitas dan Publikasi ... ii
Persetujuan Pembimbing ... iii
Pengesahan Penguji ... iv Motto ... v Persembahan ... vi Abstrak ... vii Abstract ... viii Prakata ... ix Daftar Isi ... xi
Daftar Tabel ... xiii
Daftar Gambar ... xiv
Daftar Lampiran ... xv
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 ... 9
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ... 9
G. Definisi Istilah ... 10
Bab II Kajian Teori ... 12
A. Kajian Pustaka ... 12
1. Hakikat Pembelajaran IPA ... 12
2. Modul Pembelajaran ... 12
3. Problem Based Learning (PBL) ... 17
4. Teori Belajar yang mendukung Model PBL ... 21
5. Kemampuan Berpikir Kritis ... 24
6. Materi Pokok Kalor dan Perpindahan ... 26
xii
C. Kerangka Berpikir ... 43
Bab III Metode Penelitian ... 47
A. Jenis Penelitian ... 47
B. Prosedur Penelitian/Pengembangan ... 47
1. Penelitian Pendahuluan dan Pengumpulan Informasi ... 47
2. Karakteristik Modul IPA Berbasis Problem Based Learning ... 48
3. Kelayakan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning ... 50
4. Keefektifan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning ... 51
5. Jenis Data, Metode Pengumpulan Data dan Instrumen ... 53
C. Teknik Analisis Data ... 54
Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan ... 58
A.Deskripsi Hasil Prosedur Pengembangan Produk ... 58
1. Hasil Tahap Studi Pendahuluan ... 58
2. Karakteristik Modul IPA Berbasis Problem Based Learning... 63
3. Kelayakan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning ... 69
4. Keefektifan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning... 80
B. Pembahasan ... 82
1. Studi Pendahuluan ... 82
2. Karakteristik Modul IPA Berbasis Problem Based Learning... 84
3. Kelayakan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning ... 86
4. Keefektifan Modul IPA Berbasis Problem Based Learning... 88
C.Temuan Lapangan ... 90
D.Keterbatasan Penelitian ... 91
Bab V Simpulan, Implikasi, dan Saran ... 92
A.Simpulan ... 92
B. Implikasi ... 94
C.Saran ... 94
DAFTAR PUSTAKA ... 95
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1 Modul Berbasis Problem based Learning... 52
3.2 Data, Metode Pengumpulan Data dan Instrumen ... 53
3.3 Kriteria Validitas Ahli ... 55
3.4 Kriteria Pencapaian Penguasaan Siswa ... 55
3.5 Kriteria Penilaian Siswa dan Guru ... 56
4.1 Perbandingan Persentase Penguasaan IPA di SMP Negeri 1 Gedangan ... 58
4.2 Hasil Ulangan Harian Siswa pada Materi Kalor dan Perpindahan ... 59
4.3 Tes Kemampuan Berpikir Kritis Awal Menurut Facione ... 60
4.4 Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa ... 61
4.5 Hasil Angket Analisis Kebutuhan Guru ... 61
4.6 Validasi Modul Siswa oleh Ahli ... 69
4.7 Validasi Modul Guru oleh Ahli... 70
4.8 Validasi Modul Siswa dan Guru oleh Praktisi Pendidikan ... 70
4.9 Validasi Modul Siswa dan Guru oleh Teman Sejawat... 71
4.10 Validasi Soal Berpikir Kritis oleh Ahli ... 72
4.11 Validasi Soal Berpikir Kritis Oleh Teman Sejawat ... 72
4.12 Hasil Penilaian Total Modul IPA ... 72
4.13 Hasil Penilaian Modul Siswa Uji Coba Terbatas ... 73
4.14 Revisi Modul Guru dan Modul Siswa ... 73
4.15 Hasil Penilaian Modul Siswa Uji Coba Terbatas ... 77
4.16 Hasil Pengerjaan Modul IPA Uji Coba Terbatas ... 78
4.17 Hasil Pengerjaan Modul IPA Uji Coba Lapangan ... 79
4.18 Hasil Penilaian Modul Siswa Uji Coba Lapangan ... 79
4.19 Hasil Tes Kemampuan Berpikir Kritis Kelas Eksperimen ... 80
4.20 Hasil Postest Kemampuan Berpikir Kritis ... 80
4.21 Hasil Analisis Skor Kemampuan Berpikir Kritis Kelas Kontrol, Eksperimen . 80 4.22 Deskripsi Penilaian Sikap Sosial ... 81
4.23 Deskripsi Penilaian Keterampilan Siswa ... 81
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Kerucut Pengalaman Dale ... 13
2.2 Percobaan Perpindahan Panas ... 28
2.3 Diagram Perubahan Wujud Zat ... 31
2.4 Bentuk Molekul pada Zat Cair, Padat, dan Gas ... 33
2.5 Memasak Air dengan Panci ... 34
2.6 Batang Logam menghantarkan panas ... 34
2.7 Air yang dipanaskan ... 35
2.8 Kerangka Berpikir ... 46
4.1 Tampilan Cover depan Modul ... 63
4.2 Layuot Modul Siswa ”Petunjuk Siswa” dan ”Peta Isi Modul” ... 64
4.3 Layuot Modul Siswa ”KI dan KD” dan ”Peta Konsep” ... 65
4.4 Layuot Modul Siswa ”KB1” dan ”Fenomena Dan Merumuskan Masalah” ... 65
4.5 Layuot Modul Siswa ”Mengumpulkan Data”, ”Menguji Hipotesis” ... 66
4.6 Layuot Modul Siswa ”Pendalaman Materi”, ”Info Sains”, ”Rangkuman” ... 66
4.7 Layuot Modul Siswa ”Soal Berpikir Kritis”, ”Uji Kompetensi” ... 67
4.8 Layuot Modul Siswa ”Glosarium”, ”Kunci Jawaban” ... 67
4.9 Layuot Modul Guru”Rekomendasi Skenario Pembelajaran”,”Kunci Jawaban” 68 4.10 Layuot Modul Guru ”Lembar Penilaian Sikap”, ”Lembar Penilaian Kritis” .... 68
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
A Penelitian Pendahuluan dan Pengumpulan Informasi
1. Rekapitulasi Nilai UN SMP Negeri 1 Gedangan ... 100
2. Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Guru ... 101
3. Kisi- kisi Angket Analisis Kebutuhan Siswa ... 102
4. Angket Kebutuhan Guru ... 103
5. Angket Kebutuhan Siswa ... 106
6. Instrumen Penilaian Buku Siswa ... 109
7. Instrumen Validasi Ahli Materi ... 111
8. Instrumen Validasi Ahli Pengembangan Modul ... 113
9. Instrumen Validasi Ahli Desain dan Keterbacaan ... 115
10. Instrumen Validasi Ahli Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ... 117
11. Instrumen Validasi Ahli Soal Kemampuan Berpikir Kritis ... 119
12. Kisi-kisi Soal Kemampuan Berpikir Kritis Awal ... 121
B Perencanaan 13. Matrik Modul IPA Berbasis Problem based Learning ... 123
14. Pola Keterkaitan ... 129
15. Silabus ... 130
C Pengembangan Produk Awal dan Uji Validitas 16. Kisi-kisi Soal Kemampuan Berpikir Kritis ... 132
17. Kisi-kisi Soal Posttest Kemampuan Berpikir Kritis ... 146
18. Kisi-kisi Soal Hasil Belajar ... 151
19. Hasil Validasi Pengembangan Modul ... 153
20. Hasil Validasi Materi ... 154
21. Hasil Validasi Desain dan Keterbacaan ... 155
22. Hasil Validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran... 155
xvi D Uji Coba Terbatas
24. Hasil Penguasaan Modul IPA Uji Kelompok Kecil ... 157
25. Hasil Penilaian Modul IPA Uji Kelompok Kecil ... 158
E Uji Coba Lapangan 26. Hasil Posttest Kemampuan Berpikir Kritis Kelas Kontrol dan Eksperimen ... 159
27. Hasil Penilaian Sikap Sosial ... 161
28. Hasil Penilaian Keterampilan Proses Sains ... 164
29. Hasil Belajar Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ... 167
30. Uji SPSS ... 169
31. Hasil Penguasaan Modul IPA Uji Kelompok Besar ... 171
32. Hasil Penilaian Modul IPA Uji Kelompok Besar ... 174
F Tahap Penyebaran (Disseminate) 33. Hasil Penilaian Modul IPA Berbasis Problem based Learning oleh Guru... 175
34. Dokumentasi ... 177
35. Hasil Angket Kebutuhan Guru ... 179
36. Hasil Angket Kebutuhan Siswa ... 181
37. Hasil Angket Penilaian Modul IPA oleh Siswa ... 183
38. Lembar Observasi Sikap Sosial Siswa ... 184
39. Lembar Observasi Keterampilan Proses Sains Siswa ... 186
40. Hasil Pengerjaan Soal Postest Kelas Kontrol ... 188
41. Hasil Pengerjaan Soal Postest Kelas Eksperimen ... 189
42. Surat Keterangan telah melakukan penelitian ... 192
43. Surat Izin Penyusunan Tesis ... 193
44. Surat Permohonan Izin Penelitian 1 ... 194
