i
PENGEMBANGAN MODEL VIRTUAL LABORATORY FISIKA
MODERN UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
GENERIK SAINS DAN BERPIKIR KRITIS CALON GURU
DISERTASI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Doktor Kependidikan dalam Bidang Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam
Oleh
GUNAWAN
0808036
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
ii
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PANITIA DISERTASI:
Promotor Merangkap Ketua,
Prof. Dr. Liliasari, M.Pd NIP. 194909271978032001
Ko-Promotor merangkap Sekretaris,
Dr. Agus Setiawan, M.Si NIP. 196902111993031001
Anggota,
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul “Pengembangan Model Virtual Laboratory Fisika Modern untuk Meningkatkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Kritis Calon Guru” beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri, dan saya
tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika ilmu yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan tersebut, saya siap menanggung resiko yang dijatuhkan kepada saya apabila di kemudian hari ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap karya saya ini.
Bandung, Januari 2011 Yang membuat pernyataan,
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan disertasi yang berjudul “Pengembangan Model Virtual Laboratory
Fisika Modern untuk Meningkatkan Keterampilan Generik Sains dan Berpikir Kritis Calon Guru” tepat pada waktunya. Penelitian ini
dilatarbelakangi oleh upaya untuk meningkatkan kualitas pembelajaran fisika bagi mahasiswa calon guru fisika sehingga penguasaan konsep dan keterampilan berpikirnya menjadi lebih baik.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyelesaian disertasi ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan semua pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada yang terhormat :
1. Ibu Prof. Dr. Liliasari, M.Pd selaku Promotor yang telah memberikan bimbingan dengan sabar, ikhlas, dan kritis terhadap permasalahan dan senantiasa memberikan motivasi dalam penyusunan disertasi ini. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada beliau yang telah membantu memfasilitasi dan menyediakan media belajar dan sejumlah literatur baik tentang penelitian maupun sejumlah model pembelajaran berbasis teknologi informasi.
2. Dr. Agus Setiawan, M.Si, selaku Ko-Promotor yang senantiasa memberikan bimbingan dan motivasi dengan penuh perhatian dalam penyusunan disertasi ini. Penulis juga menyampaikan terimakasih atas kesempatan belajar dan bergabung dalam penelitian dengan pemanfaatan virtual laboratory fisika. 3. Bapak Dr. Dwi H. Widyantoro, M.Sc., selaku Anggota yang senantiasa
v
4. Bapak Dr. Andi Suhandi, M.Si, dan Bapak Dr. Dadi Rusdiana, M.Si selaku penguji yang dengan kritis telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
5. Bapak Dr. Aloysius Rusli, yang dengan kritis telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan atas bantuan dan kesediaan beliau dalam memfasilitasi dan mengirimkan sejumlah jurnal penelitian fisika maupun pendidikan fisika yang telah sangat membantu penulis dalam melakukan analisis awal hingga pada pembahasan temuan hasil penelitian.
6. Prof. Dr. Hj. Anna Permanasari, M.Si, selaku Ketua Program Studi Pendidikan IPA Sekolah Pascasarjana UPI yang telah memberikan kesempatan, arahan, dan motivasi selama penulisan disertasi ini.
7. Bapak dan Ibu dosen Sekolah Pascasarjana UPI, khususnya pada Program Studi Pendidikan IPA atas ilmu dan wawasan yang telah diberikan selama ini. 8. Keluarga Besar FKIP Universitas Mataram dan FPMIPA IKIP Mataram yang
telah membantu dan mendukung baik dalam masa studi maupun ketika penelitian berlangsung.
Akhirnya semoga tulisan ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.
Bandung, Januari 2011
vi
PENGEMBANGAN MODEL VIRTUAL LABORATORY FISIKA MODERN UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS
DAN BERPIKIR KRITIS CALON GURU
ABSTRAK
vii
BAB II MODEL VIRTUAL LABORATORY FISIKA MODERN UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS DAN DISPOSISI BERPIKIR KRITIS CALON GURU A. Laboratorium Virtual Fisika ... 15
B. Penguasaan Konsep Fisika ... 20
C. Keterampilan Generik Sains ... 23
D. Disposisi Berpikir Kritis ... 28
viii
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Metode dan Disain Penelitian ... 38
B. Subyek dan Variabel Penelitian ... 41
C. Instrumen Penelitian ……….. 42
D. Teknik Analisis Data ... 45
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Studi Pendahuluan ... 48
B. Hasil Pengembangan Desain ... 52
C. Hasil Pengujian Model ... 63
D. Pembahasan ... 73
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 95
B. Rekomendasi ... 97
DAFTAR PUSTAKA ... 99
ix
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1.1 Sebaran Eksperimen Setiap Konsep Fisika Modern ... 4
1.2 Beberapa Penelitian yang Relevan ……… 8
2.1 Analisis Konsep Fisika Modern . ... 34
3.1 Kriteria Indeks Kemudahan . ... 43
3.2 Kriteria Indeks Daya Pembeda .. ... 44
3.3 Koefisien Reliabilitas Soal .. ... 44
4.1 Persepsi Guru dan Dosen Tentang Urutan Materi Fisika Modern Berdasarkan Tingkat Kesulitan dan Keperluan Virtual Laboratory.. ... 50
4.2 Perolehan Rata-rata Hasil Belajar Fisika Modern. ... 51
4.3 Rancangan Model Virtual Laboratory . ... 53
4.4 Hasil Validasi Materi dalam Virtual Laboratory . ... 54
4.5 Hasil Validasi Model Virtual Laboratory Fisika Modern ... 56
4.6 Hasil Ujicoba Awal dan Dampaknya Terhadap Model. ... 57
4.7 Hasil Ujicoba Terbatas dan Dampaknya Terhadap Model. ... 58
4.8 Hasil Tes Akhir Mahasiswa Peserta Ujicoba Terbatas ... 59
4.9 Urutan Tingkat Kesulitan Materi Teori Kuantum Radiasi ... 59
4.10 Deskripsi Model Virtual Laboratory Fisika Modern ... 60
4.11 Deskripsi Skor Hasil Belajar Mahasiswa Secara Umum ... 64
4.12 Rekapitulasi Skor Penguasaan Konsep Tiap Label Konsep ... 67
4.13 Rekapitulasi Skor Keterampilan Generik Sains setiap Indikator ... 68
4.14 Rekapitulasi Skor Disposisi Berpikir Kritis setiap Indikator ... 69
4.15 Rekapitulasi tanggapan Dosen Terhadap Model Virtual Laboratory Fisika Modern .. ... 71
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
A. 1. Peta Konsep Fisika Modern . ... 105
2. Deskripsi Konsep Fisika Modern .. ... 106
3. Deskripsi Pembelajaran ... 118
4. Tabel Spesifikasi Soal .. ... 135
B. 1. Angket Tanggapan Dosen .. ... 145
2. Angket Tanggapan Mahasiswa ... 147
3. Pedoman Observasi. ... 149
C. 1. Data Mentah Ujicoba Instrumen Tes ... 151
2. Data Ujicoba Kelompok Atas dan Kelompok Bawah ……….. ... 152
3. Rekapitulasi Hasil Ujicoba Instrumen Tes ... 153
D. 1. Data Penelitian Skor Tes Awal .. ... 154
2. Data Penelitian Skor Tes Akhir ... 156
3. Rekapitulasi N-gain Penguasaan Konsep Fisika Modern .. ... 158
4. Rekapitulasi N-gain Keterampilan Generis Sains ... 161
5. Rekapitulasi N-gain Disposisi Berpikir Kritis .. ... 164
6. Rekapitulasi Tanggapan Dosen dan Mahasiswa Terhadap Model Pembelajaran ... 167
F. 1. Flowchart Virtual Laboratory Fisika Modern ... ... 176
2. Storyboard Virtual Laboratory Fisika Modern ... ... 177
