PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Prihantoro Eko Sulistyo NIM S831408027
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2016
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “ Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas plagiasi, 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 yang disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ini, 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 seizin dan meyertakan 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, Program Magister Pascasarjana UNS studi Pendidikan Sains, FKIP UNS berhak mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh program studi pendidikan sains, FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, saya bersedia mendapat sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, ... Yang membuat pernyataan,
Prihantoro Eko Sulistyo NIM 831408027
iii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA HALAMAN PERSETUJUAN
TESIS Oleh:
Prihantoro Eko Sulstyo NIM S831408027
Komisi Pembimbing
Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 19520915 197603 2 001 ... ... 2016 Kopembimbing Dr. Sarwanto, M.Si NIP. 19690901 199403 1 002 ... ... 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
v MOTTO
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain”( QS. Al Insyiroh : 5-7 )
“Segala sesuatu yang diperjuangkan dengan sungguh-sungguh, pasti akan memberi manfaat bagi yang memperjuangkan” (Penulis)
vi
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 sayangnya yang tak pernah putus diberikan kepada anak-anaknya
Saudara dan sahabat yang selalu memberikan semangat yang selalu terselip dalam bentuk kata-kata dan tindakan
Teman-teman Pendidikan Sains Minat Utama Fisika angkatan 2014 yang selalu menjadi tempat berbagi, dan selalu memberi inspirasi
vii
Prihantoro Eko S. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida. Tesis. Pembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. Kopembimbing: Dr. Sarwanto, M.Si., Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Hasil daya serap UN 2014 pada materi mekanika fluida di wilayah Surakarta menggambarkan masih rendahnya pemahaman konsep siswa dan tingkat berpikir siswa. Penelitian ini bertujuan: (1) mendeskripsikan karakteristik modul Fisika berbasis interactive demonstration; (2) mengetahui kelayakan modul Fisika berbasis interactive demonstration; (3) mengetahui efektivitas modul Fisika berbasis interactive demonstration untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep siswa pada materi mekanika fluida.
Penelitian pengembangan ini menggunkan model Borg and Gall yang dirangkum oleh Tim Puslitjaknov (2008). Tahapan penelitian ini terdiri dari analisis modul yang dikembangakan, mengembangkan draf modul awal, validasi modul, uji coba terbatas dan revisi, uji coba lapangan dan revisi, dan diseminasi. Modul disusun dengan tahapan Interactive Demonstration menurut Sokoloff & Thornton yang terdiri dari demonstrasi awal, prediksi individu, prediksi kelompok, prediksi kelas, prediksi akhir, demonstrasi hasil. Modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, bahasa, serta diuji coba pada kelas kecil dan besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika. Instrumen penelitian yang digunakan adalah angket, lembar observasi, lembar validasi, dan tes. Analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif, kualitatif, cut off dan N-Gain .
Hasil penelitian ini sebagai berikut: (1) karakteristik modul fisika yang dikembangkan memuat tahapan pembelajaran berbasis Interactive Demonstration pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator keterampilan berpikir kritis. Modul dilengkapi dengan penyampaian konsep melalui demonstrasi sederhana; (2) modul layak berdasarkan penilaian ahli materi, ahli media, ahli bahasa, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai rata-rata 82,13 lebih besar dari nilai cut off 80,35. Serta didukung dengan respon dari siswa dengan nilai 94,3% di atas nilai cut off 89,5% dalam kategori baik dan hasil penyebaran dengan nilai 22,9% di atas nilai cut off 22,5% dalam mengkategorikan baik; (3) keterampilan berpikir kritis siswa setelah menggunakan modul Fisika berbasis Interactive Demonstration mengalami peningkatan dalam kategori sedang dengan N-Gain sebesar 0,39. Peningkatan penguasaan konsep siswa pada materi fluida statis 0,45 sedangkan untuk fluida dinamis 0,35.
Kata kunci: modul fisika, Interactive Demonstration, keterampilan berpikir kritis, penguasaan konsep
viii
Prihantoro Eko S. 2016. The Development of Interactive Demonstration Physics Module on Fluids Mechanic to Increase Critical Thinking and Concept Comprehesion for Student. Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si.. Thesis. Sains Education Magister Department, Sebelas Maret University of Surakarta.
ABSTRACT
The UN (2014) result showed that students’ poor achievement at Indonesia indicated their weak intellective ability. This research aims to: (1) describe the characteristics of Interactive Demonstration Physics Module issues to increase the critical thingking skills and concept comprehesion a fluids mechanic material; (2) develop Interactive Demonstration Physics Module which feasible to increase the critical thingking skills in a rotational dynamics and rigid body material; (3) determine the effectiveness of Interactive Demonstration Physics Module to increase student’s critical thinking and concept comprehesion .
This research method was R&D with model Borg and Gall proposed by Tim Puslitjaknov (2008). Model Borg and Gall by Tim Puslitjaknov consists of (1) analyzing the product to be developed, (2) development of preliminary product, (3) expert validation and revision, (4) small-scale field trials and product revision, (5) large-scale field trials and product revision, (6) Dessiminate. The module was arranged with stage of Interactive Demonstration which were demontration firt early, individual formulating prediction, group formulating prediction, class formulating prediction and finale, result demontration, confirmation and reflektion. In addition, this module was also equipped with a critical thingking skills. 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.
The results of this study as follows: (1) the characteristics of Interactive Demonstration module loaded with stage Interactive Demonstration 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 82,13 > minimum score of proper level 80,35. 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 0.35.
Keywords: Physics module, Interactive Demonstration, Critical thingking skills, Concept Coprehesion
ix 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/MA 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 Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk dan dorongan sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan
3. Prof. Dra. Suparmi, M.A., 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. MAN 1 Surakarta, khususnya kepada Bapak Agus Nugruho, S.Pd dan Bapak Sugiarto yang banyak membantu proses penelitian yang dilakukan penulis 7. Siswa-siswa kelas XI MAN 1 Surakarta atas bantuannya dalam pelaksanaan
penelitian ini
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian tesis ini
x
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 Penulis
xi DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN ORISINALITAS ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN MOTTO ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
HALAMAN ABSTRAK ... vi
HALAMAN ABSTRACT ... vii
HALAMAN PRAKATA ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 6
C. Tujuan Pengembangan ... 6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ... 7
E. Pentingnya Pengembangan ... 7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ... 7
G. Definisi Operasional ... 8
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR ... 10
A. Landasan Teori ... 10
B. Penelitian yang Relevan ... 37
C. Kerangka Berpikir ... 38
BAB III METODE PENELITIAN ... 41
A. Jenis Penelitian ... 41
B. Prosedur Penelitian dan Pengembangan ... 41
BAB IV HASIL PENELITIAN ... 58
xii
B. Pengembangan Produk ... 62
C. Pengujian Produk ... 80
D. Penyebaran Produk ... 88
E. Pembahasan ... 89
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 104
A. Simpulan ... 104
B. Implikasi ... 105
C. Saran ... 105
DAFTAR PUSTAKA ... 107
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Urutan Tingkat Pembelajaran Level of Inquiry ... 14
Tabel 2.2 Kisi Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking ... 15
Tabel 2.3 Perbedaan Antara Buku Teks Biasa dengan Modul... 18
Tabel 2.4 Indikator Berpikir Kritis... 24
Tabel 3.1 Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking ... 44
Tabel 3.2 Kategori Skor TOLT... 45
Tabel 3.3 Pola Keterkaitan skor TOLT dan Level of Inquiry... 45
Tabel 3.4 Kriteria Kelayakan Modul ... 47
Tabel 3.5 Kriteria Kelayakan Modul ... 48
Tabel 3.6 Kategori Kemampuan Sikap ... 49
Tabel 3.7 Kategori Kemampuan Ketrampilan ... 49
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Validitas ... 51
Tabel 3.9 Hasil Validasi Soal ... 51
Tabel 3.10 Kriteria Tingkat Kesukaran ... 53
Tabel 3.11 Hasil Tingkat Kesukaran soal Uji Coba ... 53
Tabel 3.12 Hasil Daya Beda Soal Uji Coba ... 54
Tabel 3.13 Klisifikasi Uji Gain ... 54
Tabel 3.14 Desain Penelitian Eksperimen ... 55
Tabel 4.1 Rangkuman Hasil Angket Permasalahan Siswa ... 59
Tabel 4.2 Rangkuman Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa ... 61
Tabel 4.3 Kompetensi Dasar Aspek Pengetahuan dan Indikator ... 63
Tabel 4.4 Revisi Validator Materi ... 70
Tabel 4.5 Revisi Validator Bahasa ... 73
Tabel 4.6 Revisi Validator Media ... 75
Tabel 4.7 Revisi dari Reviewer ... 76
Tabel 4.8 Revisi dari Peer Reviewer... 77
Tabel 4.9 Revisi Uji Coba Kecil ... 78
Tabel 4.10 Rangkuman Hasil Validasi... 78
xiv
Tabel 4.12 Rangkuman Hasil Keterbacaan Siswa... 79
Tabel 4.13 Hasil Pretest Siswa Fluida Statis ... 81
Tabel 4.14 Hasil Pretest Siswa Fluida Dinamis... 81
Tabel 4.15 Nilai Postest pada Materi Fluida Statis ... 82
Tabel 4.16 Nilai Postest pada Materi Fluida Dinamis ... 82
Tabel 4.17 Nilai N Gain pada Materi Fluida Statis ... 82
Tabel 4.18 Nilai N Gain pada Materi Fluida Dinamis ... 83
Tabel 4.19 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Statis ... 83
Tabel 4.20 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Dinamis ... 83
Tabel 4.21 Nilai Keterampilan ... 84
Tabel 4.22 Nilai Hasil Belajar Aspek Pengetahuan ... 84
Tabel 4.23 Hasil Pretest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa... ... 84
Tabel 4.24 Hasil Postest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa... 85
Tabel 4.25 Nilai N gain Keterampilan Berpikir Kritis ... 85
Tabel 4.26 Hasil Penilaian Produk pada Uji Coba Lapangan ... 86
Tabel 4.27 Rangkuman Respon Siswa Terhadap Produk... 86
Tabel 4.28 Rangkuman Saran dari Uji Coba Lapangan... 87
Tabel 4.29 Rangkuman Saran pada Tahap Penyebaran Produk ... 88
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Balok Dicelupkan dalam Fluida... 25
Gambar 2.2 Alat Pengukur Tekanan pada Fluida ... 25
Gambar 2.3 Benda Diam dalam Fluida ... 26
Gambar 2.4 Alat Pengangkat Mobil Hidrolik ... 27
Gambar 2.5 Alat Ukur Tekanan Udara ... 28
Gambar 2.6 Balok yang Tenggelam dalam Fluida... 29
Gambar 2.7 Jarum Diangkat dari Permukaan Fluida... 31
Gambar 2.8 Meniskus ... 31
Gambar 2.9 Bola yang Tercelup dalam Fluida Kental ... 33
Gambar 2.10 Fluida Mengalir pada Sebuah Pipa... 35
Gambar 2.11 Tandon Air Berlubang ... 36
Gambar 2.12 Aliran Udara pada Sayap ... 37
Gambar 3.1 Prosedur Pengembangan Borg and Gall ... 42
Gambar 4.1 Contoh Revisi dari Validator Materi ... 72
Gambar 4.2 Contoh Revisi dari Validator Materi ... 72
Gambar 4.3 Contoh Revisi dari Validator Bahasa ... 74
Gambar 4.4 Contoh Revisi dari Validator Media ... 75
Gambar 4.5 Histogram Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ... 99
Gambar 4.6 Histogram Peningkatan Penguasaan Konsep Fluida Statis ... 100
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1 Angket Analisis Kebutuhan Guru ... 111
2 Angket Analisis Kebutuhan Siswa ... 115
3 Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Guru ... 119
4 Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Siswa ... 122
5 Kisi-Kisi TOLT ... 125
6 TOLT ... 132
7 Hasil TOLT ... 138
8 Uji Validator Bahasa ... 140
9 Uji Validator Materi ... 145
10 Uji Validator Media ... 154
11 Lembar Penilaian Produk ... 164
12 Keterbacaan Modul Fisika ... 168
13 Validasi Guru (praktisi) ... 169
14 Soal Uji Coba Fluida Statis ... 173
15 Soal Uji Coba Fluida Dinamis ... 178
16 Rubrik Soal Uji Coba Fluida Statis ... 183
17 Rubrik Soal Uji Coba Fluida Dinamis ... 188
18 Hasil Uji Coba Fluida Statis dan Dinamis ... 194
19 Silabus ... 196
20 RPP Kelas X ... 201
21 RPP Kelas XI ... 227
22 Nilai Pretetst Kelas Kontrol dan Eksperimen ... 245
23 Nilai Posttest Kelas Kontrol dan Eksperimen ... 249
24 Soal Pretetst Fluida Dinamis ... 254
25 Soal Pretetst Fluida Statis ... 256
26 Nilai Kognitif KB 1-5 ... 259
27 Nilai Sikap ... 269
xvii
29 Nilai Keterampilan... 281
30 Lembar Observasi Keterampilan ... 286
31 Analisis Soal Uji Coba Fluida Statis Dinamis ... 288
32 Kisi-Kisi Soal Uji Kompetensi Modul ... 290
33 Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ... 307
34 Peningkatan Penguasaan Konsep ... 308
35 Angket Penyebaran Modul ... 309
36 Perhitungan Kriteria Kelayakan Modul ... 311
37 Hasil Penelitian Uji Coba Lapangan ... 316
38 Uji Homogenitas ... 317
39 Hasil Uji Dua Rata-Rata ... 319
40 Masukan Validator Ahli ... 322
41 Hasil Validasi Uji Coba Kecil ... 344
42 Hasil Validasi Penyebaran Modul ... 345
