i
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul ”Pembelajaran Berbasis Masalah pada Topik Pencemaran Udara untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan Berpikir Kritis Siswa SMA“ ini beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya pribadi, dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika 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 atau ada klaim dari pihak lain terhadap karya saya ini.
Bandung, Juni 2011 Yang membuat pernyataan,
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat, petunjuk, pertolongan, dan kesabaran yang diberikan kepada penulis akhirnya tesis ini dapat terwujud. Tesis ini berjudul “Pembelajaran Berbasis Masalah pada Topik Pencemaran Udara untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan Berpikir Kritis Siswa SMA”. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi penggunaan model pembelajaran berbasis masalah terhadap peningkatan penguasaan konsep dan berpikir kritis siswa pada topik pencemaran udara
Dalam proses penyusunan tesis ini penulis banyak sekali menghadapi rintangan, tetapi dengan adanya motivasi, bimbingan, dorongan, doa, dan bantuan dari semua pihak maka tesis ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada Bapak Dr. Omay Sumarna, M.Si selaku pembimbing I, serta Ibu Prof. Dr. Mulyati Arifin, M.Pd selaku pembimbing II yang ditengah kesibukannya dapat memberikan bimbingan dengan sabar dan kritis terhadap penulisan tesis ini, serta selalu memberikan semangat sampai akhir penyelesaian tesis ini.
iii
Bapak dan Ibu dosen yang telah banyak memberikan bimbingan dan ilmu kepada penulis selama menempuh studi, dan kepada seluruh staf akademik yang telah membantu penulis selama menempuh studi.
Selanjutnya ucapan terima kasih kepada kepala sekolah, guru, staf, dan siswa SMA Trinitas Bandung atas kesempatan dan bimbingannya dalam penyelesaian tesis ini. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Pendidikan IPA terutama Konsentrasi Kimia SL atas segala sumbangan pemikiran, motivasi, dan kerjasamanya selama menempuh pendidikan sampai penyelesaian tesis ini.
Akhirnya, penulis ucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada kedua orang tua, suami, dan seluruh keluarga atas pengertian, motivasi, dan doanya sehingga pendidikan dan tesis ini dapat terselesaikan. Semoga amal baik yang telah bapak, ibu, dan rekan-rekan berikan mendapatkan balasan karunia dan berkat dari Tuhan Yang Maha Esa.
Penulis menyadari akan keterbatasan dan kekurangan dalam penulisan tesis ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sangat dibutuhkan. Penulis berharap semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi bagi pengembangan pendidikan di sekolah.
Bandung, Juni 2011 Penulis,
iv DAFTAR ISI
PERNYATAAN i
ABSTRAK ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR xi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah 1
B. Rumusan Masalah 5
C. Tujuan Penelitian 5
D. Batasan Masalah 6
E. Manfaat Penelitian 7
F. Definisi Operasional 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem based Learning – PBL) 9
1. Pengertian PBL 9
2. Karakteristik PBL 12
3. Sintaks PBL 14
4. Alasan Menggunakan PBL 17
5. Strategi Pembelajaran IPA dengan PBL 20
B. Penguasaan Konsep 21
C. Keterampilan Berpikir Kritis 23
D. Tinjauan Materi Pencemaran Udara 26
1. Pengertian Pencemaran Udara 26
2. Jenis-Jenis Pencemaran Udara 27
3. Dampak Pencemaran Udara 29
v
A. Metode Penelitian 48
B. Subyek Penelitian 50
C. Prosedur Penelitian 50
1. Studi Pendahuluan 50
2. Perancangan Model PBL dan Instrumen Penelitian 51
3. Implementasi 52
4. Penyebaran 52
D. Intrumen Penelitian 53
1. Tes Penguasaan Konsep dan Berpikir Kritis 53
2. Pedoman Observasi 53
3. Angket Siswa 54
4. Pedoman Wawancara 54
E. Analisis Intrumen dan Pengolahan Data 54
1. Analisis Instrumen 54
2. Pengolahan Data 58
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Pengembangan RPP untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan
Berpikir Kritis dengan Model PBL 63
B. Skor Penguasaan Konsep pada Topik Pencemaran udara 66 1. Skor Penguasaan Konsep pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Kontrol 67
a. Penguasaan Konsep 67
b. Pembahasan Penguasaan Konsep 73
2. Skor Penguasaan Konsep pada Kelompok Eksperimen II dan
Kelompok Kontrol 77
a. Penguasaan Konsep 77
b. Pembahasan Penguasaan Konsep 82
3. Skor Penguasaan Konsep pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Eksperimen II 86
a. Penguasaan Konsep 86
vi
C. Skor Berpikir Kritis pada Topik Pencemaran udara 94 1. Skor Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Kontrol 95
a. Berpikir Kritis 95
b. Pembahasan Berpikir Kritis 100
2. Skor Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen II dan
Kelompok Kontrol 104
a. Berpikir Kritis 104
b. Pembahasan Berpikir Kritis 110
3. Skor Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Eksperimen II 114
a. Berpikir Kritis 114
b. Pembahasan Berpikir Kritis 119
D. Aktivitas Guru dan Siswa pada Proses non PBL dan Model PBL 122 1. Aktivitas Guru pada Proses non PBL dan PBL 122 2. Aktivitas Siswa pada Proses non PBL dan PBL 125 E. Tanggapan Guru dan Siswa terhadap Penggunaan Model PBL 131
1. Tanggapan Guru 131
2. Tanggapan Siswa 133
F. Karakteristik Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL)
untuk Topik Pencemaran Udara 136
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan 141
B. Saran 142
DAFTAR PUSTAKA 143
vii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah 14 Tabel 2.2 Contoh Penerapan Model Pembelajaran Berbasis Masalah pada
Pembelajaran Kimia Sub-Konsep Dampak Pencemaran Udara 15 Tabel 2.3 Indikator Keterampilan Berpikir Kritis 25
Tabel 2.4 Komposisi Udara Bersih dan Kering 28
Tabel 2.5 Dampak Kesehatan Akibat Timbal 34
Tabel 3.1 Kriteria Indeks Kesukaran 56
Tabel 3.2 Kriteria Daya Pembeda 57
Tabel 3.3 Kategori Reliabilitas Butir Soal 58
Tabel 3.4 Kriteria Tingkat Gain 59
Tabel 4.1 Tahapan Kegiatan Pembelajaran Berbasis Masalah pada Topik
Pencemaran Udara 64
Tabel 4.2 Deskripsi Skor Rata-rata Penguasaan Konsep Pencemaran Udara pada Kelompok Eksperimen I, Kelompok Eksperimen
II dan Kelompok Kontrol 66
Tabel 4.3 Deskripsi Skor Rata-rata Penguasaan Konsep Pencemaran
Udara pada Kelompok Eksperimen I dan Kelompok Kontrol 68 Tabel 4.4 Hasil Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Penguasaan Konsep
pada Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen I
dan Kelompok Kontrol 69
Tabel 4.5 Deskripsi Skor Rata-rata Penguasaan Konsep Pencemaran Udara pada Kelompok Eksperimen II dan Kelompok Kontrol 77 Tabel 4.6 Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Penguasaan Konsep pada
Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen II dan
Kelompok Kontrol 79
Tabel 4.7 Deskripsi Skor Rata- rata Penguasaan Konsep Pencemaran Udara pada Kelompok Eksperimen I dan Kelompok
Eksperimen II 86
Tabel 4.8 Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Penguasaan Konsep pada Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Ekperimen II 88
Tabel 4.9 Deskripsi Skor Rata-rata Berpikir Kritis pada Topik Pencemaran Udara pada Kelompok Eksperimen I, Kelompok
Eksperimen II dan Kelompok Kontrol 94
viii
Hal.
Tabel 4.11 Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Berpikir Kritis pada Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Kontrol 97
Tabel 4.12 Deskripsi Skor Rata-rata Berpikir kritis Pencemaran Udara pada Kelompok Eksperimen II dan Kelompok Kontrol 105 Tabel 4.13 Hasil Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Berpikir Kritis pada
Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Kontrol 107
Tabel 4.14 Deskripsi Skor Rata-rata Berpikir Kritis Pencemaran Udara
pada Kelompok Eksperimen I dan Kelompok Eksperimen II 115 Tabel 4.15 Hasil Uji Signifikansi Rata-rata N-Gain Berpikir Kritis pada
Topik Pencemaran Udara untuk Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Ekperimen II 117
ix
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1 Bagan Pembelajaran IPA dengan PBL 20
Gambar 2.2 Proses Yang Terjadi dalam Rumah Kaca 39
Gambar 2.3 Efek Rumah Kaca 40
Gambar 2.4 Pemanasan Global 41
Gambar 2.5 Proses terjadinya Hujan Asam 43
Gambar 2.6 Hutan Cemara yang terkena hujan Asam 44
Gambar 2.7 Sungai yang terkena hujan asam 45
Gambar 2.8 Patung yang rusak oleh hujan asam 46
Gambar 3.1 Bagan Alur Penelitian 49
Gambar 4.1 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain
Penguasaan Konsep pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Kontrol 69
Gambar 4.2 Perbandingan Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir Penguasaan Setiap Sub Konsep dan N-Gain antara
Kelompok Eksperimen I dengan Kelompok Kontrol 71 Gambar 4.3 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain
penguasaan konsep pada Kelompok Eksperimen II dan
Kelompok Kontrol 78
Gambar 4.4 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir Penguasaan Setiap Sub Konsep dan N-Gain pada Kelompok Eksperimen II
dan Kelompok Kontrol 80
Gambar 4.5 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain pada
Kelompok Eksperimen I dan Eksperimen II 87 Gambar 4.6 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir Penguasaan Setiap
Sub Konsep dan N-Gain pada Kelompok Eksperimen I dan
Kelompok Eksperimen II 89
Gambar 4.7 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen I dan Kelompok
Kontrol 96
Gambar 4.8 Skor Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain Setiap Indikator Keterampilan Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen I
dan Kelompok Kontrol 99
Gambar 4.9 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen II dan Kelompok
Kontrol 106
Gambar 4.10 Skor Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain Setiap Indikator Keterampilan Berpikir Kritis pada Kelompok Eksperimen
II dan Kelompok Kontrol 108
Gambar 4.11 Skor Rata-rata Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain
Kelompok Eksperimen I dan Kelompok Eksperimen II 116 Gambar 4.12 Skor Tes Awal, Tes Akhir dan N-Gain Setiap Indikator
x
dan Kelompok Eksperimen II 118
Hal
Gambar 4.13 Hasil Pengamatan Kelompok Siswa pada Percobaan Sub
Konsep Hujan Asam 127
Gambar 4.14.a Hasil Pengamatan Kelompok Siswa pada Percobaan Sub Konsep Sumber Polusi
128 Gambar4.14.b Hasil Pengamatan Kelompok Siswa pada Percobaan
xi
No. Judul Hal.
A. Perangkat Pembelajaran 147
A.1 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) Kelas Eksperimen 148 A.2 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) Kelas Kontrol 162
A.3 LKS 165
A.4 Peta Konsep 183
B. Instrumen Penelitian 184
B.1 Soal dan Jawaban 185
B.2 Lembar Observasi Siswa (Kelompok Eksperimen) 214 B.3 Lembar Observasi Guru (Kelompok Eksperimen) 217 B.4 Lembar Observasi Siswa (Kelompok Kontrol) 219 B.5 Lembar Observasi Guru (Kelompok Kontrol) 220
B.6 Lembar Wawancara Guru 221
D.1 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Penguasaan Konsep pada
Kelompok Eksperimen I 236
D.2 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Penguasaan Konsep pada
Kelompok Eksperimen II 237
D.3 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Penguasaan Konsep pada
Kelompok Kontrol 238
D.4 Analisis N-Gain Penguasaan Konsep pada Kelompok
Eksperimen I 239
D.5 Analisis N-Gain Penguasaan Konsep pada Kelompok
Eksperimen II 240
D.6 Analisis N-Gain Penguasaan Konsep pada Kelompok Kontrol 241 D.7 Analisis N-Gain Sub Konsep Pencemaran Udara pada
Kelompok Eksperimen I 242
D.8 Analisis N-Gain Sub Konsep Pencemaran Udara pada
Kelompok Eksperimen II 244
D.9 Analisis N-Gain Sub Konsep Pencemaran Udara pada
Kelompok Kontrol 246
D.10 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Berpikir Kritis pada
Kelompok Eksperimen I 248
D.11 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Berpikir Kritis pada
Kelompok Eksperimen II 249
D.12 Rekapitulasi Nilai Pretes dan Postes Berpikir Kritis pada
Kelompok Kontrol 250
xii
No. Judul Hal.
D.14 Analisis N-Gain Berpikir Kritis pada Kelompok EksperimenII 252
D.15 Analisis N-Gain Berpikir Kritis pada Kelompok Kontrol 253 D.16 Analisis N-Gain Indikator Berpikir Kritis pada Kelompok
Eksperimen I 254
D.17 Analisis N-Gain Indikator Berpikir Kritis pada Kelompok
Eksperimen II 257
D.18 Analisis N-Gain Indikator Berpikir Kritis pada Kontrol 260 E. Pengolahan Data Penguasaan Konsep dan Berpikir Kritis 263
E.1 Uji Normalitas 264
E.2 Perhitungan Rata-rata dan Varians Gabungan 266
E.3 Uji Homogenitas 268
E.4 Uji Signifikansi 270
Pengolahan Data Data Berpikir Kritis 273
E.5 Uji Normalitas 273
E.6 Perhitungan Rata-rata dan Varians Gabungan 275
E.7 Uji Homogenitas 277
E.8 Uji Signifikansi 279
F. Surat Keterangan 282
F.1 Surat Ijin Penelitian 283
F.2 Surat Keterangan Telah Penelitian 284
F.3 Surat Keterangan Telah Validasi Instrumen 285
1 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Mata pelajaran kimia di SMA diantaranya berfungsi untuk mengembangkan keterampilan proses serta menumbuhkan berpikir kritis siswa. Selain itu disebutkan pula tujuan mata pelajaran kimia adalah agar siswa SMA mempunyai keterampilan-keterampilan proses sains tersebut. Karena keterampilan-keterampilan ini akan menjadi roda penggerak penemuan dan pengembangan fakta dan konsep serta penumbuhan dan pengembangan sikap, wawasan, dan nilai. Atas dasar fungsi dan tujuan tersebut, tanggung jawab guru sebagai pemegang utama proses pendidikan amat berat, karena hingga saat ini kimia masih dianggap sebagai mata pelajaran yang sulit dimengerti oleh sebagian besar siswa (Depdiknas, 2004)
Dengan demikian peranan pembelajaran kimia di SMA adalah untuk melatih para siswa agar dapat menguasai pengetahuan, konsep dan prinsip kimia, memiliki kecakapan ilmiah, memiliki keterampilan proses sains dan keterampilan berpikir kritis dan kreatif (Liliasari, 2005). Oleh karena itu, diperlukan upaya meningkatkan penguasaan kimia untuk mencapai tujuan tersebut.
2
masalah dan isu-isu sosial. Hal ini disebabkan pencemaran udara yang terjadi di seluruh dunia seperti dampak dari transportasi kendaraan, pabrik-pabrik industri telah memberi konstribusi bagi pencemaran udara di kota-kota besar seperti Jakarta dan Bandung. Dari pokok bahasan ini, siswa dapat menyusun pengetahuannya sendiri serta memberikan pemecahan masalah yang kritis dari permasalahan yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar minyak bumi khususnya .
Beberapa penelitian terkait dengan pemahaman konsep pencemaran udara telah dilakukan dengan menggunakan berbagai model/pendekatan pembelajaran. Model pengajaran melalui pendekatan Sain Teknologi Masyarakat yang dilakukan oleh Musaad (2000) dapat meningkatkan penguasaan konsep pencemaran udara, sikap kepedulian terhadap lingkungan, dan keterampilan proses sains pada siswa MA/SMU. Meskipun demikian, hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa penguasaan siswa terkait konsep sumber polusi dan pemanasan global masih sangat rendah, dengan peningkatan masing-masing sebesar 5% dan 10%.
Penelitian yang dilakukan oleh Suhendi (2009) menemukan bahwa pembelajaran e-learning dapat meningkatkan penguasaan konsep pencemaran lingkungan. Akan tetapi, jika ditinjau berdasarkan jenis-jenis pencemaran lingkungan, diperoleh bahwa penguasaan mahasiswa mengenai konsep pencemaran udara masih rendah bila dibanding dengan konsep pencemaran lingkungan lainnya.
3
siswa pada topik minyak bumi dan dampak pembakaran bahan bakar, sedangkan kemampuan memecahkan masalah siswa pada topik dampak pembakaran bahan bakar khususnya sumber polusi udara, hujan asam dan pemanasan global termasuk kategori gagal, karena siswa kurang dilatih untuk dapat menyelesaikan suatu masalah.
Berdasarkan beberapa penelitian tersebut maka perlu diadakan penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan penguasaan konsep dan kemampuan berpikir kritis siswa pada konsep pencemaran udara melalui pembelajaran berbasis masalah.
Model pembelajaran berbasis masalah (Problem based Learning –
PBL) merupakan salah satu model pembelajaran yang digunakan dalam pembelajaran kimia. Dalam model ini, siswa dapat menumbuhkan keterampilan menyelesaikan masalah, karenasiswa bertindak sebagai pemecah masalah dan dalam pembelajaran dibangun proses berpikir, kerja kelompok, berkomunikasi, dan saling memberi informasi (Akinoglu & Tandagon, 2006). Selain itu, model PBL juga dapat memberikan kesempatan pada siswa bereksplorasi mengumpulkan dan menganalisis data untuk memecahkan masalah, sehingga siswa mampu untuk berpikir kritis, analitis, sistematis dan logis dalam menemukan alternatif pemecahan masalah. Selain itu pemecahan masalah dapat melatih siswa untuk mengorganisasikan pengetahuan dan kemampuan mereka sehingga dapat mengembangkan motivasi, ketekunan dan kepercayaan diri siswa (Sanjaya, 2006).
4
meningkatkan penguasaan konsep siswa pada pokok bahasan hidrolisis garam khususnya pada konsep persamaan reaksi hidrolisis garam. Sementara itu, Fauziah (2009) menemukan bahwa model PBL dapat meningkatkan pemahaman konsep larutan penyangga dan keterampilan berpikir kritis siswa.
Kegiatan belajar-mengajar yang menggunakan model PBL menunjukkan bahwa siswa lebih baik dalam menggunakan, mengintegrasikan dan menafsirkan informasi yang relevan, dan mengajukan solusi dibandingkan dengan siswa yang belajar menggunakan metode konvensional. Perbedaan lainnya yaitu siswa-siswa PBL cenderung lebih berpartisipasi dalam tugas untuk alasan-alasan seperti tantangan, rasa ingin tahu, penguasaan, dan mereka tampaknya menerima kimia sebagai mata pelajaran yang menarik, penting dan berguna (Sungur dan Tekkaya, 2006).
Pelaksanaan pembelajaran berbasis masalah mengenai pencemaran udara, untuk meningkatkan penguasaan konsep siswa dan keterampilan berpikir kritis siswa sangat perlu untuk diteliti. Untuk lebih jauh informasi yang akan digali berkaitan dengan tahapan kegiatan siswa dalam menemukan jawaban dan alasan terhadap masalah pencemaran udara secara utuh dan nyata, sehingga siswa dapat memperoleh pengetahuan dan menguasai konsep yang fundamental dari topik pencemaran udara tersebut.
B. Rumusan masalah
5
pada topik pencemaran udara terhadap peningkatan penguasaan konsep dan berpikir kritis siswa SMA?”
Berdasarkan rumusan masalah tersebut, maka ada lima pertanyaan yang akan dikembangkan dalam penelitian ini, yaitu:
1. Bagaimanakah karakteristik model pembelajaran berbasis masalah pada topik pencemaran udara?
2. Bagaimanakah penguasaan konsep siswa pada topik pencemaran udara setelah mengikuti pembelajaran berbasis masalah?
3. Bagaimanakah berpikir kritis siswa pada topik pencemaran udara setelah mengikuti pembelajaran berbasis masalah?
4. Bagaimanakah aktivitas guru dan siswa dalam pembelajaran pada topik pencemaran udara yang menggunakan model pembelajaran berbasis masalah?
5. Bagaimanakah tanggapan guru dan siswa terhadap kegiatan belajar mengajar berbasis masalah yang dikembangkan pada topik pencemaran udara?
C. Tujuan penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan maka tujuan penelitian ini adalah:
1. Memperoleh informasi karakteristik pembelajaran berbasis masalah pada topik pencemaran udara
6
3. Memperoleh informasi pengaruh berpikir kritis siswa pada topik pencemaran udara setelah mengikuti pembelajaran berbasis masalah
4. Memperoleh informasi aktivitas guru dan siswa dalam pembelajaran topik pencemaran udara yang menggunakan model pembelajaran berbasis masalah
5. Memperoleh informasi tanggapan guru dan siswa terhadap kegiatan belajar mengajar berbasis masalah yang dikembangkan pada topik pencemaran udara?
D. Batasan masalah
Agar permasalahan dalam penelitian ini terfokus pada hal yang diharapkan, maka ruang lingkup penelitian dibatasi pada beberapa hal seperti diuraikan di bawah ini.
1. Materi yang diteliti dalam penelitian ini adalah pencemaran udara
2. Model pembelajaran yang digunakan dalam penelitian ini adalah model pembelajaran berbasis masalah. Model pembelajaran ini menggunakan masalah-masalah nyata dalam kehidupan keseharian sebagai konteks siswa untuk berpikir kritis dalam memecahkan masalah.
7
E. Manfaat penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak, diantaranya adalah:
1. Memberikan contoh penerapan model pembelajaran berbasis masalah di sekolah menengah atas.
2. Bagi peneliti lain, hasil penelitian ini dapat dijadikan masukan dan bahan pertimbangan untuk penelitian yang sejenis pada konsep yang lain.
3. Penelitian ini bermanfaat untuk meningkatkan penguasaan konsep dan berpikir kritis siswa terhadap topik pencemaran udara dengan mengguanakan pembelajaran berbasis masalah
F. Definisi operasional
Dalam penelitian ini terdapat beberapa istilah yang didefenisikan sebagai berikut:
1. Dalam penelitian ini yang dimaksud dengan PBL adalah suatu model pembelajaran yang menggunakan masalah sebagai titik tolak pembelajaran (Barrows, 1980).
2. Penguasaan konsep dalam penelitian ini adalah kemampuan memahami dan menerapkan konsep-konsep yang berhubungan kognitif siswa untuk memahami makna materi pencemaran udara, baik konsep secara teori maupun penerapannya dalam kehidupan sehari-hari (Anderson & Krathwohl, 2001).
8
48 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Desain dan Metode Penelitian
Pengembangan perangkat pembelajaran dalam penelitian ini menggunakan penelitian pengembangan yang dikembangkan oleh Thiagarajan (dalam Trianto, 2010), yakni 4D-Model (Define, Design, Develop, and Disseminate).
Tahapan define (pendefinisian) merupakan studi pendahuluan yang dilakukan untuk menyusun rancangan awal melalui studi literatur (studi literatur bahan kajian, studi literatur berpikir kritis, studi literatur penguasaan konsep, dan studi literatur tentang pembelajaran berbasis masalah) dan analisis topik pencemaran udara, serta analisis hubungan model PBL dan keterampilan berpikir kritis. Tahap design (perancangan) dilakukan dengan cara merancang model kegiatan pembelajaran berbasis masalah. Pada tahap ini juga dilakukan penyusunan instrumen penelitian (pembuatan soal tes, lembar observasi, angket, dan pedoman wawancara) serta validasinya. Tahap develop
(pengembangan) dilakukan dengan cara mengimplementasikan perangkat pembelajaran dan instrumen yang telah divalidasi. Tahap disseminate
(penyebaran) dilakukan untuk menguji keampuhan model pembelajaran yang telah dikembangkan pada kelas yang lain.
49
• Panduan Wawancara • Pedoman Observasi
Analisis Data
Pencemaran Analisis Hubungan Pembelajaran Berbasis Masalah, Keterampilan Berpikir Kritis, dan
Penguasaan Konsep
Kesimpulan
50
Desain yang akan digunakan pada tahap develop dalam penelitian ini adalah pretest-posttest test control group design.
Pretes Perlakuan Postes
O1 X1 O2
O1 X2 O2
Keterangan : O1 adalah pretes kelas eksperimen dan kelas kontrol
X1 adalah perlakuan kelas eksperimen menggunakan PBL X2 adalah perlakuan kelas kontrol menggunakan konvensional O2 adalah postes kelas eksperimen dan kelas kontrol
B. Subyek Penelitian
Subyek dalam penelitian ini adalah siswa kelas X semester 2 tahun pelajaran 2010/2011 pada salah satu SMA Swasta di Kota Bandung yang terdiri atas dua kelas kelompok eksperimen, masing-masing berjumlah 32 dan 37 orang, dan satu kelas kelompok kontrol berjumlah 36 orang
C. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang dilakukan terdiri empat langkah, yaitu: studi pendahuluan, perancangan model PBL dan instrumen penelitian, implementasi, dan diakhiri dengan penyebaran. Penjelasan setiap langkah sebagai berikut:
1. Studi Pendahuluan
51
berpikir kritis siswa dalam pembelajaran. Studi pendahuluan ini merancang dengan cara wawancara terhadap guru kimia dan siswa tentang pembelajaran pada topik pencemaran udara di kelas.
Studi literatur juga dilakukan untuk mengkaji temuan-temuan penelitian sebelumnya yakni penggunaan model PBL dalam kaitannya dengan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis. Studi ini juga dilakukan untuk mencari teori-teori yang berkaitan dengan indikator penguasaan topik pencemaran udara dan keterampilan berpikir kritis siswa yang sesuai dengan standar kompetensi (SK) dan kompetensi dasar (KD) sesuai kurikulum yang akan dinyatakan dalam materi pokok melalui penjabaran indikator-indikator, serta hal-hal yang berhubungan dengan teori pengembangan penelitian. Keterampilan berpikir kritis siswa dalam proses pembelajaran juga dijabarkan dalam kriteria-kriteria penilaian. Hasil studi literatur digunakan untuk merancang model PBL untuk pembelajaran dikelas.
2. Perancangan Model PBL dan Instrumen Penelitian
52
berpikir kritis berbentuk esai tes. Panduan observasi dibuat untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa selama pembelajaran. Sebagai pelengkap dibuat angket untuk siswa dan wawancara kepada guru. Keduanya bertujuan untuk mengetahui tanggapan siswa dan guru terhadap pelaksanaan Model PBL, setelah itu dilanjutkan validasi kepada guru dan dosen.
3. Implementasi
Pada tahap implementasi diawali dengan tes awal pada topik pencemaran udara. Selanjutnya model PBL tersebut diimplementasikan pada siswa kelas X di salah satu SMA Swasta di Kota Bandung oleh guru sebagai fasilitator dengan mengacu pada RPP dan LKS yang ada. Selama pembelajaran berlangsung, dilakukan pengamatan terhadap pelaksanaan model PBL untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa berdasarkan pedoman observasi. Setelah model pembelajaran dilaksanakan, maka diberikan angket kepada siswa dan dilakukan wawancara terhadap guru untuk mengetahui bagaimana tanggapannya terhadap pelaksanaan model pembelajaran. Akhirnya dilakukan tes akhir tentang pencemaran udara yang didalamnya terintegrasi keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep terhadap siswa. Setelah dianalisis diperoleh model aktual untuk diimplementasikan di kelas yang lain.
4. Penyebaran
53
D. Instrumen Penelitian
Dalam penelitian ini digunakan lima jenis instrumen pengumpul data yaitu: tes penguasaan konsep, tes kemampuan berpikir kritis, pedoman observasi, angket siswa, dan pedoman wawancara yang sudah divalidasi. Kelima jenis instrumen tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Tes Penguasaan Konsep dan Berpikir Kritis
Tes ini dikonstruksi dalam bentuk tes esai yang berjumlah 10 butir soal, yang diadopsi dari indikator kemampuan berpikir kritis Ennis. Tes ini dilakukan dua kali, yaitu pretes pada saat sebelum topik pencemaran udara diajarkan, yang bertujuan untuk melihat kemampuan awal siswa terhadap topik pencemaran udara dan postes setelah pembelajaran pencemaran udara dilaksanakan, yang bertujuan untuk mengukur penguasaan konsep dan berpikir kritis siswa sebagai hasil penggunaan model PBL. Hasil tes ini akan dihitung gain ternormalisasinya dan digunakan untuk melihat peningkatan penguasaan konsep pencemaran udara sebagai efek penggunaan model PBL.
2. Pedoman Observasi
54
kegiatan diskusi, penyajian hasil karya dan penyampaian materi untuk melakukan refleksi.
3. Angket Siswa
Angket pembelajran yang telah divalidasi digunakan untuk mengetahui tanggapan siswa terhadap pembelajaran setelah menggunakan model pembelajaran berbasis masalah, termasuk kesulitan-kesulitan yang dialami oleh siswa. Setiap siswa diminta untuk menjawab pernyataan dengan jawaban: sangat setuju (SS), setuju (S), tidak setuju (TS), dan sangat tidak setuju (STS). Untuk pertanyaan positif maka dikaitkan dengan nilai, SS = 4, S = 3, TS = 2, dan STS= 1, dan sebaliknya untuk pertanyaan negatif maka dikaitkan dengan nilai SS = 1, S = 2, TS = 3 dan STS = 4 (Ruseffendi, 1998).
4. Pedoman Wawancara
Pedoman wawancara yang telah divalidasi digunakan untuk mengetahui tanggapan guru dalam pelaksanaan model pembelajaran berbasis masalah termasuk kesulitan-kesulitan yang dialami oleh guru dalam kegiatan pembelajaran yang telah dilaksanakan. Wawancara mengacu pada pedoman wawancara yang disusun oleh peneliti. Hasil wawancara digunakan untuk melengkapi data yang diperoleh melalui observasi.
E. Analisis Instrumen dan Pengolahan Data
1. Analisis Instrumen
55
daya pembeda yang baik, dan indeks kesukaran yang layak. Untuk mengetahui karakteristik kualitas tes yang digunakan tersebut, maka terlebih dahulu dilakukan validasi, analisis indeks kesukaran soal, daya pembeda, dan reliabilitas. Analisis setiap bagian dijabarkan sebagai berikut:
a. Validitas Butir Soal
“Validitas tes merupakan ukuran yang menyatakan kesahihan suatu instrumen sehingga mampu mengukur apa yang hendak diukur” Arikunto (2003). Validitas instrumen yang dimaksud adalah validitas isi dari instrument
tersebut. Validasi dilakukan oleh dua orang dosen pembimbing, tiga orang dosen, tiga orang guru kimia dan instrumen dinyatakan valid untuk mengukur keterampilan penguasaan konsep dan berpikir kritis siswa.
b. Indeks Kesukaran
Indeks kesukaran adalah bilangan yang menunjukkan sukar dan mudahnya sesuatu soal (Arikunto, 2003). Besarnya indeks kesukaran antara 0,00 sampai dengan 1,0. Semakin kecil indeks kesukaran soal, maka semakin sukar. Indeks kesukaran diberi simbol “P”
Indeks kesukaran untuk soal yang berbentuk uraian atau esai yang dalam penelitian ini adalah soal penguasaan konsep dan berpikir kritis, maka menggunakan rumus: (Karno To, 1996)
56
IA = jumlah skor ideal kelompok atas
IB = jumlah skor ideal kelompok bawah
Kriteria indeks kesukaran butir soal ditentukan berdasarkan: (Karno To, 1996) Tabel 3.1 Kriteria Indeks Kesukaran
Indeks Kesukaran Kriteria Indeks Kesukaran 0,00 – 0,15 Sangat sukar, sebaiknya dibuang
0,16 – 0,30 Sukar
0,31 – 0,70 Sedang
0,71 – 0,85 Mudah
0,86 – 1,00 Sangat mudah, sebaiknya dibuang Untuk lebih jelasnya indeks kesukaran butir soal dapat dilihat pada Lampiran C.1.
c. Daya Pembeda
Daya pembeda adalah kemampuan suatu butir soal untuk membedakan antara siswa yang pandai (berkemampuan tinggi) dengan siswa yang bodoh (berkemampuan rendah). Daya pembeda diberi simbol “D”.
Daya pembeda untuk soal esai, yang dalam penelitian ini adalah soal keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep menggunakan rumus: (Karno To, 1996)
100%
A I A S
D= − B ×
S
... (3.2)
Keterangan:
D = Daya pembeda butir soal tertentu
SA = jumlah skor kelompok atas pada butir soal yang diolah
SB = jumlah skor kelompok bawah pada butir soal yang diolah
IA = jumlah skor maksimum salah satu kelompok pada butir soal yang
57
Kriteria daya pembeda ditunjukkan pada Tabel 3.2. Tabel 3.2 Kriteria Daya Pembeda
Indeks Daya Pembeda Kriteria Daya Pembeda Negatif < 0,09 Sangat buruk, harus dibuang
0,10 – 0,19 Buruk, sebaiknya dibuang 0,20 – 0,29 Agak baik atau cukup
0,30 – 0,49 Baik
0,50 – ke atas Sangat baik
Untuk lebih jelasnya daya pembeda butir soal dapat dilihat pada Lampiran C.2.
d. Reliabilitas tes
Reliabilitas dilakukan untuk mengetahui keterandalan (keajegan) atau ketetapan dari tes yang telah dibuat. Untuk menghitung reliabilitas soal penguasaan konsep dan berpikir kritis menggunakan rumus Alpha: (Arikunto, 2003)
Varians skor tiap butir soal dihitung dengan rumus (Arikunto, 2003)
(
)
58
Kriteria tingkat reliabilitas adalah:
Tabel 3.3 Kategori Reliabilitas Butir Soal
Rentang Skor Kriteria
0,80< r11≤ 1,00 sangat tinggi (sangat baik)
Setelah dilakukan perhitungan, diperoleh koefisien reliabilitas sebesar 0,463 termasuk kategori cukup. Dengan demikian intrumen penelitian ini cukup reliabel. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran C.3.
2. Pengolahan Data
Pengolahan data secara garis besar dilakukan dengan menggunakan bantuan pendekatan secara statistik. Data primer hasil tes siswa sebelum dan sesudah perlakuan, dianalisis dan membandingkan skor tes awal dan tes akhir. Pengolahan dan analisis data penelitian menggunakan uji statistik dengan tahapan-tahapan:
a. Skor Rata-rata dan Standar Deviasi
Untuk menghitung skor rata-rata dan standar deviasi pada kedua kelas eksperimen dan kontrol digunakan rumus rata-rata:
N X x=
∑
_
59
dan rumus standar deviasi:
1
b. Menghitung Skor Gain yang Dinormalisasi.
Peningkatan penguasaan konsep pencemaran udara siswa dan
keterampilan berpikir kritis dalam model pembelajaran berbasis masalah
dihitung berdasarkan skor gain ternormalisasi. Peningkatan yang terjadi
sebelum dan sesudah pembelajaran dihitung dengan rumus g faktor (N-Gain)
yang dikembangkan oleh Hake (1999) dengan rumus:
pre
Kriteria tingkat gain ditunjukkan pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Kriteria Tingkat Gain
No Rentang Kriteria
1 g ≥ 0,7 tinggi
2 0,3 ≤ g < 0,7 sedang
3 g < 0,3 rendah
c. Uji Normalitas Distribusi Gain Dua Kelompok
Untuk menguji normalitas sampel digunakan rumus: (Ruseffendi,
60 dan derajat kebebasan (k-1), akan diperoleh nilai χ2tabel tertentu. Selanjutnya
dengan menggunakan perhitungan akan dihasilkan χ2hitung tertentu juga. Jika tabel
2
χ lebih besar dari χ2hitung maka sampel data berdistribusi normal
(Ruseffendi, 1998). Hasil analisis uji normalitas peningkatan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep atau N-Gain (yang dinyatakan dalam %) baik kelompok eksperimen maupun kelompok kontrol adalah berdistribusi normal. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran E.1.
d. Uji Homogenitas Varians Dua Kelompok
Untuk menguji homogenitas varians digunakan rumus: (Sudjana, 2002)
2
α didapat dari daftar distribusi F dengan peluang α/2 dan derajat kebebasan v1 dan v2 masing-masing sesuai dengan dk
61
(Sudjana, 2002). Hasil yang diperoleh Fhit < Ftab, maka disimpulkan bahwa varians
data untuk kelompok eksperimen dan kelompok kontrol adalah homogen. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran E.2.
e. Uji Signifikansi
Tujuan dari uji signifikansi yaitu untuk mencari perbedaan yang signifikan antara peningkatan N-Gain pada kelompok eksperimen dengan kelompok kontrol Untuk data yang terdistribusi normal, maka untuk menguji signifikansi dengan menggunakan uji–t satu ekor yaitu ekor kanan dengan rumus: (Sudjana, 2002)
2
x = skor rata-rata kelas eksperimen 2
x = skor rata-rata kelas kontrol s1 = standar deviasi kelas eksperimen
untuk harga-harga lainnya. (Sudjana, 2002).
62
f. Analisis Data Tanggapan Siswa
Data kuantitatif pada tahap validasi berupa angket tentang tanggapan siswa terhadap praktikum berbasis masalah pada pokok bahasan hidrolisis, nilai keterampilan proses sains, dan nilai kemampuan berpikir kreatif. Data-data dari angket dikategorikan, dipersentasekan dan diinterpretasikan.
Angket tanggapan siswa dipersentasekan dengan menggunakan rumus:
Persentase =
0 0 100 )
( ) (
x N siswa jumlah
f jawaban frekuensi
persentase yang diperoleh kemudian ditafsirkan dalam bentuk kalimat seperti diuraikan oleh Arikunto (2003).
Tingkat perolehan tanggapan siswa dikategorikan sebagai berikut:
0% = tidak ada
1 – 2% = sebagian kecil 26 – 49% = hampir setengahnya 50% = setengahnya
