PENGEMBANGAN MODUL KIMIA BERBASIS INKUIRI TERBIMBING UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN LITERASI SAINS
PADA MATERI TERMOKIMIA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Ardina Titi Purbo Retno S831602039
FAKULTAS KEDURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2019
i
PENGEMBANGAN MODUL KIMIA BERBASIS INKUIRI TERBIMBING UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN LITERASI SAINS
PADA MATERI TERMOKIMIA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Ardina Titi Purbo Retno S831602039
FAKULTAS KEDURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2019
iii
iv
v MOTTO
“Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?”
(Q.S. Ar-Rahman : 13)
“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan”
(Q.S. Al-Insyirah : 5-6)
“Allah menghendaki kemudahan bagimu, Dia tidak menghendaki kesulitan bagimu”
(Q.S. Al-Baqarah : 185)
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya”
(Q.S. Al-Baqarah : 286)
“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri”
(Q.S. Ar-Ra’d : 11)
“There are no regrets in life, just lessons”
(Jennifer Aniston)
“Comparison is the death of joy”
(Mark Twain)
“Badai takkan selamanya, maka bangkit, buat rencana dan mulai bergerak”
(Penulis)
vi
PERSEMBAHAN
Rasa syukur yang tercurah pada-Mu, dengan penuh cinta, kupersembahkan karya ini kepada:
Orangtuaku, Ibu Koriyati dan Bapak Kardi
Karunia Allah SWT terindah dalam hidupku. Doa dan motivasimu yang selalu mengiringi segala pencapaianku sampai saat ini sungguh sebuah karunia yang berarti
Suamiku, Afrizal Abdi Musyafiq
Sahabat terbaik dari Allah SWT. Doa, pengorbanan, dan motivasimu yang selalu memacu semangatku untuk selalu percaya bahwa sesuatu yang dimulai harus diakhiri
walau penuh kerikil dan berliku
Anakku, Mikhayla Alesha Syafiq
Hadiah terindah dan terbaik dari Allah SWT yang senantiasa menjadi penyemangat dan pengingat.
Teman-teman Seperjuangan Pendidikan Sains Minat Kimia
Almamater
vii
Ardina Titi Purbo Retno. 2019. Pengembangan Modul Kimia Berbasis Inkuiri Terbimbing untuk Meningkatkan Kemampuan Literasi Sains pada Materi Termokimia Kelas XI. Tesis. Pembimbing: Prof. Sulistyo Saputro, M.Si., Ph.D.
Kopembimbing: Dr. Maria Ulfa, S.Si., M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mengembangkan bahan ajar modul kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia yang dapat meningkatkan kemampuan literasi sains siswa; 2) menghasilkan bahan ajar modul kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia yang layak digunakan guru maupun siswa;
3) mengetahui efektifitas penggunaan bahan ajar modul kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia yang dapat meingkatkan kemampuan literasi sains siswa.
Penelitian pengembangan modul kimia ini menggunakan prosedur Borg and Gall yang dimodifikasi, terdiri dari 9 tahap diantaranya; 1) penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi; 2) perencanaan; 3) pengembangan produk awal; 4) uji coba kelompok kecil; 5) revisi produk awal; 6) uji coba kelompok menengah; 7) revisi produk utama; 8) uji coba kelompok besar; 9) revisi produk akhir. Uji coba kelompok kecil, menengah, dan besar dilakukan di SMA Negeri 1 Jatibarang, SMA Negeri 2 Brebes, dan SMA Negeri 3 Brebes. Analisis pendahuluan menggunakan analisis deskriptif. Analisis kelayakan modul berdasarkan skor kriteria. Analisis efektivitas modul menggunakan analisis parametrik.
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) modul kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia berhasil dikembangkan melalui berbagai tahapan sehingga layak digunakan sebagai sumber belajar bagi siswa dan guru; 2) hasil validasi oleh validator menyatakan bahwa kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia layak digunakan sebagai sumber belajar dengan V sebesar 0,94. Uji coba tahap I, II, dan III menyatakan bahwa modul memiliki kriteria baik dengan persentase rata-rata sebesar 77%, 80%, dan 88%; dan 3) modul kimia berbasis inkuiri terbimbing pada materi termokimia efektif dalam meningkatkan kemampuan literasi sains siswa kelas eksperimen di SMA Negeri 1 Jatibarang, SMA Negeri 2 Brebes, dan SMA Negeri 3 Brebes dengan masing-masing taraf signifikansi sebesar 0,018, 0,000., dan 0,012.
Kata Kunci : modul, termokimia, modul termokimia, inkuiri terbimbing, modul berbasis inkuiri terbimbing, literasi sains
viii
Ardina Titi Purbo Retno. 2019. Development of Guided Inquiry-Based Module to Increase Science Literacy Ability on Thermochemistry Subject for Class XI. Thesis.
Consultant: Prof. Sulistyo Saputro, M.Si., Ph.D. Co-consultant: Dr. Maria Ulfa, S.Si., M.Si. Science Education Magister Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University Surakarta.
ABSTRACT
The aim of this research are: 1) develop guided inquiry-based chemical module on thermochemical subject that can improve students' scientific literacy abilities; 2) produce guided inquiry-based chemical module on thermochemical material that is suitable for use by teachers and students; 3) knowing the effectiveness of the use of guided inquiry-based chemistry module on thermochemical materials that can improve students' scientific literacy abilities.
This development research method of chemistry module is Borg and Gall procedure, consisting of 9 steps including; 1) research and information colleting; 2) planning; 3) development preliminary form of product; 4) preliminary field testing; 5) main product revision; 6) main field testing; 7) operational product revision; 8) operational field testing; 9) final product revision. Preliminary field testing, main field testing, and operational field testing conducted in SMA Negeri 1 Jatibarang, SMA Negeri 2 Brebes, dan SMA Negeri 3 Brebes. Preliminary analysis using descriptive analysis. Feasibility analysis of module based on criteria scores. Module effectiveness analysis using parametric analysis.
Based on the research results of the study can be concluded that: 1) guided inquiry-based chemical modules on thermochemical subject successfully developed through various stages so that it is feasible to be used as a learning resource for students and teachers; 2) the results of validation by the validator stated that the guided inquiry- based chemical module on thermochemical subject was suitable to be used as a learning source with V of 0,94. Preliminary field testing, main field testing, ang operational field testing stated that the module had good criteria with an average percentage of 77%, 80%, and 88%; 3) guided inquiry-based chemical modules on thermochemical subject are effective in increasing science literacy ability of experimental class students in SMA Negeri 1 Jatibarang, SMA Negeri 2 Brebes, dan SMA Negeri 3 Brebes with each of significance level are 0,018, 0,000, and 0,012.
Keywords : module, thermochemistry, thermochemical module, guided inquiry, guided inquiry-based module, science literacy
ix PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul
“Pengembangan Modul Kimia Berbasis Inkuiri Terbimbing untuk Meningkatkan Kemampuan Literasi Sains pada Materi Termokimia Kelas XI”
dengan baik dan lancar.
Dalam penyusunan tesis ini, penulis penyadari tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasi kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Dr. Mohammad Maykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Bapak Prof. Sulistyo Saputro, M.Si., Ph.D., selaku Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi dan perhatian yang luar biasa, sehingga tesis ini terselesaikan dengan baik.
4. Ibu Dr. Maria Ulfa., S.Si., M.Si., selaku Kopembimbing yang telah memberikan bimbingan, perngarahan, motivasi dan perhatian yang luar biasa, sehingga tesis ini terselesaikan dengan baik.
5. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan bekal pengetahuan kepada penulis.
6. Semua validator instrumen penelitian ini yang telah meluangkan waktunya untuk memvalidasi instrumen penelitian.
7. Almarhumah Ibu Susiana Dalemiyati, S.Pd, selaku Guru Kimia SMA Negeri 2 Brebes yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.
x
8. Ibu Susdiharti, S.Pd, selaku Guru Kimia SMA Negeri 3 Brebes yang telah membantu terlaksnanya penelitian ini.
9. Ibu Wening, S.Pd, selaku Guru Kimia SMA Negeri 1 Jatibarang yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.
10. Siswa-siswi Kelas XI IPA 5 dan XI IPA 3 SMA Negeri 1 Jatibarang, terima kasih atas bantuan dan kerjasamanya.
11. Siswa-siswi Kelas XI IPA 1 dan XI IPA 7 SMA Negeri 2 Brebes, terima kasih atas bantuan dan kerjasamanya.
12. Siswa-siswi Kelas XI IPA 2 dan XI IPA 4 SMA Negeri 3 Brebes, terima kasih atas bantuan dan kerjasamanya.
13. Ibu Koriyati dan Bapak Kardi yang senantiasa mendoakan yang terbaik dan memberikan semangat kepada penulis.
14. Afrizal Abdi Musyafiq yang selalu memberikan semangat dan rela berbagi waktu selama penulis melakukan dan menyelesaikan penelitian.
15. Mikhayla Alesha Syafiq yang menjadi penyemangat dan pengingat bagi penulis.
Penulis menyadari sepenuhnya laporan tesis yang telah dikerjakan ini masih jauh dari kesempurnaan, maka penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan dating. Akhirnya penulis berharap semoga karya ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Surakarta, 16 Januari 2019
Penulis
xi
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI . ... ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING TESIS ... iii
PENGESAHAN PENGUJI ... iv
MOTTO ... v
PERSEMBAHAN ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
PRAKATA ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 7
C. Tujuan Pengembangan ... 7
D. Spesifikasi Produk ... 7
E. Pentingnya Pengembangan ... 8
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ... 9
G. Definisi Istilah ... 10
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR ... 11
A. Kajian Pustaka ... 11
1. Hakikat Kimia ... 11
2. Teori Pembelajaran Kimia ... 12
3. Pembelajaran Berbasis Inkuiri ... 19
xii
4. Media Pembelajaran ... 31
5. Media dalam Pembelajaran Kimia ... 33
6. Modul ... 34
7. Kemampuan Literasi Sains ... 41
8. Prestasi Belajar ... 49
9. Materi Termokimia ... 51
B. Hasil Penelitian yang Relevan ... 62
C. Kerangka Berpikir ... 66
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 67
A. Jenis Penelitian ... 67
B. Prosedur Penelitian ... 67
1. Tahap I: Pendahuluan ... 67
2. Tahap II: Pengembangan ... 69
3. Tahap III: Evaluasi/Pengujian Modul ... 85
BAB IV HASIL PENELITIAN ... 87
A. Hasil Studi Pendahuluan ... 87
1. Analisis Kebutuhan ... 87
2. Analisis Materi ... 93
3. Analisis Buku Ajar ... 96
4. Analisis Profil Literasi Sains Siswa ... 98
B. Pengembangan Produk Awal ... 101
1. Perencanaan ... 101
2. Pengumpulan Bahan dan Materi ... 101
3. Penyusunan Draft Produk ... 101
4. Validasi Produk Awal ... 103
5. Hasil Validasi Produk Awal ... 103
C. Uji Coba Produk ... 114
1. Uji Coba Tahap I (Terbatas) ... 114
2. Uji Coba Tahap II (Lapangan) ... 118
xiii
3. Uji Coba Tahap III (Operasional) ... 123
4. Uji Efektivitas Modul ... 124
D. Pembahasan ... 127
1. Dimensi Literasi Sains ... 128
2. Aspek Pengetahuan ... 140
3. Aspek Keterampilan ... 143
4. Aspek Sikap ... 144
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ... 147
A. Simpulan ... 147
B. Implikasi ... 147
1. Implikasi Teoritis ... 147
2. Implikasi Praktis ... 147
C. Saran ... 148
DAFTAR PUSTAKA ... 149
LAMPIRAN ... 159
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Penelitian-penelitian Terkait Jenis Inkuiri ... 23
2.2. Perbedaan Tahapan pada Inkuiri dan Inkuiri Terbimbing ... 28
2.3. Kriteria Pengambilan Keputusan Revisi Bahan Ajar ... 32
2.4. Kriteria Persentase Kelayakan Bahan Ajar ... 33
2.5. Kategori-kategori Indikator Literasi Sains ... 44
2.6. Penelitian-penelitian Terkait Literasi Sains ... 45
2.3. Penelitian-penelitian Terkait Termokimia ... 62
3.1. One Group Pretest Posttest ... 74
3.2. Instrumen Pengumpulan Data ... 76
3.3. Kriteria Pengambilan Keputusan Revisi Bahan Ajar ... 79
3.4. Kriteria Normalisasi Gain Score ... 81
3.5. Kriteria Reliabilitas ... 82
3.6. Kriteria Daya Beda Soal ... 83
3.7. Interpretasi Angka Indeks Daya Pembeda ... 83
3.8. Interpretasi Angka Indeks Kesukaran ... 84
4.1. Daya Serap Indikator Materi Termokimia di SMA N 1 Jatibarang ... 94
4.2. Daya Serap Indikator Materi Termokimia di SMA N 2 Brebes ... 95
4.3. Daya Serap Indikator Materi Termokimia di SMA N 3 Brebes ... 95
4.4. Indikator Materi Termokimia ... 96
4.5. Kriteria Penilaian Kemampuan Literasi Sains Siswa ... 99
4.6. Hasil Validasi dan Revisi Desain Awal Modul ... 105
4.7. Capaian Aspek pada Uji Coba Tahap I... 115
4.8. Kriteria Pengambilan Keputusan Revisi Bahan Ajar ... 116
4.9. Indikator Penilaian Modul yang Masih Memiliki Nilai 1 dan 2 dalam Uji Coba Tahap I... 116
4.10. Saran dan Revisi Uji Coba Tahap I ... 117
xv
4.11. Capaian Aspek pada Uji Coba Tahap II ... 119
4.12. Indikator Penilaian Modul yang Masih Memiliki Nilai 1 dan 2 dalam Uji Coba Tahap II ... 120
4.13. Saran dan Revisi Uji Coba Tahap II ... 121
4.14. Capaian Aspek pada Uji Coba Tahap III ... 124
4.15. Proporsi Aspek Dimensi Konteks pada Pretest dan Posttest... 135
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
3.1. Metode Pengembangan Produk ... 70
3.2. Modifikasi Metode Pengembangan Produk ... 70
4.1. Hasil Tes Profil Literasi Sains Siswa ... 98
4.2. Pencapaian Dimensi Literasi Sains ... 100
4.3. Grafik Hubungan Indeks Validitas Aiken (V) dengan Sub Komponen ... 104
4.4. Persentase Rata-rata Penilaian tiap Aspek pada Uji Coba Tahap I ... 115
4.5. Persentase Rata-rata Penilaian tiap Aspek pada Uji Coba Tahap II ... 119
4.6. Persentase Rata-rata Penilaian tiap Aspek pada Uji Coba Tahap III ... 123
4.7. Persentase Dimensi Kompetensi di Tiga Sekolah ... 128
4.8. Persentase Dimensi Pengetahuan di Tiga Sekolah ... 131
4.9. Persentase Dimensi Konteks di Tiga Sekolah ... 135
4.10. Rata-rata Kemampuan Literasi Sains di Tiga Sekolah ... 139
4.11. Nilai Rata-rata Pengetahuan Siswa Di Tiga Sekolah ... 141
4.12. Nilai Rata-rata Aspek Keterampilan Siswa ... 143
4.13. Nilai Rata-rata Aspek Sikap Siswa ... 145
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1 Silabus Mata Pelajaran Kimia Materi Termokimia ... 159
2 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) ... 162
3 Matriks Modul Kimia Berbasis Inkuiri Terbimbing Materi Termokimia untuk Meningkatkan Kemampuan Literasi Sains Siswa ... 172
4 Hasil Wawancara Guru terhadap Bahan Ajar ... 182
5 Hasil Wawancara Guru terhadap Proses Belajar Mengajar ... 195
6 Hasil Wawancara Siswa terhadap Bahan Ajar ... 209
7 Hasil Wawancara Siswa terhadap Prose Belajar Mengajar ... 218
8 Hasil Observasi Guru terhadap Bahan Ajar ... 227
9 Hasil Observasi Guru terhadap Proses Belajar Mengajar ... 229
10 Hasil Observasi Siswa terhadap Bahan Ajar ... 231
11 Hasil Observasi Siswa terhadap Proses Belajar Mengajar ... 234
12 Instrumen Penilaian Angket Siswa ... 237
13 Hasil Analisis Angket terhadap Bahan Ajar oleh Siswa ... 239
14 Analisis Materi terhadap Daya Serap Indikator Materi Termokimia berdasarkan Hasil Ujian Nasional ... 241
15 Analisis Kesesuaian Buku Ajar dari Aspek Model Inkuiri Terbimbing ... 242
16 Analisis Kesesuaian Buku Ajar Berdasarkan Kategori Literasi Sains ... 246
17 Rubrik Soal Tes Literasi Sains (PISA 2015) ... 251
18 Soal Literasi Sains (PISA 2015) ... 263
19 Hasil Analisis Profil Literasi Sains Siswa Tiga Sekolah ... 274
20 Hasil Analisis terhadap Dimensi Literasi Sains ... 276
21 Instrumen Penilaian Modul Pembelajaran Kimia SMA ... 279
22 Hasil Validaso terhadap Modul oleh Validator ... 285
23 Instrumen Penilaian Modul Pembelajaran Kimia SMA oleh Siswa ... 292
24 Hasil Olah Data Uji Coba Tahap I (Uji Coba Terbatas) ... 294
xviii
25 Hasil Olah Data Uji Coba Tahap II (Uji Coba Lapangan) ... 297
26 Hasil Olah Data Uji Coba Tahap III (Uji Coba Operasional) ... 300
27 Hasil Pretest dan Posttest SMA Negeri 1 Jatibarang ... 303
28 Hasil Pretest dan Posttest SMA Negeri 2 Brebes ... 305
29 Hasil Pretest dan Posttest SMA Negeri 3 Brebes ... 307
30 Normalitas di Tiga Sekolah ... 309
31 Homogenitas di Tiga Sekolah ... 311
32 Uji Statistik di Tiga Sekolah ... 313
33 Dimensi Kompetensi Pretest dan Posttest di Tiga Sekolah ... 316
34 Dimensi Pengetahuan Pretest dan Posttest di Tiga Sekolah ... 317
35 Dimensi Konteks Pretest dan Posttest di Tiga Sekolah ... 318
36 Rata-rata Dimensi Kemampuan Literasi Sains di Tiga Sekolah ... 319
37 Nilai Rata-rata Aspek Pengetahuan Siswa ... 320
38 Instrumen Validasi Aspek Keterampilan pada Kegiatan Praktikum ... 321
39 Hasil Validasi Aspek Keterampilam pada Kegiatan Praktikum ... 323
40 Instrumen Penilaian Aspek Keterampilan pada Kegiatan Praktikum ... 324
41 Hasil Penilaian Aspek Keterampilan Siswa pada Kegiatan Praktikum ... 326
42 Instrumen Validasi Aspek Sikap Sosial pada Kegiatan Diskusi ... 329
43 Instrumen Validasi Aspek Sikap Spiritual ... 332
44 Hasil Validasi Penilaian Aspek Sikap Sosial dan Spiritual ... 334
45 Instrumen Penilaian Aspek Sikap Sosial pada Kegiatan Diskusi ... 336
46 Instrumen Penilaian Aspek Sikap Spiritual ... 339
47 Hasil Penilaian Aspek Sikap Sosial dan Spiritual Siswa ... 342
