PENERAPAN PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH DAN PENINGKATAN KETERAMPILAN BERPIKIR TINGKAT TINGGI MATA KULIAH FISIKA UMUM I MAHASISWA SEMESTER I PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI PROGRAM EKSTENSI B FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN TAHUN AKADEMIK 2014/2015.

PENERAPAN PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH DAN
PENINGKATAN KETERAMPILAN BERPIKIR TINGKAT TINGGI
MATA KULIAH FISIKA UMUM I MAHASISWA SEMESTER I
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI PROGRAM EKSTENSI B
FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
TAHUN AKADEMIK 2014/2015

TESIS

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Dalam Memperoleh Gelar Magister Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :
ABUBAKAR
NIM : 8126175001

PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2015

ABSTRAK
Abubakar (NIM: 8126175001) “Penerapan Pembelajaran Berbasis Masalah
dan Peningkatan Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi Mata Kuliah Fisika
Umum I Mahasiswa Semester I Program Studi Pendidikan Biologi Program
Ekstensi B FMIPA Universitas Negeri Medan Tahun Akademik 2014/2015”.
Tesis. Program Pendidikan Fisika Pascasarjana Universitas Negeri Medan

Penelitian tindakan kelas ini bertujuan untuk mendeskripsikan pembelajaran
berbasis masalah dan peningkatan ketrampilan berpikir tingkat tinggi. Penelitian
dilakukan dalam 2 siklus dan pada setiap siklus meliputi kegiatan perencanaan,
pelaksanaan, observasi, dan refleksi. Yang menjadi subjek penelitian ini adalah
mahasiswa semester I Program Studi Pendidikan Biologi Program Ekstensi B
Universitas Negeri Medan tahun akademik 2014/2015. Berdasarkan analisis data
pembelajaran berbasis masalah siklus I dapat disimpulkan bahwa setelah
penerapan pembelajaran berbasis masalah ada peningkatan ketrampilan berpikir
tingkat tinggi tetapi peningkatan yang terjadi masih dalam kategori rendah.
Demikian juga pada pelaksanaan pembelajaran siklus II terdapat peningkatan
ketrampilan berpikir tingkat tinggi setelah sesi pembelajaran, namun demikian
peningkatan ini juga masih dalam kategori rendah. Ada kecenderungan
peningkatan gain dari siklus I ke siklus II sehingga dapat diharapkan apabila

dilanjutkan siklus berikutnya dengan melakukan perbaikan proses pembelajaran
akan menghasikan gain yang lebih baik.
Kata Kunci:

Pembelajaran Berbasis Masalah, Ketrampilan Berpikir Tingkat
Tinggi

i

ABSTRACT
Abubakar (NIM: 8126175001) "Implementation of Problem Based Learning
and Higher-Order Thinking Skills Improvement on General Physics of First
Semester Extension Program Student of Biology Education Study Program
of Faculty of Mathematics and Natural Sciences State University of Medan in
Academic Year 2014/2015". Thesis. Physics Education Postgraduate Program,
State University of Medan

This classroom action research aims to describe the problem-based learning and
improvement of higher-order thinking skills. The study was conducted in two
cycles and in each cycle includes planning, implementation, observation, and

reflection processes. Subject of this study is the first semester students of
Extension Program of Biology Education Study Program State University of
Medan in the academic year of 2014/2015. Based on the data analysis in cycle I,
we can conclude that implementation of problem-based learning resulted in an
increase in higher-order thinking skills, but the increase was in the low category.
Likewise, the implementation of the learning model in cycle II resulted in an
increase in higher-order thinking skills after learning session, however, this
increase was still in the low category. There is a trend of increasing the gain from
the first cycle to the second cycle. It can be expected that if we continued to next
cycle followed by improving the learning process will result in better gains.
Keywords: Problem Based Learning, Higher-Order Thinking Skills

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas Karunia
dan Ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan judul “Penerapan
Pembelajaran Berbasis Masalah dan Peningkatan Keterampilan Berpikir Tingkat
Tinggi Mata Kuliah Fisika Umum I Mahasiswa Semester I Program Studi

Pendidikan Biologi Program Ekstensi B FMIPA Universitas Negeri Medan Tahun
Akademik 2014/2015”. Tesis ini penulis susun dalam rangka memenuhi
persyaratan

menyelesaikan

pendidikan

Program

Pascasarjana

Magister

Pendidikan Fisika pada Program Pascasarjana Universitas Negeri Medan.
Penyusunan Tesis ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari
berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1.

Bapak Prof. Dr. H. Sahyar, MS., MM dan Prof. Dr. Nurdin Bukit, M.Si
selaku Ketua dan Sekretaris Program Pascasarjana Magister Pendidikan
Fisika pada Program Pascasarjana Universitas Negeri Medan sekaligus
sebagai Penguji atas motivasi, saran dan masukan untuk perbaikan tesis ini,
beserta Staf yang telah memberikan ijin, kesempatan serta dorongan yang
tidak ternilai kepada penulis.

2.

Bapak Prof. Dr. Mara Bangun Harahap, MS selaku Pembimbing I yang telah
membimbing

penulis,

memberikan

masukan,

serta

arahan

hingga

terselesainya Tesis ini.
3.

Bapak Dr. H. Ridwan A. Sani, M.Si selaku Pembimbing II yang dengan
kesabaran telah banyak memberikan motivasi, masukan dan arahan dalam
proses pembimbingan kepada penulis hingga Tesis ini tersusun.

4.

Ibu Dr. Hj. Derlina, M.Si selaku Penguji dalam ujian sidang Tesis yang telah
banyak memberikan masukan, arahan hingga selesainya Tesis ini.

5.

Bapak Prof. Drs. Motlan M.Sc, Ph.D selaku Dekan FMIPA yang telah
memberikan izin penelitian di FMIPA Universitas Negeri Medan pada

penulis.

iii

6.

Seluruh Dosen Magister Pendidikan Fisika

atas bimbingannya selama

perkuliahan pada Program Pascasarjana Universitas Negeri Medan.
7.

Ayahanda Muhamad Shoto, Ibunda Salamah (almarhumah), dan keluarga
besar yang selalu memberi motivasi, dukungan, dan doanya yang tiada henti
pada penulis.

8.

Istri tercinta Ati Ratnawati, SE, serta Ananda tersayang Raka Fajar Nugraha,

Fikri Fadhila, Annisa Tri Wulandari, yang telah banyak memberikan
inspirasi,

semangat,

doa,

dan

pengorbanan

hingga

penulis

dapat

menyelesaikan tesis ini, dengan tulus.
9.

Rekan-rekan satu angkatan, atas motivasi, kebersamaan, dan kekeluargaan
selama perkuliahan, semoga selalu terjaga selamanya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan tesis ini masih

jauh dari sempurna, untuk itu pada kesempatan ini penulis mohon kritik dan saran
yang bersifat membangun demi perbaikan dimasa-masa mendatang. Mohon maaf
atas segala kekurangan, dan harapan penulis semoga tesis ini bermanfaat.

Medan, 13 Agustus 2015
Penulis

Abubakar
NIM. 8126175001

iv

DAFTAR ISI

Halaman
Abstrak ................................................................................................................. i

Abstract ................................................................................................................ ii
Kata Pengantar ..................................................................................................... iii
Daftar Isi ............................................................................................................... v
Daftar Tabel .......................................................................................................... vii
Daftar Gambar ...................................................................................................... viii
Daftar Lampiran ................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang. ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 7
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 8
1.4 Definisi Operasional ............................................................................. 8
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................ 9
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Konstruktivisme Dalam Pembelajaran ................................................. 10
2.2 Pembelajaran Berbasis Masalah ........................................................... 16
2.2.1 Karakteristik Pembelajaran Berbasis Masalah ............................ 17
2.2.2 Fitur-Fitur Khusus Pembelajaran Berbasis Masalah ................... 18
2.3 Merencanakan dan Melaksanakan Pembelajaran Berbasis Masalah ..... 22
2.4 Mengelola Lingkungan Belajar ............................................................ 27
2.5 Asesmen dan Evaluasi dalam Pembelajaran Berbasis Masalah .......... 29

2.6 Taksonomi Tujuan Pendidikan .............................................................. 30
2.7 Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi .................................................. 37
2.8 Dimensi Pengetahuan ............................................................................ 39

v

BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Metode. .................................................................................................. 45
3.2 Langkah-langkah Pemecahan Masalah.................................................. 46
3.3 Indikator Kinerja .................................................................................... 48
3.4 Keberlanjutan ......................................................................................... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ..................................................................................... 51
4.1.1 Deskripsi Pelaksanaan Pembelajaran Siklus I ............................. 51
4.1.2 Deskripsi Pelaksanaan Pembelajaran Siklus II ............................ 60
4.1.3 Peningkatan Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi ................... 67
4.2 Pembahasan ........................................................................................... 69
4.2.1 Pembahasan Siklus I ........................................................................... 69
4.2.2 Pembahasan Siklus II.......................................................................... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 73
5.2 Saran ..................................................................................................... 75
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1.1 Hasil Tes MIPA Dasar Mata Kuliah Fisika Umum .............................. 5
Tabel 3.1 Tahapan Pelaksanaan Tindakan ............................................................ 48
Tabel 4.1 Kisi-kisi Penyusunan Instrumen Tes Siklus I ...................................... 52
Tabel 4.2 Kriteria Pemberian Skor........................................................................ 52
Tabel 4.3 Pelaksanaan Pembelajaran Berbasis Masalah Siklus I ........................ 54
Tabel 4.4 Kegiatan dan Hasil Pembelajaran Berbasis Masalah Siklus I.............. 55
Tabel 4.5 Hasil Pretes dan Postes Siklus I Pembelajaran Berbasis Masalah ........ 56
Tabel 4.6 Ringkasan Hasil Pelaksanaan Pretes dan Postes Siklus 1 ..................... 58
Tabel 4.7 Kisi-kisi Penyusunan Instrumen Tes Siklus II ...................................... 61
Tabel 4.8 Pelaksanaan Pembelajaran Berbasis Masalah Siklus II ........................ 61
Tabel 4.10 Kegiatan dan Hasil Pembelajaran Berbasis Masalah Siklus II .......... 62
Tabel 4.11 Hasil Pretes dan Postes Siklus II ......................................................... 64
Tabel 4.12 Ringkasan Hasil Pelaksanaan Pretes dan Postes Siklus II .................. 65

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Hasil belajar Pembelajaran Berbasis Masalah ................................. 19
Gambar 4.1 Skor Rata-rata Untuk Setiap Sub Tingkat Proses Berpikir, Jenis
Pengetahuan, dan Indikator.............................................................. 58
Gambar 4.2 Skor Rata-rata Untuk Setiap Sub Tingkat Proses Berpikir, Jenis
Pengetahuan, dan Indikator.............................................................. 65
Gambar 4.3 Ringkasan Gain Total dan Sub Tingkat Proses Berpikir, Jenis
Pengetahuan, dan Indikator.............................................................. 69

viii

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1. Satuan Acara Perkuliahan I
2. Instrumen Tes Berpikir Tingkat Tinggi 1 (HOTS 1)
3. Satuan Acara Perkuliahan II
4. Instrumen Tes Berpikir Tingkat Tinggi 2 (HOTS 2)
5. a. Validasi Instrumen HOTS
b. Validasi Instrumen Kuesioner Mahasiswa
c. Validasi Instrumen Pengamatan Dosen
d. Validasi Instrumen Pengamatan Mahasiswa
6. a. Kuesioner Mahasiswa
b. Lembar Pengamatan Dosen
c. Lembar Pengamatan Mahasiswa
7. Hasil Uji Validitas dan Reliabilitas Instrumen HOTS 1 dan HOTS 2
8. a. Pengolahan Hasil Pretes dan Postes Siklus I
b. Pengolahan Hasil Pretes dan Postes Siklus II
9. a. Pengolahan Hasil Pretes dan Postes I Berdasarkan Tingkatan Proses,
Jenis Pengetahuan, dan Indikator Jawaban
b.`Pengolahan Hasil Pretes dan Postes II Berdasarkan Tingkatan Proses,
Jenis Pengetahuan, dan Indikator Jawaban
10. Ringkasan

Hasil

Tindakan

Berdasarkan

Tingkatan

Proses,

Jenis

Pengetahuan, dan Indikator Jawaban Siklus I dan Siklus II
11. Pengolahan Data Hasil Kuesioner Pembelajaran
12. a. Problem Based Learning Log Sheet
b. Problem Based Learning Questions Sheet
13. Tabel r
14. a. Hasil Pengamatan Kegiatan Dosen Pada Pembelajaran Siklus I
b. Hasil Pengamatan Kegiatan Dosen Pada Pembelajaran Siklus II
15. a. Hasil Pengamatan Kegiatan Mahasiswa Pada Pembelajaran Siklus I
b. Hasil Pengamatan Kegiatan Mahasiswa Pada Pembelajaran Siklus II

ix

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah
Pada era globalisasi terjadi persaingan antar bangsa di dunia. Bangsa yang
mampu menguasai sejumlah pengetahuan, teknologi, dan keterampilan akan
menjadi muncul sebagai pemenang. Sebaliknya, bangsa yang tidak mampu
menguasai pengetahuan, teknologi, dan keterampilan akan kalah. Oleh karena itu,
sumber daya manusia yang berkualitas yang menguasai ilmu pengetahuan,
teknologi dan sejumlah keterampilan mutlak diperlukan agar dapat memenangkan
persaingan di era global. Selain itu, sumber daya manusia yang berkualitas juga
diperlukan untuk menggerakkan sektor-sektor industri di negara kita.
Penyiapan sumber daya manusia yang berkualitas hanya dapat dilakukan
melalui pendidikan yang berkualitas. UU No. 20 tahun 2003 tentang sistem
Pendidikan Nasional menyatakan bahwa Pendidikan adalah usaha sadar dan
terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses pembelajaran agar
peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya untuk memiliki
kekuatan spiritual keagamaan, pengendalian diri, kepribadian, kecerdasan, akhlak
mulia, serta keterampilan yang diperlukan dirinya, masyarakat, bangsa, dan
negara.
Salah satu upaya untuk mewujudkan suasana belajar dan proses
pembelajaran seperti yang dimanatkan oleh Undang-undang No. 20 tahun 2003
pemerintah

telah

menerbitkan

Peraturan

Menteri

Pendidikan

Nasional

(Permendiknas) No. 41 Tahun 2007 yang menetapkan standar proses pendidikan.
Pada Permendiknas tersebut dinyatakan bahwa proses pembelajaran hendaknya
berlangsung secara interaktif, inspiratif, menyenangkan, menantang, memotivasi
peserta didik untuk berpartisipasi aktif, serta memberikan ruang yang cukup bagi
prakarsa, kreativitas, dan kemandirian sesuai dengan bakat, minat, dan
perkembangan fisik serta psikologis peserta didik. Guru hendaknya melakukan
pergeseran dari pengajaran yang menekankan pada keterampilan berpikir tingkat

1

2

rendah ke pembelajaran yang menekankan pada keterampilan berpikir tingkat
tinggi atau keterampilan berpikir kritis.
Pada tingkat pendidikan dasar dan menengah dikembangkan kurikulum
yang menekankan pada penguatan proses pembelajaran dan penilaian. Penguatan
proses pembelajaran dilakukan dengan: 1) menggunakan pendekatan saintifik, 2)
menggunakan ilmu pengetahuan sebagai penggerak pembelajaran untuk semua
mata pelajaran, 3) menuntun siswa untuk mencari tahu, bukan diberi tahu, 4)
menekankan kemampuan berbahasa sebagai alat komunikasi, pembawa
pengetahuan dan berfikir logis, sistematis, dan kreatif. Penguatan penilaian
dilakukan dengan: 1) mengukur tingkat berpikir siswa mulai dari rendah sampai
tinggi, 2) menekankan pada pertanyaan yang membutuhkan pemikiran mendalam,
bukan sekedar hafalan, 3) mengukur proses kerja siswa, bukan hanya hasil kerja
siswa, 4) menggunakan portofolio pembelajaran siswa. Dengan perbaikan proses
pendidikan, maka diharapkan anak-anak Indonesia akan memiliki kompetensi
yang dibutuhkan untuk menghadapi baik tantangan eksternal maupun internal di
masa depan.
Data terakhir mengenai kemampuan anak Indonesia di dunia internasional
masih sangat memprihatinkan, sebagaimana tercermin dari performa murid
Indonesia yang buruk di PISA. Kemampuan anak Indonesia usia 15 tahun di
bidang matematika, sains, dan membaca dibandingkan dengan anak-anak lain di
dunia masih rendah. Hasil Programme for International Student Assessment
(PISA) 2012, Indonesia berada di peringkat ke-64 dari 65 negara yang
berpartisipasi dalam tes. Penilaian itu dipublikasikan the Organization for
Economic Cooperation and Development (OECD). Indonesia hanya sedikit lebih
baik dari Peru yang berada di ranking terbawah. Rata-rata skor matematika anakanak Indonesia 375, rata-rata skor membaca 396, dan rata-rata skor untuk sains
382. Padahal rata-rata secara keseluruhan skor OECD secara berurutan adalah
494, 496, dan 501. Programme for International Student Assessment (PISA)
mengukur kecakapan anak-anak usia 15 tahun dalam mengimplementasikan
masalah-masalah di kehidupan nyata. Indonesia mengikuti siklus tes tiga tahunan
itu sejak tahun 2003.

3

Proses pendidikan pada intinya adalah kegiatan belajar mengajar di dalam
kelas. Karena itu peningkatan kualitas pendidikan dapat dilakukan melalui
perbaikan proses pembelajaran untuk mencapai tujuan pembelajaran yang telah
ditetapkan. Proses belajar mengajar di dalam kelas harus dapat menyiapkan siswa
agar memiliki kompetensi yang penting untuk menghadapi tantangan di masa
depan yang berhubungan dengan globalisasi, masalah lingkungan hidup,
kemajuan teknologi informasi, konvergensi ilmu dan teknologi, ekonomi berbasis
pengetahuan, kebangkitan industri kreatif dan budaya, pergeseran kekuatan
ekonomi dunia, pengaruh dan imbas teknosains, mutu, investasi dan transformasi
pada sektor pendidikan, hasil TIMSS dan PISA.
Kompetensi masa depan yang penting dimiliki oleh generasi muda adalah
kemampuan berkomunikasi, kemampuan berpikir jernih dan kritis, kemampuan
mempertimbangkan segi moral suatu permasalahan, kemampuan menjadi warga
negara yang efektif, kemampuan mencoba untuk mengerti dan toleran terhadap
pandangan yang berbeda, kemampuan hidup dalam masyarakat yang mengglobal,
memiliki minat luas mengenai hidup, memiliki kesiapan untuk bekerja, memiliki
kecerdasan sesuai dengan bakat/minatnya. Model pembelajaran berbasis masalah
dapat menjadi pilihan metodik bagi para guru maupun dosen untuk meningkatkan
kualitas proses pendidikan.
Salah satu model pembelajaran yang memiliki karakteristik sebagaimana
yang direkomendasikan oleh Kurikulum 2013 adalah Pembelajaran Berbasis
Masalah (Problem Based Learning). Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL)
merupakan model pembelajaran yang berorientasi pada kerangka kerja teoritik
konstruktivisme. Dalam model PBL, fokus pembelajaran ada pada masalah yang
dipilih sehingga siswa tidak saja mempelajari konsep-konsep yang berhubungan
dengan masalah tetapi juga metode ilmiah untuk memecahkan masalah tersebut.
Oleh sebab itu, siswa tidak saja harus memahami konsep yang relevan dengan
masalah yang menjadi pusat perhatian tetapi juga memperoleh pengalaman belajar
yang berhubungan dengan ketrampilan menerapkan metode ilmiah dalam
pemecahan masalah dan menumbuhkan pola berpikir kritis.

4

Dewasa ini perkembangan pengetahuan di segala bidang meningkat
dengan sangat cepat. Siswa tidak dapat mempelajari semua bahan, tetapi mereka
dapat belajar bagaimana mempelajari bahan-bahan yang melimpah itu.
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) tidak dirancang untuk membantu guru
menyampaikan informasi dalam jumlah yang besar seperti pada pembelajaran
langsung dan ceramah. PBL dirancang untuk membantu siswa mengembangkan
keterampilan berpikir, keterampilan menyelesaikan masalah, mempelajari peranperan orang dewasa, dan menjadi siswa yang mandiri. Dalam pembelajaran
berbasis masalah siswa belajar untuk menjadi pebelajar yang mandiri, saling
bekerja sama untuk memecahkan masalah, dan belajar untuk mencari tahu, bukan
diberi tahu.
Peran guru dalam pembelajaran berbasis masalah ialah sebagai desainer
pembelajaran, fasilitator dan mediator pembelajaran. Jadi peran guru bukan
terletak pada berapa banyak isi materi yang disampaikan di kelas tapi yang
penting ialah bagaimana menyertakan motivasi belajar siswa dan belajar mandiri.
Dalam PBL desain skenario masalah dunia nyata sangat penting dan masalah
digunakan sebagai pemicu untuk pembelajaran mandiri dan kolaboratif. Belajar
bagaimana belajar dan belajar seumur hidup adalah tujuan penting. Di masa depan
tuntutan untuk lebih banyak membaca dan menulis dan berkomunikasi dengan
percaya diri adalah penting. Sebagai fasilitator dan mediator pembelajaran, peran
guru adalah memberikan perancah dan menghubungkan siswa ke lingkungan
pengetahuan yang tersedia dalam teks-teks, dan berbagai sumber lain. Lingkungan
belajar perlu dirancang untuk menyertakan peluang untuk berkembangnya
pembelajaran kolaboratif.
Institusi

yang menghasilkan

guru

(Lembaga

Pendidikan Tenaga

Kependidikan) seharusnya juga menerapkan pembelajaran berbasis masalah
(PBL) agar lulusannya dapat mengerti dan menerapkan model pembelajaran
tersebut di sekolah. Jurusan Fisikan FMIPA UNIMED sebagai Lembaga
Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK) juga seharusnya menerapkan PBL
dalam pembelajaran mahasiswanya.

5

Salah satu mata kuliah pada Jurusan Fisika FMIPA UNIMED adalah
Fisika Umum. Mata kuliah Fisika Umum diberikan dalam dua semester, yaitu
Fisika Umum I pada semester 1 dan Fisika Umum II pada semester 2 yang
masing-masing memiliki bobot 2 SKS. Mata kuliah ini bertujuan untuk
meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang konsep-konsep dan prinsipprinsip/hukum-hukum fisika sebagai dasar untuk memahami fisika lanjut. Mata
kuliah Fisika Umum membahas keseluruhan konsep-konsep dalam ilmu fisika
secara umum, karena itu Fisika Umum memiliki posisi yang penting sebagai
landasan untuk mata kuliah selanjutnya. Mahasiswa harus memiliki penguasaan
Fisika Umum yang baik karena menjadi dasar untuk mata kuliah tingkat lanjut.
Hasil uji MIPA Dasar yang dilakukan bersama untuk mata kuliah Fisika
Umum selama 3 semester tertuang dalam table berikut.
Tabel 1.1 Hasil tes MIPA Dasar mata kuliah Fisika Umum
TA

Nama Mata Kuliah

2012/2013 Fisika Umum II/Bio
Fisika Umum
2012/2013
II/Kim
2013/2014 Fisika Umum I/Bio

Smtr

Tertinggi

Terendah

Genap

65

33

Nilai
Rata-rata
49,3

Genap

85

43

64,16

Ganjil

75

35

49

Dari tabel di atas kita ketahui, pada semester genap 2012/2013 skor tertinggi 85
dan terendah 33 dengan skor rata-rata 49,3 untuk Program Studi Pendidikan
Biologi (ekstensi) dan 64,16 untuk Program Studi Pendidikan Kimia. Sedangkan
pada 2013/2014 menunjukkan skor rata-rata 49 dengan skor tertinggi 75 dan
terendah 35. Data ini menunjukkan bahwa hasil belajar Fisika Umum yang
diperoleh mahasiswa selama ini belum sesuai dengan harapan.
Ada beberapa hal yang diduga berhubungan erat dengan hasil belajar
Fisika Umum pada Jurusan Fisika FMIPA UNIMED. Salah satu diantaranya ialah
luasnya cakupan materi dengan bobot 2 SKS menyebabkan pembelajaran Fisika
Umum sering mengejar target penyelesaian materi kuliah sehingga kurang
memperhatikan pemahaman mahasiswa. Hal berikutnya ialah kelas yang besar
yang menyebabkan kebutuhan individual kurang mendapat perhatian, karena tidak

6

semua mahasiswa memiliki kesempatan untuk berlatih menyelesaikan masalah
secara langsung di kelas. Hanya sedikit soal yang bisa dibahas bersama-sama di
dalam kelas. Kedua hal ini dapat menyebabkan pemahaman konsep mahasiswa
menjadi rendah sehingga mereka mengalami kesulitan dalam memecahkan
masalah fisika. Mahasiswa tidak dapat menghubungkan antara pengetahuan yang
telah dimiliki dengan masalah yang disajikan. Pada umumnya mereka tidak
menyadari bahwa mereka telah memiliki pengetahuan yang dibutuhkan untuk
menganalisis suatu masalah fisika, akan tetapi pengetahuan itu tersimpan sebagai
pengetahuan yang terpisah sehingga siswa tidak

melihat hubungan dengan

konteks masalah yang ditanyakan.
Pemahaman konseptual akan berpengaruh pada kemampuan memecahkan
masalah-masalah yang relevan. Gambaran permasalahan pembelajaran Fisika
Umum seperti di atas mirip dengan apa yang diungkapkan oleh Osborn dan
Wittrock (Lee et al, 1996: 692) yaitu bahwa siswa tak dapat mengkonstruksi
makna dari masalah yang disajikan, atau mereka tak dapat menghubungkan
makna yang terbentuk pada aspek-aspek struktur pengetahuan yang sesuai karena
kurangnya keterkaitan (konsep), atau strukturnya sendiri belum terbentuk pada
proses belajar terdahulu.
Pada umumnya siswa dan mahasiswa masih mengalami kesulitan dalam
memecahkan masalah otentik fisika. Hasil penelitian Lin Ding (2011)
menunjukkan bahwa tanpa bantuan pembimbing siswa akan mengalami kesulitan
terutama berkaitan dengan soal-soal sintesis, dan dengan menggunakan guided
scaffolding siswa dipandu untuk pemecahan masalah fisika berdasarkan konsep
yang menjadi dasar pemecahan soal-soal tersebut.
Berdasarkan teori, Model Pembelajaran Berbasis Masalah dapat digunakan
untuk mengatasi masalah pembelajaran Fisika Umum karena dapat melatih
ketrampilan berpikir tingkat tinggi dan memecahan masalah, dan memiliki
karakteristik seperti yang direkomendasikan oleh kurikulum 2013. Pembelajaran
Bebasis Masalah (PBL) bertujuan:
a. Melatih keterampilan berpikir dan pemecahan masalah (Thinking and
Problem-Solving Skills)

7

b. Berpikir melibatkan penggunaan proses intelektual dan kognitif, mulai dari
proses dasar seperti mengenali dan mengingat sampai berpikir pada tingkat
yang lebih tinggi, seperti menganalisis, mensintesis, dan mengevaluasi.
Kemampuan berpikir pada tingkat yang lebih tinggi ini (menganalisis,
mengkritisi, dan mencapai kesimpulan berdasarkan inferensi dan judgement)
yang ingin dicapai dalam PBL.
c. Mempelajari peran-peran orang dewasa (Adult Role Modeling)
d. Pembelajaran Berbasis Masalah bertujuan membantu siswa berlatih dalam
situasi nyata dan belajar peran sebagai orang dewasa.
e. Melatih siswa menjadi siswa yang mandiri (Independent Learning)
f. Pembelajaran Berbasis Masalah membantu menjadi siswa independen dan
siswa yang mandiri.
Secara empirik siswa yang belajar menggunakan Pembelajaran Berbasis
Masalah termotivasi tinggi dan menghasilkan pemahaman yang lebih kompleks
dan dalam, dan dapat menggunakan pengetahuan pada situasi baru (Hmelo, 2006;
Gijbels, Dochy, Van den Bossche, dan Seeger ,2005, dalam Arends, 2012). Pada
umumnya penelitian mengenai PBL dilakukan pada pendidikan tinggi, akan tetapi
penerapan PBL di kelas sekolah dasar ternyata juga menunjukkan keberhasilan
yang menarik. Norman dan Schmidt dalam Oon-Seng Tan (2003: 28) menulis
bahwa terdapat bukti yang menunjukkan bahwa PBL meningkatkan: transfer
konsep pada masalah baru, integrasi konsep, minat intrinsik dalam belajar, belajar
secara mandiri, dan keterampilan belajar.
Sebagai upaya untuk memperbaiki pembelajaran agar mahasiswa dapat
menerapkan pengetahuan yang telah dipelajari di kelas dengan masalah otentik
yang berhubungan dengan konsep yang telah dipelajari, penulis telah menerapkan
Model Pembelajaran Berbasis Masalah pada jurusan Kimia pada semester genap
Tahun Akademik 2013/2014. Adapan topik yang dipilih yaitu tentang kelistrikan.
Pada pelaksanaannya terdapat beberapa kendala yang dirasakan, diantaranya: 1)
mahasiswa belum terbiasa dengan model pembelajaran yang menuntut
kemandirian yang tinggi, 2) petunjuk dari dosen kurang begitu jelas dalam
pandangan mahasiswa, 3) memerlukan waktu yang lebih banyak dari biasanya.

8

Berdasarkan pengalaman menerapkan pembelajaran berbasis masalah
sebelumnya, maka perlu adanya upaya-upaya yang lebih baik untuk melaksanakan
pembelajaran berbasis masalah dengan memperbaiki praktek pelaksanaanya.
Salah satu yang dapat dilakukan untuk mengurangi kebingungan mahasiswa
adalah dengan menyediakan pbl questions sheet dan pbl log sheet yang membantu
mengeksplisitkan apa yang telah diketahui, apa yang belum diketahui, apa yang
harus diketahui, bagaimana membagi tugas dalam kelompok, dalam memecahkan
masalah yang disajikan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka rumusan penelitian ini
ialah:
1.

Bagaimana menerapkan model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) pada
mata kuliah Fisika Umum I mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi
Program Ekstensi B semester I FMIPA UNIMED Tahun Akademik
2014/2015 dalam menyelesaikan masalah otentik?

2.

Bagaimana peningkatan keterampilan berpikir tingkat tinggi setelah
dilaksanakan Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) pada mata kuliah Fisika
Umum I mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi Program Ekstensi B
semester I FMIPA UNIMED Tahun Akademik 2014/2015?

1.3 Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini ialah:
1. Mendeskripsikan penerapan model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL)
pada mata kuliah Fisika Umum I mahasiswa Program Studi Pendidikan
Biologi Program Ekstensi B semester I FMIPA UNIMED Tahun Akademik
2014/2015 dalam menyelesaikan masalah otentik.
2. Mendeskripsikan peningkatan ketrampilan berpikir tingkat tinggi setelah
dilaksanakan Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) pada mata kuliah Fisika
Umum I mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi Program Ekstensi B
semester I FMIPA UNIMED Tahun Akademik 2014/2015.

9

1.4 Definisi Operasional
1. Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) adalah model pembelajaran
yang menyajikan situasi masalah bermakna dan otentik yang berfungsi
sebagai langkah awal untuk memulai investigasi dan inquiry. Pembelajaran
Berbasis Masalah memiliki 5 (lima) fase yaitu: orientasi peserta didik pada
masalah, mengorganisasi peserta didik, membimbing penyelidikan individu
maupun kelompok, mengembangkan dan menyajikan hasil, menganalisis
dan mengevaluasi proses dan hasil pemecahan masalah (Arends, 2012:411).
2. Ketrampilan berpikir tingkat tinggi adalah kemampuan menyelesaikan soalsoal pada tingkat menganalisis, mengevaluasi, dan mencipta yang tercantum
pada Taksonomi Bloom revisi.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat:
1. Bagi pendidik fisika, sebagai salah satu hasil penelitian tentang
pembelajaran untuk memperkaya pengetahuan tentang model-model
pembelajaran yang dapat digunakan sesuai tujuan pembelajaran yang ingin
dicapai.
2. Bagi siswa, dapat menjadi sarana melatih kemandirian dalam pembelajaran,
memecahkan masalah otentik secara sistematik, bekerja kolaboratif, dan
melatih melatih berpikir pada tingkat analisis, evaluasi, dan mencipta.
3. Bagi peneliti, sebagai referensi bagi penelitian selanjutnya.

73

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan
Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan penerapan model
pembelajaran berbasis masalah dan peningkatan ketrampilan berpikir tingkat
tinggi mahasiswa semester I pada mata kuliah Fisika Umum I. Dari hasil
penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Penerapan Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) pada mata kuliah Fisika
Umum I mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi Program Ekstensi B
semester

I FMIPA

UNIMED

Tahun Akademik 2014/2015

dalam

menyelesaikan masalah otentik dilaksanakan sebagai berikut.
a. Pembelajaran berbasis masalah dilaksanakan dengan memperhatikan
pengalaman pembelajaran fisika pada tingkat sekolah menengah yang
belum membiasakan pembelajaran mandiri, karena berkaitan dengan
tingkat kebutuhan bimbingan dari fasilitator.
b. Masalah aktual yang disajikan untuk memulai investigasi disusun tingkat
kompleksitasnya dari yang sederhana ke tingkat yang lebih kompleks.
c. Bimbingan tahap-tahap penyelesaian masalah dilakukan lebih intensif
karena

belum

ada

pengalaman

pembelajaran

sebelumnya

yang

menekankan kemandirian.
d. Bimbingan tahap-tahap penyelesaian masalah agar lebih sistematis
dilaksanakan dengan menggunakan pbl questions sheet dan pbl log sheet
supaya lebih tampak tahapan penyelesaian masalah yang dihadapi, siapa
yang bertanggung jawab, dan ke mana mencari informasi yang
dibutuhkan.
e. Mendorong sikap yang lebih positif terhadap pembelajaran, diantaranya:
1) dengan meyakinkan bahwa apa yang dilakukan akan sangat berguna di
masa yang akan datang, 2) mendorong untuk lebih mandiri dalam belajar

73

74

dengan mengingatkan bahwa cara belajar di sekolah lanjutan berbeda
dengan di perguruan tinggi.
2. Berdasarkan hasil analisis data mengenai peningkatan keterampilan berpikir
tingkat tinggi diperoleh kesimpulan sebagai berikut.
a. Secara umum keterampilan berpikir tingkat tinggi meningkat setelah
pelaksanaan pembelajaran dari siklus I ke siklus II. Peningkatan itu
termasuk dalam klasifikasi rendah.
b. Berdasarkan tingkatan proses berpikir:
1) ada peningkatan gain keterampilan menganalisis dari siklus I ke siklus
II,
2) ada sedikit penurunan gain keterampilan mengevaluasi dari siklus I ke
siklus II, yang artinya peningkatatan keterampilan mengevaluasi pada
siklus II lebih kecil dari peningkatan yang terjadi pada siklus I,
3) ada peningkatan gain keterampilan mencipta dari siklus I ke siklus II.
c. Berdasarkan jenis pengetahuan:
1) ada peningkatan gain keterampilan berpikir tingkat tinggi jenis
pengetahuan faktual mahasiswa pada pembelajaran dari siklus I ke
siklus II,
2) ada peningkatan gain keterampilan berpikir tingkat tinggi jenis
pengetahuan konseptual mahasiswa pada pembelajaran dari siklus I ke
siklus II.
d. Berdasarkan indikator jawaban mahasiswa:
1) ada peningkatan gain dalam hal kemampuan mengidentifikasi konsep
dasar pemecahan masalah,
2) kesesuaian antara konsep dasar pemecahan masalah yang disebutkan
dengan penjelasan jawaban secara umum menunjukkan peningkatan
gain,
3) unsur menganalisis/mengevaluasi/mencipta pada jawaban mahasiswa
teridentifikasi meningkat.

75

5.2 Saran
Model pembelajaran berbasis masalah dalam pelaksanaannya memerlukan
waktu yang cukup lama. Oleh karena itu dalam pelaksanaan pembelajaran
berbasis masalah sebaiknya memperhatikan beberapa hal:
1. Mempersiapkan semua instrumen yang diperlukan dengan baik sebelum
memulai pembelajaran.
2. Kelompok siswa yang belum pernah mengenal pembelajaran berbasis
masalah cenderung akan merasa kebingungan dari mana harus mulai. Oleh
karena itu untuk tipe kelas seperti ini memerlukan bimbingan lebih pada
awalnya. Selain itu ada baiknya disiapkan lembaran yang mengarahkan
langkah demi langkah penyelesaian masalah.
3. Masalah atau kasus yang disajikan pada awal pembelajaran untuk memicu
terjadinya belajar sebaiknya dirancang secara bertahap mulai dari yang
sederhana menuju yang lebih kompleks.
4. Selalu memberikan motivasi mengenai pentingnya kemandirian dalam belajar
dan pemecahan masalah secara sistematis.

Daftar Pustaka
Rasional Kurikulum. 2013. Badan Pengembangan Sumber Daya Manusia
Pendidikan dan Kebudayaan dan Penjaminan Mutu Pendidikan,
Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan
Alibali, M. 2006. Does visual scaffolding facilitate students’ mathematics
learning? Evidence from early algebra. Diakses dari
http://ies.ed.gov/funding/grantsearch
Anderson, L. W. & Krathwohl, D. R. (Eds.). 2001. A taxonomy for learning,
teaching, and assessing:A revision of Bloom’s taxonomy of educational
bjectives. New York: Longman.
Anderson, W. Lorin & Krathwohl, David R (Eds.). 2001. Kerangka Landasan
untuk Pembelajaran, Pengajaran dan Asesmen. Terjemahan Agung
Prihantoro. 2010. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Arends, RI. 2012. Learning to Teach. New York: McGraw-Hill
Asmuniv. 2014. Pengklasifikasian Tujuan Instruksional & Kompleksitas
Kebutuhan Pengetahuan Jenjang Berfikir Orde Tinggi (Higher Order
Thinking-HOT′s) Paradigma Belajar Abad 21 Menurut Aturan Taksonomi
Bloom Hasil Revisi (Revised Bloom’s Taxonomy-RBT)
Diakses dari
http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/listrikelectro/1069-jos3
Bloom, B. S., Engelhart, M. D., Furst, E. J., Hill, W. H., & Krathwohl, D. R.
1956. Taxonomy of educational objectives: Handbook I: Cognitive domain.
New York: David McKay.
Cobb, P. 1994. Constructivism and Learning. In Husen, T. & Postlethwaite, T. N.
(Eds.), International Encyclopedia of Education, Oxford: Pergamon Press
Ding, L.; et al. 2011. Exploring the Role of Conceptual Scaffolding in Solving
Synthesis Problems. Physical Review Special Topics-Physics Education
Research 7, 020109. Diakses dari
http://prst-per.aps.org/
Honebein, P. 1996. Seven Goals for Design Constructivist Learning
Environments. New Jersey: Educational Technology Publications
Kiley, M; et all. 2005. Problem-based Learning, The University of Adelaide

King, FJ., Ludwika Godson dan Faranak Rohani. 2011. Higher Order Thinking
Skills. Center for Advancement of Learning and Assessment. (Online)
http://www.cala.fsu.edu/files/higher_order_thinking_skills.pdf
Lee, KW., et al. 1996. Cognitive Variable in Problem Solving in Chemistry, A
Revisited Study, Science Education, New York: John Wiley & Sons
Munaf, S. 2001. Evaluasi Pendidikan Fisika. Bandung: FPMIPA UPI
Nguyen, DD. 2009. A Study of the Implementation of a Problem-Based Learning
Approach in University Classes in Vietnam: A thesis submitted in the total
fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.
OECD. 2013. PISA 2012 Assessment and Analytical Framework: Mathematics,
Reading, Science, Problem Solving and Financial Literacy. OECD
Publishing. Diunduh dari
http://dx.doi.org/10.1787/9789264190511-en
Pranata, R., et all. 2013. Pengaruh Implementasi Model Rekonstruksi Sosial
Vigotsky dengan Teknik Scaffolding terhadap Sikap Sosial dan Prestasi
Belajar IPS, e-Journal Program Pascasarjana Universitas Pendidikan
Ganesha Program Studi Pendidikan Dasar (Volume 3 Tahun 2013)
School of Education College of Design and Social Context RMIT University
Santyasa, IW. 2008. Pembelajaran Berbasis Masalah dan Pembelajaran
Koperatif, Disajikan dalam Pelatihan tentang Pembelajaran dan Asesmen
Inovatif bagi Guru-Guru Sekolah Menengah di Kecamatan Nusa Penida,
tanggal 22, 23, dan 24 Agustus 2008 di Nusa Penida
Savinainen, A. & Scott, P. 2002. The Force Concept Inventory: a tool for
monitoring student learning. Physics Education, 37(1)
Strobel, J., Barneveld, A. 2009. When is PBL More Effective? A Metasynthesis of
Meta-analyses Comparing PBL to Conventional Classrooms,
Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning Volume 3 Issue 1,
Published in Open Access Format Supported by Teaching Academy at
Purdue University, the School of Education at Indiana University, and the
Instructional Design and Technology program at the University of
Memphis.
http://docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1046&context=ijpb
Suparno, P. 2005. Miskonsepsi dan Perubahan Konsep dalam Fisika. Jakarta:
Grasindo

Tan, OS. 2003. Problem-Based Learning Innovation, Using Problems to Power
Learning in the 21st Century. Singapore: Cengage Learning
Vygotsky, LS. 1978. Mind in society: the development of higher psychological
processes. London: Harvard University Press
Wardana, N. 2012. Pengaruh Penerapan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
dan Ketahanmalangan Siswa terhadap Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi
dan Pemahaman Konsep Fisika, Jurnal Penelitian Pascasarjana Undiksha
Vol 2 no. 1
http://pasca.undiksha.ac.id/e-journal/index.php/jurnal_ipa/article/
Wardhani, IGAK; Wihardit, K. 2010. Penelitian Tindakan Kelas. Jakarta:
Universitas Terbuka