PENGEMBANGAN MODUL PEMBELAJARAN IPA TERPADU BERBASIS MASALAH (PROBLEM BASED LEARNING) MATERI BUNYI UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMP KELAS VIII.
PENGEMBANGAN MODUL PEMBELAJARAN IPA TERPADU
BERBASIS MASALAH (PROBLEM BASED LEARNING) MATERI BUNYI
UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS
SISWA SMP KELAS VIII
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Dwi Aprillia Setia Asih
NIM S831402023
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ii
iii
iv
MOTTO
Allah SWT tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan
kesanggupannya
(Q.S. Al-Baqarah: 286)
Kebahagiaan mungkin hanya sesaat, tetapi kesedihan juga akan hilang dengan
cepat
(Penulis)
v
PERSEMBAHAN
Dengan ketulusan dan kerendahan hati, penulis bersyukur atas ridho dan
karunia Allah SWT, karena Engkau yang telah melimpahkan rahmat dan berkah
kepada jerih payah dan harapan kedua orang tua penulis dalam mengiringi setiap
langkah penulis mencapai cita-cita.
Penulis mempersembahkan tesis ini sebagai ungkapan rasa hormat dan
cinta kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan ridho, rahmat, hidayah dan karunianya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis.
2. Ayahanda Dalroji dan Ibunda Sunesti yang senantiasa memberikan
keteduhan dalam doa, mengajarkan tanggung jawab atas suatu pilihan, dan
memberikan dukungan atas keberhasilan penulis.
3. Kakak tersayang (Eka Astri Sulis Tiawati dan Agustin) yang selalu
mengalah demi adiknya, selalu memberi semangat dan menjadi inspirasi
dalam menyelesaikan studi.
4. Adik tersayang (Amar Asyam Alfaras), keponakan tersayang (Fachry Ade
Nugraha) dan seluruh keluarga besar yang selalu memberi semangat dan
selalu mendoakan keberhasilan penulis.
5. Dosen-dosen tersayang yang tidak henti mengajari dan memotivasi
selayaknya orangtua penulis.
6. Buat sahabat-sahabat penulis (Ayang Kinasih, Irma Ayuwanti, Ummi
Rosyidah, Juitaning Mustika, Erni Mariana, Desy Awal Mar’an, Asri
Sudaryati, Indica Yona Okyranida, Ilham Pramana Putra) yang telah
banyak membantu baik dalam mencari ilmu maupun dukugan moril.
7. Seluruh keluarga besar PPs Pendidikan Sains (Fisika kelas B) tahun 2014
dan rekan rekan seperjuangan PPs Pendidikan Sains (minat Fisika) tahun
2014, terima kasih atas persahabatan yang telah kalian tebarkan.
8. Almamater tercinta Universitas Sebelas Maret Surakarta.
vi
Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu
Berbasis Masalah (Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan
Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII. Tesis. Pembimbing: Dr. Nonoh Siti
Aminah, M.Pd. Kopembimbing: Sukarmin, M.Si, Ph.D. Program Studi Magister
Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
ABSTRAK
Proses pembelajaran di sekolah belum maksimal menggunakan pembelajaran
berbasis masalah oleh sebab itu modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based
Learning) materi bunyi perlu dikembangkan untuk meningkatkan keterampilan berpikir
siswa yang masih rendah khususnya keterampilan berpikir kritis. Penelitian ini bertujuan
untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem
Based Learning) materi bunyi untuk siswa kelas VIII, 2) memperoleh modul
pembelajaran IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi yang
layak untuk pembelajaran IPA, 3) mengetahui modul pembelajaran IPA terpadu berbasis
masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat meningkatkan keterampilan
berpikir kritis siswa.
Penelitian ini merupakan penelitian Research and Development yang
dikemukakan oleh Thiagarajan (1974), pengembangan yang digunakan adalah model 4-D
(four D model), dengan tahapan Define, Design, Develop, dan Disseminate. Uji coba
pemakaian menggunakan one group pretest-posttest design. Instrumen yang digunakan
adalah angket dan tes. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis
data deskriptif, pada tahap design dengan analisis SK dan KD untuk menentukan desain
awal modul, pada tahap develop untuk data hasil validasi modul dan data respon siswa
dianalisis dengan menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas
dengan pedoman skor skala 5, data keterampilan berpikir kritis siswa diuji menggunakan
uji paired T-Test dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate
menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas dengan pedoman
skor skala 5.
Berdasarkan analisis data diperoleh hasil penelitian: 1) modul IPA terpadu
berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi untuk meningkatkan
keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah pembelajaran pada modul
disesuaikan pada langkah pembelajaran berbasis masalah (Problem Based Learning), dan
mengintegrasikan keterampilan berpikir kritis pada setiap tahapnya, 2) modul
dikategorikan layak karena telah melalui beberapa uji kelayakan. Uji kelayakan modul
dinilai oleh 2 validator ahli (materi dan kegrafikan), 2 guru IPA dan 2 teman sejawat.
Berdasarkan uji kelayakan modul memiliki kategori layak yang didukung dengan hasil
perhitungan yang menunjukkan nilai rata-rata 207,11 lebih besar dari cut off 174. Modul
mendapatkan respon dari siswa dan guru dalam proses pembelajaran yang dinilai dari
angket respon yang mengategorikan modul baik. Serta didukung dengan hasil disseminate
yang diserahkan pada 4 guru yang mengategorikan modul sangat baik, 3) penggunaan
modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat
meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa, pernyataan ini didukung dari hasil
perhitungan N-gain tes berpikir kritis sebesar 0,71 dalam kategori tinggi.
Kata Kunci: Modul Fisika, Pembelajaran Berbasis Masalah, Keterampilan Berpikir
Kritis.
vii
Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Development of Integrated Science Learning Modules
Based-Problem on Sound to Increase Critical Thinking Skills of Students in Junior
High School Class VIII . Thesis. Consultant: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. CoConsultant: Sukarmin, M.Si, Ph.D. The program of science education magister
department, the faculty of teacher training and education, Sebelas Maret University of
Surakarta.
ABSTRACT
The process of learning in school is not maximized of use problem based
learning because of it integrated science modul based problem on sound needs to be
developed to improve student’s skills that are still low, especially of critical thinking
skill. This research aims to: 1) describe the characteristics of the integrated science
modules based-problems on sound for students of class VIII, 2) obtain an integrated
science learning modules based-problems on sound that feasible for science learning, 3)
know integrated science learning modules based-problems on sound can increase
student’s critical thinking skills.
This study was a Research and Development proposed by Thiagarajan (1974), is
a model of development used 4-D (four D model), with the stages Define, Design,
Develop and Disseminate. Utility testing using the one-group pretest-posttest design. The
instrument used was a questionnaire and tests. Analysis of the data used to define phase is
descriptive data analysis, the design phase to the analysis of SK and KD to determine the
initial design of the module, at the develop phase for data validation results of modules
and the data students' responses were analyzed using cut off values were converted into
quality categories by 5 scale score guidelines, the data critical thinking skills of students
tested using paired T-test and is calculated by N-gain normalized, and at the disseminate
phase using cut-off values were converted into the category of quality guidelines 5 scale
score.
The Results of research were: 1) integrated science modules based-problem on
Sound to increase critical thinking skills of students have the characteristic that the steps
of learning on module adapted of problem-based learning’s step, and integrating critical
thinking skills on each step, 2) Module considered on feasible because it has been through
several feasibility studies. Feasibility test modules assessed by validator of content and
validator of media, two science teachers and two peer review. Based on the feasibility test
module has a decent categories supported by the calculation that shows the average value
of 237,16 is greater than the cut-off module 174. The response from students and teachers
in the learning process is assessed from the questionnaire responses were categorized
either module. Disseminate and supported by the results of which were presented on 4
teachers who categorize an excellent module, 3) the use of integrated science module
based-problems on sound can increase students' critical thinking skills. This statement is
supported by the results of calculation of N-Gain critical thinking test by 0.71 in the high
category.
Keywords: Physics Module, Problem Based Learning, Critical Thinking Skills.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang
berjudul “Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu Berbasis Masalah
(Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan Keterampilan
Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII” dengan lancar.
Dalam penulisan tesis ini penulis menyadari bahwa terselesaikannya tesis
ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala
kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk, bimbingan,
dan dorongan, sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.
3.
Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., Dosen Pembimbing I, yang telah membantu
memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.
4.
Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D., Dosen Pembimbing II, yang telah membantu
memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.
5.
Bapak-Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS
Surakarta yang telah membimbing dan memberikan ilmu selama penulis
menempuh kuliah di Program Pascasarjana.
6.
Theresia Enny Yuniwati, S.Pd., M.Pd., Kepala SMP Negeri 4 Kota Madiun,
yang telah memberi izin untuk melakukan penelitian.
7.
Edy Kusdiyanto, S.Pd., Guru IPA SMP Negeri 4 Kota Madiun yang telah
membantu dan membimbing penulis dalam melaksanakan penelitian.
8.
Rekan-rekan serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu yang telah banyak memberikan dukungan.
ix
x
DAFTAR ISI
JUDUL ...................................................................................................................
i
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI.........................................
ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ..........................................................................
iii
PENGESAHAN PENGUJI ....................................................................................
iv
MOTTO .................................................................................................................
v
PERSEMBAHAN ..................................................................................................
vi
ABSTRAK .............................................................................................................
vii
ABSTRACT .............................................................................................................
viii
PRAKATA .............................................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..........................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ..................................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................
xvi
BAB I : PENDAHULUAN ....................................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
B. Rumusan Masalah ................................................................................
7
C. Tujuan Penelitian .................................................................................
7
D. Spesifikasi Produk................................................................................
7
E. Manfaat Penelitian ...............................................................................
8
BAB II : LANDASAN TEORI .............................................................................
10
A. Tinjauan Pustaka ..................................................................................
10
1. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning) .........
10
xi
2. IPA Terpadu ...................................................................................
15
3. Keterampilan Berpikir Kritis .........................................................
22
4. Modul ............................................................................................
23
5. Materi Bunyi ..................................................................................
26
6. Kajian Penelitian yang Relevan ....................................................
34
B. Kerangka Berpikir ................................................................................
37
BAB III : METODE PENELITIAN .....................................................................
43
A. Tempat Penelitian.................................................................................
43
B. Waktu Penelitian .................................................................................
43
C. Subjek Penelitian..................................................................................
43
D. Tatalaksana Penelitian ..........................................................................
43
1. Tahap Pendefinisian (Define) .........................................................
44
2. Tahap Perancangan (Design)..........................................................
44
3. Tahap Pengembangan (Develop) ....................................................
46
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ...................................................
47
E. Deskripsi Model Keterpaduan..............................................................
48
F. Instrumen Pengumpulan Data ..............................................................
48
1. Lembar Validasi Modul ..................................................................
48
2. Angket Penilaian Modul .................................................................
48
3. Tes Keterampilan Berpikir Kritis ...................................................
49
G. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................
49
1. Metode Kuesioner ..........................................................................
49
2. Metode Tes .....................................................................................
50
1) Reliabilitas ................................................................................
50
2) Daya Beda Butir Soal ...............................................................
51
3) Tingkat Kesukaran....................................................................
52
4) Hasil Uji Coba Instrumen Tes ..................................................
52
H. Teknik Analisis Data ............................................................................
53
1. Analisis Validasi Modul .................................................................
53
2. Analisis Angket Penilaian Modul ...................................................
56
xii
3. Analisis Data Tes ............................................................................
59
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................
63
A. Hasil Penelitian ....................................................................................
63
1. Define ..........................................................................................
63
2. Design ..........................................................................................
68
3. Develop ..........................................................................................
71
4. Disseminate ....................................................................................
81
B. Pembahasan ..........................................................................................
82
1. Tahap Define ..................................................................................
82
2. Tahap Design ..................................................................................
82
3. Tahap Develop ................................................................................
86
4. Tahap Disseminate .........................................................................
96
C. Temuan Lapangan ................................................................................
97
D. Keterbatasan Penelitian ........................................................................
98
BAB V : KESIMPULAN, SARAN, DAN SARAN .............................................
99
A. Kesimpulan ..........................................................................................
99
B. Implikasi ...............................................................................................
100
C. Saran .....................................................................................................
101
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
103
LAMPIRAN ...........................................................................................................
107
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Persentase Nilai UN, Jenjang SMP Tahun Pelajaran 2013/2014...........
2
Tabel 2.1 Langkah-langkah Pemelajaran Berbasis Masalah..................................
13
Tabel 2.2 Model Keterpaduan Fogarty .................................................................
17
Tabel 2.3 Keterkiatan antara PBL dengan Keterampilan Berpikir Kritis .............
41
Tabel 3.1 Komponen Pembelajaran Berbasis Masalah ..........................................
45
Tabel 3.2 Kriteria Daya Beda.................................................................................
52
Tabel 3.3 Kriteria Taraf Kesukaran .......................................................................
52
Tabel 3.4 Aturan Pemberian Skor ..........................................................................
54
Tabel 3.5 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Materi .........................................
55
Tabel 3.6 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Kegrafikan ..................................
55
Tabel 3.7 Hasil Uji Kelayakan Modul ...................................................................
56
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Modul ........................................................................
56
Tabel 3.9 Hasil Analisis Angket Penilaian Modul Uji Coba Terbatas ..................
57
Tabel 3.10 Hasil Analisis Angket Siswa Penilaian Modul (Kelas Besar) .............
58
Tabel 3.11 Hasil Analisis Angket Guru Penilaian Modul Tahap Develop ............
58
Tabel 3.12 Hasil Analisis Angket Penilaian Tahap Disseminate ...........................
59
Tabel 3.13 Kriteria N-Gain Ternormalisai.............................................................
60
Tabel 4.1 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Guru ..........................................
64
Tabel 4.2 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Siswa ........................................
64
xiv
Tabel 4.3 Validator.................................................................................................
71
Tabel 4.4 Hasil Masukan Dari Validator ...............................................................
72
Tabel 4.5 Hasil Validator I .....................................................................................
72
Tabel 4.6 Hasil Validator II ...................................................................................
73
Tabel 4.7 Hasil Dari Validasi (Materi) ..................................................................
74
Tabel 4.8 Hasil Dari Validasi (Kegrafikan) ...........................................................
74
Tabel 4.9 Hasil Angket Keterbacaan Modul Pada Uji Coba Terbatas ...................
75
Tabel 4.10 Deskripsi Data Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ............................
77
Tabel 4.11 Deskripsi Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis .........................
78
Tabel 4.12 N-Gain Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................
79
Tabel 4.12 Hasil Uji Normalitas dan Uji Homogenitas ........................................
79
Tabel 4.12 Hasil Penilaian Kognitif .......................................................................
80
Tabel 4.13 hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Pemakaian ..............
81
Tabel 4,14 Hasil Uji Kelayakan Modul .................................................................
88
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagan connected ................................................................................
19
Gambar 2.2 Osiloskop dengan Bentuk Gelombang Bunyi ...................................
26
Gambar 2.3 Merambatnya Bunyi ..........................................................................
29
Gambar 2.4 Bandul Resonansi ...............................................................................
30
Gambar 2.5 Sonar...................................................................................................
31
Gambar 2.9 Pemantulan Bunyi ..............................................................................
32
Gambar 3.1 Desain Kelompok Eksperimen Before-After .....................................
46
Gambar 3.2 Model Pengembangan 4-D ................................................................
47
Gambar 4.1 Bagan Kegiatan Siswa Saat Pelaksanaan Uji Coba Pemakaian Modul 66
Gambar 4.2 Histogram Aspek Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ......................
78
Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ...........................................................................
90
Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ...........................................................................
90
Gambar 4.4 Kolom Diskusi ...................................................................................
90
Gambar 4.5 Kolom Diskusi ...................................................................................
90
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Peta SK dan KD yang Berpotensi IPA Terpadu ........................................
Silabus ........................................................................................................
RPP.............................................................................................................
Kisi-Kisi Soal Kemampuan Berpikir Kritis ...............................................
Soal.............................................................................................................
Analisis Quest ............................................................................................
107
108
111
138
147
153
Lampiran 2
Kisi-Kisi dan Angket Kebutuhan Guru dan Siswa ....................................
Lembar Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa.............................................
Lembar Hasil Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa ...................................
Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru dan Siswa ...................................
Lembar Hasil Validator Modul ..................................................................
Hasil Analisis Validator Modul .................................................................
Hasil Analisis Cut Off ................................................................................
163
165
169
173
175
226
243
Lampiran 3
Kisi-Kisi dan Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas............................
Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas .........................................
Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas...........................
Rekap Komentar dan Saran Siswa Uji Coba Terbatas ...............................
245
247
248
253
Lampiran 4
Hasil Analisis Pretest, Posttest dan Analisis Uji Gain ...............................
Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar ...................................
Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar .....................
Rekap Komentar Uji Coba Kelas Besar .....................................................
Hasil Angket Penilaian Modul Oleh Guru (Disseminate)..........................
Hasil Analisis Disseminate ........................................................................
LKS ............................................................................................................
Surat Permohonan Izin Penelitian ..............................................................
Surat Balasan Izin Penelitian .....................................................................
xvii
254
261
262
264
266
267
269
282
283
BERBASIS MASALAH (PROBLEM BASED LEARNING) MATERI BUNYI
UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS
SISWA SMP KELAS VIII
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Dwi Aprillia Setia Asih
NIM S831402023
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ii
iii
iv
MOTTO
Allah SWT tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan
kesanggupannya
(Q.S. Al-Baqarah: 286)
Kebahagiaan mungkin hanya sesaat, tetapi kesedihan juga akan hilang dengan
cepat
(Penulis)
v
PERSEMBAHAN
Dengan ketulusan dan kerendahan hati, penulis bersyukur atas ridho dan
karunia Allah SWT, karena Engkau yang telah melimpahkan rahmat dan berkah
kepada jerih payah dan harapan kedua orang tua penulis dalam mengiringi setiap
langkah penulis mencapai cita-cita.
Penulis mempersembahkan tesis ini sebagai ungkapan rasa hormat dan
cinta kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan ridho, rahmat, hidayah dan karunianya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis.
2. Ayahanda Dalroji dan Ibunda Sunesti yang senantiasa memberikan
keteduhan dalam doa, mengajarkan tanggung jawab atas suatu pilihan, dan
memberikan dukungan atas keberhasilan penulis.
3. Kakak tersayang (Eka Astri Sulis Tiawati dan Agustin) yang selalu
mengalah demi adiknya, selalu memberi semangat dan menjadi inspirasi
dalam menyelesaikan studi.
4. Adik tersayang (Amar Asyam Alfaras), keponakan tersayang (Fachry Ade
Nugraha) dan seluruh keluarga besar yang selalu memberi semangat dan
selalu mendoakan keberhasilan penulis.
5. Dosen-dosen tersayang yang tidak henti mengajari dan memotivasi
selayaknya orangtua penulis.
6. Buat sahabat-sahabat penulis (Ayang Kinasih, Irma Ayuwanti, Ummi
Rosyidah, Juitaning Mustika, Erni Mariana, Desy Awal Mar’an, Asri
Sudaryati, Indica Yona Okyranida, Ilham Pramana Putra) yang telah
banyak membantu baik dalam mencari ilmu maupun dukugan moril.
7. Seluruh keluarga besar PPs Pendidikan Sains (Fisika kelas B) tahun 2014
dan rekan rekan seperjuangan PPs Pendidikan Sains (minat Fisika) tahun
2014, terima kasih atas persahabatan yang telah kalian tebarkan.
8. Almamater tercinta Universitas Sebelas Maret Surakarta.
vi
Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu
Berbasis Masalah (Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan
Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII. Tesis. Pembimbing: Dr. Nonoh Siti
Aminah, M.Pd. Kopembimbing: Sukarmin, M.Si, Ph.D. Program Studi Magister
Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
ABSTRAK
Proses pembelajaran di sekolah belum maksimal menggunakan pembelajaran
berbasis masalah oleh sebab itu modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based
Learning) materi bunyi perlu dikembangkan untuk meningkatkan keterampilan berpikir
siswa yang masih rendah khususnya keterampilan berpikir kritis. Penelitian ini bertujuan
untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem
Based Learning) materi bunyi untuk siswa kelas VIII, 2) memperoleh modul
pembelajaran IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi yang
layak untuk pembelajaran IPA, 3) mengetahui modul pembelajaran IPA terpadu berbasis
masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat meningkatkan keterampilan
berpikir kritis siswa.
Penelitian ini merupakan penelitian Research and Development yang
dikemukakan oleh Thiagarajan (1974), pengembangan yang digunakan adalah model 4-D
(four D model), dengan tahapan Define, Design, Develop, dan Disseminate. Uji coba
pemakaian menggunakan one group pretest-posttest design. Instrumen yang digunakan
adalah angket dan tes. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis
data deskriptif, pada tahap design dengan analisis SK dan KD untuk menentukan desain
awal modul, pada tahap develop untuk data hasil validasi modul dan data respon siswa
dianalisis dengan menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas
dengan pedoman skor skala 5, data keterampilan berpikir kritis siswa diuji menggunakan
uji paired T-Test dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate
menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas dengan pedoman
skor skala 5.
Berdasarkan analisis data diperoleh hasil penelitian: 1) modul IPA terpadu
berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi untuk meningkatkan
keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah pembelajaran pada modul
disesuaikan pada langkah pembelajaran berbasis masalah (Problem Based Learning), dan
mengintegrasikan keterampilan berpikir kritis pada setiap tahapnya, 2) modul
dikategorikan layak karena telah melalui beberapa uji kelayakan. Uji kelayakan modul
dinilai oleh 2 validator ahli (materi dan kegrafikan), 2 guru IPA dan 2 teman sejawat.
Berdasarkan uji kelayakan modul memiliki kategori layak yang didukung dengan hasil
perhitungan yang menunjukkan nilai rata-rata 207,11 lebih besar dari cut off 174. Modul
mendapatkan respon dari siswa dan guru dalam proses pembelajaran yang dinilai dari
angket respon yang mengategorikan modul baik. Serta didukung dengan hasil disseminate
yang diserahkan pada 4 guru yang mengategorikan modul sangat baik, 3) penggunaan
modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat
meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa, pernyataan ini didukung dari hasil
perhitungan N-gain tes berpikir kritis sebesar 0,71 dalam kategori tinggi.
Kata Kunci: Modul Fisika, Pembelajaran Berbasis Masalah, Keterampilan Berpikir
Kritis.
vii
Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Development of Integrated Science Learning Modules
Based-Problem on Sound to Increase Critical Thinking Skills of Students in Junior
High School Class VIII . Thesis. Consultant: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. CoConsultant: Sukarmin, M.Si, Ph.D. The program of science education magister
department, the faculty of teacher training and education, Sebelas Maret University of
Surakarta.
ABSTRACT
The process of learning in school is not maximized of use problem based
learning because of it integrated science modul based problem on sound needs to be
developed to improve student’s skills that are still low, especially of critical thinking
skill. This research aims to: 1) describe the characteristics of the integrated science
modules based-problems on sound for students of class VIII, 2) obtain an integrated
science learning modules based-problems on sound that feasible for science learning, 3)
know integrated science learning modules based-problems on sound can increase
student’s critical thinking skills.
This study was a Research and Development proposed by Thiagarajan (1974), is
a model of development used 4-D (four D model), with the stages Define, Design,
Develop and Disseminate. Utility testing using the one-group pretest-posttest design. The
instrument used was a questionnaire and tests. Analysis of the data used to define phase is
descriptive data analysis, the design phase to the analysis of SK and KD to determine the
initial design of the module, at the develop phase for data validation results of modules
and the data students' responses were analyzed using cut off values were converted into
quality categories by 5 scale score guidelines, the data critical thinking skills of students
tested using paired T-test and is calculated by N-gain normalized, and at the disseminate
phase using cut-off values were converted into the category of quality guidelines 5 scale
score.
The Results of research were: 1) integrated science modules based-problem on
Sound to increase critical thinking skills of students have the characteristic that the steps
of learning on module adapted of problem-based learning’s step, and integrating critical
thinking skills on each step, 2) Module considered on feasible because it has been through
several feasibility studies. Feasibility test modules assessed by validator of content and
validator of media, two science teachers and two peer review. Based on the feasibility test
module has a decent categories supported by the calculation that shows the average value
of 237,16 is greater than the cut-off module 174. The response from students and teachers
in the learning process is assessed from the questionnaire responses were categorized
either module. Disseminate and supported by the results of which were presented on 4
teachers who categorize an excellent module, 3) the use of integrated science module
based-problems on sound can increase students' critical thinking skills. This statement is
supported by the results of calculation of N-Gain critical thinking test by 0.71 in the high
category.
Keywords: Physics Module, Problem Based Learning, Critical Thinking Skills.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang
berjudul “Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu Berbasis Masalah
(Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan Keterampilan
Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII” dengan lancar.
Dalam penulisan tesis ini penulis menyadari bahwa terselesaikannya tesis
ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala
kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk, bimbingan,
dan dorongan, sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.
3.
Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., Dosen Pembimbing I, yang telah membantu
memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.
4.
Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D., Dosen Pembimbing II, yang telah membantu
memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.
5.
Bapak-Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS
Surakarta yang telah membimbing dan memberikan ilmu selama penulis
menempuh kuliah di Program Pascasarjana.
6.
Theresia Enny Yuniwati, S.Pd., M.Pd., Kepala SMP Negeri 4 Kota Madiun,
yang telah memberi izin untuk melakukan penelitian.
7.
Edy Kusdiyanto, S.Pd., Guru IPA SMP Negeri 4 Kota Madiun yang telah
membantu dan membimbing penulis dalam melaksanakan penelitian.
8.
Rekan-rekan serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu yang telah banyak memberikan dukungan.
ix
x
DAFTAR ISI
JUDUL ...................................................................................................................
i
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI.........................................
ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ..........................................................................
iii
PENGESAHAN PENGUJI ....................................................................................
iv
MOTTO .................................................................................................................
v
PERSEMBAHAN ..................................................................................................
vi
ABSTRAK .............................................................................................................
vii
ABSTRACT .............................................................................................................
viii
PRAKATA .............................................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..........................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ..................................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................
xvi
BAB I : PENDAHULUAN ....................................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
B. Rumusan Masalah ................................................................................
7
C. Tujuan Penelitian .................................................................................
7
D. Spesifikasi Produk................................................................................
7
E. Manfaat Penelitian ...............................................................................
8
BAB II : LANDASAN TEORI .............................................................................
10
A. Tinjauan Pustaka ..................................................................................
10
1. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning) .........
10
xi
2. IPA Terpadu ...................................................................................
15
3. Keterampilan Berpikir Kritis .........................................................
22
4. Modul ............................................................................................
23
5. Materi Bunyi ..................................................................................
26
6. Kajian Penelitian yang Relevan ....................................................
34
B. Kerangka Berpikir ................................................................................
37
BAB III : METODE PENELITIAN .....................................................................
43
A. Tempat Penelitian.................................................................................
43
B. Waktu Penelitian .................................................................................
43
C. Subjek Penelitian..................................................................................
43
D. Tatalaksana Penelitian ..........................................................................
43
1. Tahap Pendefinisian (Define) .........................................................
44
2. Tahap Perancangan (Design)..........................................................
44
3. Tahap Pengembangan (Develop) ....................................................
46
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ...................................................
47
E. Deskripsi Model Keterpaduan..............................................................
48
F. Instrumen Pengumpulan Data ..............................................................
48
1. Lembar Validasi Modul ..................................................................
48
2. Angket Penilaian Modul .................................................................
48
3. Tes Keterampilan Berpikir Kritis ...................................................
49
G. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................
49
1. Metode Kuesioner ..........................................................................
49
2. Metode Tes .....................................................................................
50
1) Reliabilitas ................................................................................
50
2) Daya Beda Butir Soal ...............................................................
51
3) Tingkat Kesukaran....................................................................
52
4) Hasil Uji Coba Instrumen Tes ..................................................
52
H. Teknik Analisis Data ............................................................................
53
1. Analisis Validasi Modul .................................................................
53
2. Analisis Angket Penilaian Modul ...................................................
56
xii
3. Analisis Data Tes ............................................................................
59
BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................
63
A. Hasil Penelitian ....................................................................................
63
1. Define ..........................................................................................
63
2. Design ..........................................................................................
68
3. Develop ..........................................................................................
71
4. Disseminate ....................................................................................
81
B. Pembahasan ..........................................................................................
82
1. Tahap Define ..................................................................................
82
2. Tahap Design ..................................................................................
82
3. Tahap Develop ................................................................................
86
4. Tahap Disseminate .........................................................................
96
C. Temuan Lapangan ................................................................................
97
D. Keterbatasan Penelitian ........................................................................
98
BAB V : KESIMPULAN, SARAN, DAN SARAN .............................................
99
A. Kesimpulan ..........................................................................................
99
B. Implikasi ...............................................................................................
100
C. Saran .....................................................................................................
101
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
103
LAMPIRAN ...........................................................................................................
107
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Persentase Nilai UN, Jenjang SMP Tahun Pelajaran 2013/2014...........
2
Tabel 2.1 Langkah-langkah Pemelajaran Berbasis Masalah..................................
13
Tabel 2.2 Model Keterpaduan Fogarty .................................................................
17
Tabel 2.3 Keterkiatan antara PBL dengan Keterampilan Berpikir Kritis .............
41
Tabel 3.1 Komponen Pembelajaran Berbasis Masalah ..........................................
45
Tabel 3.2 Kriteria Daya Beda.................................................................................
52
Tabel 3.3 Kriteria Taraf Kesukaran .......................................................................
52
Tabel 3.4 Aturan Pemberian Skor ..........................................................................
54
Tabel 3.5 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Materi .........................................
55
Tabel 3.6 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Kegrafikan ..................................
55
Tabel 3.7 Hasil Uji Kelayakan Modul ...................................................................
56
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Modul ........................................................................
56
Tabel 3.9 Hasil Analisis Angket Penilaian Modul Uji Coba Terbatas ..................
57
Tabel 3.10 Hasil Analisis Angket Siswa Penilaian Modul (Kelas Besar) .............
58
Tabel 3.11 Hasil Analisis Angket Guru Penilaian Modul Tahap Develop ............
58
Tabel 3.12 Hasil Analisis Angket Penilaian Tahap Disseminate ...........................
59
Tabel 3.13 Kriteria N-Gain Ternormalisai.............................................................
60
Tabel 4.1 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Guru ..........................................
64
Tabel 4.2 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Siswa ........................................
64
xiv
Tabel 4.3 Validator.................................................................................................
71
Tabel 4.4 Hasil Masukan Dari Validator ...............................................................
72
Tabel 4.5 Hasil Validator I .....................................................................................
72
Tabel 4.6 Hasil Validator II ...................................................................................
73
Tabel 4.7 Hasil Dari Validasi (Materi) ..................................................................
74
Tabel 4.8 Hasil Dari Validasi (Kegrafikan) ...........................................................
74
Tabel 4.9 Hasil Angket Keterbacaan Modul Pada Uji Coba Terbatas ...................
75
Tabel 4.10 Deskripsi Data Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ............................
77
Tabel 4.11 Deskripsi Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis .........................
78
Tabel 4.12 N-Gain Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................
79
Tabel 4.12 Hasil Uji Normalitas dan Uji Homogenitas ........................................
79
Tabel 4.12 Hasil Penilaian Kognitif .......................................................................
80
Tabel 4.13 hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Pemakaian ..............
81
Tabel 4,14 Hasil Uji Kelayakan Modul .................................................................
88
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagan connected ................................................................................
19
Gambar 2.2 Osiloskop dengan Bentuk Gelombang Bunyi ...................................
26
Gambar 2.3 Merambatnya Bunyi ..........................................................................
29
Gambar 2.4 Bandul Resonansi ...............................................................................
30
Gambar 2.5 Sonar...................................................................................................
31
Gambar 2.9 Pemantulan Bunyi ..............................................................................
32
Gambar 3.1 Desain Kelompok Eksperimen Before-After .....................................
46
Gambar 3.2 Model Pengembangan 4-D ................................................................
47
Gambar 4.1 Bagan Kegiatan Siswa Saat Pelaksanaan Uji Coba Pemakaian Modul 66
Gambar 4.2 Histogram Aspek Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ......................
78
Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ...........................................................................
90
Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ...........................................................................
90
Gambar 4.4 Kolom Diskusi ...................................................................................
90
Gambar 4.5 Kolom Diskusi ...................................................................................
90
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Peta SK dan KD yang Berpotensi IPA Terpadu ........................................
Silabus ........................................................................................................
RPP.............................................................................................................
Kisi-Kisi Soal Kemampuan Berpikir Kritis ...............................................
Soal.............................................................................................................
Analisis Quest ............................................................................................
107
108
111
138
147
153
Lampiran 2
Kisi-Kisi dan Angket Kebutuhan Guru dan Siswa ....................................
Lembar Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa.............................................
Lembar Hasil Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa ...................................
Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru dan Siswa ...................................
Lembar Hasil Validator Modul ..................................................................
Hasil Analisis Validator Modul .................................................................
Hasil Analisis Cut Off ................................................................................
163
165
169
173
175
226
243
Lampiran 3
Kisi-Kisi dan Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas............................
Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas .........................................
Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas...........................
Rekap Komentar dan Saran Siswa Uji Coba Terbatas ...............................
245
247
248
253
Lampiran 4
Hasil Analisis Pretest, Posttest dan Analisis Uji Gain ...............................
Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar ...................................
Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar .....................
Rekap Komentar Uji Coba Kelas Besar .....................................................
Hasil Angket Penilaian Modul Oleh Guru (Disseminate)..........................
Hasil Analisis Disseminate ........................................................................
LKS ............................................................................................................
Surat Permohonan Izin Penelitian ..............................................................
Surat Balasan Izin Penelitian .....................................................................
xvii
254
261
262
264
266
267
269
282
283