PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP HASIL BELAJAR BIOLOGI DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS DASAR SISWA PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN DI KELAS X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN TAHUN PEMBELAJARAN 2014/2015.
iii
PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP
HASIL BELAJAR BIOLOGI DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS
DASAR SISWA PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN
DI KELAS X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN
TAHUN PEMBELAJARAN 2014/2015
Juliani Manurung (NIM 4111141026)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembelajaran
berbasis masalah terhadap hasil belajar biologi dan keterampilan proses sains
dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN. Penelitian ini merupakan penelitian quasi
eksperimen dimana populasinya adalah seluruh siswa kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 yang terdiri dari 2 kelas dengan jumlah siswa 56 orang.
Pengambilan sampel secara acak (random sampling) dimana masing-masing kelas
berjumlah 28 orang. Instrumen yang dilakukan dalam penelitian ini berupa soal
pilihan berganda yang berjumlah 20 soal dan essay yang berjumlah 10 soal yang
digunakan sebagai pretest dan postest. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata
hasil belajar yang didapatkan untuk kelas pembelajaran berbasis masalah sebesar
74,64 lebih tinggi dibanding dengan kelas pembelajaran konvensional sebesar
61,25. Rata-rata keterampilan proses sains dasar siswa yang didapatkan untuk
kelas pembelajaran berbasis masalah sebesar 81,89 lebih tinggi dibanding dengan
kelas pembelajaran konvensional sebesar 76,00. Uji prasyarat analisis data
menunjukkan bahwa data hasil belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa
berdistribusi normal dan kedua kelas sampel memiliki kesamaan varians
(homogen). Pengujian hipotesis data hasil belajar yang dilakukan dengan uji
statistik t student menghasilkan thitung=4,87 dan ttabel=2,44 dengan dk=54 dan taraf
signifikan 0,01. Pengujian hipotesis keterampilan proses sains dasar siswa yang
dilakukan dengan uji student menghasilkan thitung=2,62 dan ttabel=2,44 dengan
α
dk=54 dan taraf signifikan 0,01. Berdasarkan kriteria Ho diterima jika - t1 –
< t < t1 -
α , maka penelitian ini menolak Ho dan menerima Ha. Sehingga
dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran
berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap hasil belajar biologi
dan keterampilan proses sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di
kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN. Dalam hal ini hasil
belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan dengan
pembelajaran berbasis masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan
dengan hasil belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan
dengan konvensional.
Kata kunci : model pembelajaran berbasis masalah, model konvensional, hasil
belajar siswa, keterampilan proses sains dasar siswa
iv
THE EFFECT OF PROBLEM BASED LEARNING AND THE
CONVENTIONAL MODELS ON BIOLOGY LEARNING
OUTCOME AND STUDENT’S BASIC SCIENCE
PROCESS SKILL IN AT THE TOPIC
ENVIRONMENTAL POLLUTION IN
GRADE X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN ACADEMIC
YEAR 2014/2015
Juliani Manurung (NIM 4111141026)
ABSTRACT
The aim of this research is to know the effect of problem based learning on
the biology learning outcome biology and the students’ basic science skill process
at the topic environmental pollution in grade X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN. This study, is experimental research, and the population is
the students’s in Grade which contain two classes and 56 students. Research
sampling be based on random sampling techniqe and every class consist of 28
students. The research instruments consist of 20 multiple choice and 10 essay test
which used a pretest and postest. The research result mean of biology learning
outcome in the class of problem based learning is higher (74.64) it’s than
conventional class (61.25). The mean of basic science skill process in the class of
problem based learning 81.89 is higher than in conventional class 76.00. The data
analysis showed the both data (learning outcome and students basic science skill
process) are normal distribution and homogen. Hypothesis testing was done by t
test and showed student produce tcalculate= 4.87 and ttable = 2.44 with df = 54 at the
significant level 0.01. Hypothesis testing of the students’ basic science skill
process was done also by t test and produce tcalculate = 2.62 and ttable = 2.44 with df
= 54 at the significant level 0,01. Ho is accepted if - t1 –
α < t < t1 α , so
Ho is rejected and Ha is accepted, so that the conclusion there is the significant
effect of problem based learning model and the conventional model on the
biology learning outcome and the students’ basic science skill process at the topic
environmental pollution in grade X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3
MEDAN. In this case learning outcome and the student’s basic science skill
process in problem based learning is very significant higher than learning
outcome and the student’s basic science skill process in conventional.
Keywords: problem based learning and conventional models, biology learning
outcome, basic science skill process
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Abstract
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vii
x
xi
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
1.2.
Identifikasi Masalah
1.3.
Batasan Masalah
1.4.
Rumusan Masalah
1.5.
Tujuan Penelitian
1.6.
Manfaat Penelitian
1.7.
Definisi Operasional
1
1
3
3
4
4
5
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Kerangka Teoritis
2.1.1. Hasil Belajar
2.1.2. Hakikat Keterampilan Proses Sains
2.1.3. Kemampuan dalam Keterampilan Proses Sains Dasar
2.2.
Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.1. Pengertian Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.2. Ciri-ciri Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.3. Tujuan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.4. Sintaks Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.5. Keunggulan dan Kekurangan Model Pembelajaran Berbasis
Masalah
2.2.5.1. Keunggulan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.5.2. Kekurangan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.3.
Pembelajaran Konvensional
2.4.
Materi Pencemaran Lingkungan dan Pelestarian Lingkungan
Hidup
2.4.1. Pengertian Lingkungan Hidup dan Pencemaran
2.4.2. Dampak Pencemaran Lingkungan
2.4.3. Upaya Pelestarian Lingkungan Hidup
2.5.
Kerangka Berfikir
2.6.
Hipotesis Penelitian
6
6
6
7
8
10
10
12
13
13
15
15
16
16
18
18
23
24
26
27
viii
BAB III METODE PENELITIAN
3.1.
Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2.
Populasi dan Sampel Penelitian
3.2.1. Populasi Penelitian
3.2.2. Sampel Penelitian
3.3.
Variabel Penelitian
3.3.1. Variabel Bebas
3.3.2. Variabel Terikat
3.4.
Jenis dan Desain Penelitian
3.5.
Prosedur Penelitian
3.5.1. Tahap Persiapan
3.5.2. Tahap Pelaksanaan
3.6.
Instrumen Penelitian
3.7.
Uji Coba Instrumen
3.7.1. Validitas Tes
3.7.2. Uji Reliabilitas
3.7.3. Tingkat Kesukaran Tes
3.7.4. Daya Pembeda Tes
3.8.
Teknik Analisis Data
3.8.1. Uji Prasyarat Data
3.8.2. Pengujian Hipotesis
29
29
29
29
29
29
29
29
30
30
30
31
32
34
34
35
36
37
38
39
40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil Uji-t Pretest Hasil Belajar Biologi Siswa
4.1.2. Hasil Uji-t Pretest Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
4.2.
Deskripsi Data Penelitian
4.2.1. Data Hasil Belajar Siswa Kelas PBL (X1) dan Kelas Konvensional
(X2)
4.2.2. Data keterampilan Proses Sains Dasar Siswa Kelas PBL (X1)
dan Kelas Konvensional (X2)
4.2.3. Kemampuan Siswa Menjawab Tes Keterampilan Proses Sains
Dasar Berdasarkan Indikator
4.3.
Uji Hipotesis
4.3.1. Deskripsi Hasil Uji Prasyarat Data
4.3.1.1.Uji Normalitas Data Hasil Belajar
4.3.1.2.Uji Normalitas Data Keterampilan Proses Sains Dasar
4.3.1.3.Uji Homogenitas
4.3.2. Data Hasil Belajar Siswa
4.3.3. Data Keterampilan Proses Sains Dasar
4.4.
Pembahasan Hasil
4.4.1. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah Terhadap Hasil Belajar
4.4.2. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap Keterampilan
Proses Sains Dasar Siswa
42
42
42
42
42
42
43
44
46
46
46
46
47
47
48
49
49
51
ix
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran
53
53
53
DAFTAR PUSTAKA
54
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Asap pabrik penyebab pencemaran udara
19
Gambar 2.2.
Pencemaran air sungai akibat sampah
21
Gambar 2.3.
Pencemaran tanah karena sampah anorganik
22
Gambar 2.4.
Efek rumah kaca
24
Gambar 3.1.
Alur Prosedur Penelitian
31
Gambar 4.1.
Rata-Rata Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa Ditinjau
Dari Aspek Indikator
45
Gambar 4.2. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap Hasil
Belajar Biologi Siswa pada Materi Pencemaran Lingkungan
di Kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN
Tahun Pembelajaran 2014/2015
48
Gambar 4.3. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap
Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa pada Materi
Pencemaran Lingkungan di Kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajar
2014/2015
49
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Silabus
56
Lampiran 2.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)
60
Lampiran 3.
Lembar Kerja Siswa
84
Lampiran 4.
Tes Hasil Belajar Siswa
86
Lampiran 5.
Kunci Jawaban
92
Lampiran 6.
Tes Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
93
Lampiran 7.
Tabel Data Validitas Soal
99
Lampiran 8.
Perhitungan Validitas Soal
100
Lampiran 9.
Tabel Data Reliabilitas Soal
103
Lampiran 10. Perhitungan Reliabilitas Soal
104
Lampiran 11. Tabel Tingkat Kesukaran Tes
106
Lampiran 12. Perhitungan Tingkat Kesukaran Soal
107
Lampiran 13. Tabel Daya Beda Soal
109
Lampiran 14. Perhitungan Daya Beda Soal
110
Lampiran 15. Data Hasil Belajar Siswa
112
Lampiran 16. Data Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
116
Lampiran 17. Perhitungan Rata-rata dan Standar Deviasi
120
Lampiran 18. Data Kemampuan Siswa Menjawab Tes Keterampilan
Proses Sains Dasar Berdasarkan Indikator
126
Lampiran 19. Uji Normalitas Data
130
Lampiran 20. Uji Homogenitas Data
138
Lampiran 21. Uji Hipotesis Data
143
Lampiran 22. Dokumentasi
153
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Pembelajaran biologi sebagai bagian dari sains terdiri dari produk dan
proses. Produk biologi terdiri atas sebuah teori dan prinsip dari kehidupan
makhluk hidup beserta interaksinya dengan lingkungan. Dari segi proses, maka
biologi sebagai bagian dari sains memiliki berbagai keterampilan sains.
Kenyataan yang terjadi di lapangan, dalam proses belajar mengajar, produk lebih
diutamakan dari pada proses. Sehingga siswa kurang berperan dalam
memperagakan keterampilan proses.
Permasalahan yang berkaitan dengan pelajaran biologi di sekolahsekolah saat ini adalah kurangnya pemahaman siswa dalam pembelajaran dan
mengakibatkan rendahnya hasil belajar dan keterampilan proses sains siswa pada
mata pelajaran biologi. Keberhasilan proses dan hasil belajar sangat ditentukan
oleh beberapa faktor diantaranya adalah siswa dan guru. Secara umum guru-guru
biologi mengajar pelajaran di dalam kelas sangat didominasi oleh metode ceramah
dan pemberian tugas. Pelajaran hanya berjalan searah yaitu hanya dari guru ke
siswa, sehingga dalam pembelajaran hanya beberapa siswa yang aktif sedangkan
yang lain lebih banyak terlihat pasif.
Berdasarkan hasil observasi yang dilakukan peneliti melalui wawancara
dengan guru mata pelajaran biologi di SMA SWASTA SANTO THOMAS 3
MEDAN, diketahui bahwa rasa keingintahuan siswa terhadap materi-materi
biologi masih rendah. Hal ini terlihat ketika proses belajar mengajar berlangsung,
siswa terlihat tidak bersemangat, ketika di beri tugas untuk mengerjakan soal dan
tugas lainnya. Frekuensi bertanya siswa juga masih sangat rendah, terlihat ketika
di beri kesempatan untuk bertanya hanya satu atau dua orang atau bahkan tidak
ada sama sekali. Pembelajaran juga terkesan membosankan, hal ini terbukti
dengan kegelisahan yang dirasakan siswa untuk dapat keluar ruangan walaupun
waktu belum. Proses pembelajaran juga berlangsung secara kaku sehingga kurang
2
mendukung pengembangan pengetahuan dan penguasaan konsep, sikap, dan
keterampilan proses siswa. Hal ini berdampak pada pencapaian hasil belajar
biologi siswa yang belum mencapai kriteria ketuntasan minimal (KKM) rata-rata
yang ditetapkan sekolah yaitu 70, terutama pada materi Pencemaran Lingkungan
yang dipelajari di kelas X, yaitu pada tahun pelajaran 2013/2014 KKM yang
ditetapkan sekolah adalah 70, nilai rata-rata yang diperoleh siswa adalah 67.
Untuk mengatasi masalah dalam pelaksanaan pembelajaran di atas, tentu
diperlukan model pembelajaran yang lebih efektif dan inovatif yaitu dengan
membuat siswa lebih aktif selama pembelajaran. Oleh karena itu pemilihan model
pembelajaran yang tepat yaitu dengan menggunakan model pembelajaran berbasis
masalah (PBL). Menurut penelitian Saputri, dkk dalam Jurnal Pembelajaran IPA
(2013), model pembelajaran berbasis masalah merupakan suatu pendekatan
pengajaran yang menggunakan masalah dunia nyata sebagai suatu konteks bagi
siswa untuk belajar tentang cara berpikir kritis dan keterampilan pemecahan
masalah, serta untuk memperoleh pengetahuan dan konsep yang esensial dari
materi pelajaran. Pembelajaran berbasis masalah mengharuskan siswa melakukan
penyelidikan otentik untuk mencari penyelesaian nyata terhadap masalah nyata.
Menurut hasil penelitian Suardani, dkk dalam e-Journal Pascasarjana
Universitas Pendidikan Ganesha (2014), bahwa terdapat pengaruh model
pembelajaran berbasis masalah terhadap kemampuan pemecahan masalah dan
keterampilan proses sains siswa. Hal ini terlihat dari hasil yang diperoleh rata-rata
data peningkatan antara skor pretest dan postest keterampilan proses sains untuk
siswa yang dibelajarkan dengan model pembelajaran berbasis masalah yaitu 0,48
lebih besar dari rata-rata keterampilan
proses sains siswa yang dibelajarkan
dengan menggunakan model pembelajaran langsung yaitu 0,38. Selanjutnya hasil
penelitian Wulan (2014), mengatakan terdapat pengaruh pembelajaran berbasis
masalah terhadap hasil belajar biologi siswa. Hal ini terlihat dari hasil yang
diperoleh rata-rata nilai postest yang dibelajarkan dengan pembelajaran berbasis
masalah yaitu 82,43 yang dibelajarkan dengan pembelajaran langsung yaitu 76,43.
3
Menerapkan pengajaran yang menggunakan model pembelajaran
berbasis dapat menjadi solusi yang tepat dalam mempengaruhi hasil belajar serta
keterampilan proses sains dasar siswa khususnya pada materi pencemaran
lingkungan, karena pada materi ini siswa diharapkan mampu memahami,
mengaplikasikan dan mampu memecahkan masalah serta memberikan solusisolusi handal dalam memecahkan masalah lingkungan seperti pencemaran
lingkungan dan pengolahan limbah.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis tertarik meneliti keberhasilan
siswa dengan menggunakan model pembelajaran yang bervariasi dengan judul
“Pengaruh Model Pembelajaran Berbasis Masalah Terhadap Hasil Belajar Biologi
dan Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa pada Materi Pencemaran Lingkungan
di Kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran
2014/2015”.
1.2. Identifikasi Masalah
Berdasarkan
latar belakang yang dikemukakan diatas, maka dapat
diidentifikasi masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Kegiatan pembelajaran yang dilakukan oleh guru masih menggunakan
metode ceramah sehingga siswa mudah bosan.
2. Kurangnya peran siswa dalam memperagakan keterampilan proses sains
dasar pada proses belajar mengajar biologi.
3. Hasil belajar biologi siswa pada materi pencemaran lingkungan masih
rendah.
1.3. Batasan Masalah
Mengingat luasnya ruang lingkup masalah yang akan diteliti dan agar
penelitian lebih jelas serta terarah, maka masalah dalam penelitian ini dibatasi
pada hal-hal sebagi berikut:
1. Model pembelajaran yang digunakan dibatasi pada Pembelajaran Berbasis
Masalah dan konvensional.
4
2. Keterampilan proses sains dasar meliputi: mengobservasi, mengklasifikasi,
memprediksi, mengukur, menyimpulkan, dan mengkomunikasikan.
3. Hasil belajar biologi siswa dibatasi pada ranah kognitif Taksonomi Bloom
C1-C6.
4. Materi pelajaran pada penelitian ini adalah pokok bahasan pencemaran
lingkungan.
5. Subjek penelitian dibatasi pada siswa/i kelas X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN T.P 2014/2015.
1.4. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas, maka dapat diambil rumusan
masalah yaitu:
1. Apakah terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran berbasis
masalah dan pembelajaran konvensional terhadap hasil belajar biologi
pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015?
2. Apakah terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran berbasis
masalah dan pembelajaran konvensional terhadap keterampilan proses
sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran
2014/2015?
1.5. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh yang signifikan model
pembelajaran berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap
hasil belajar biologi pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015.
2. Untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh yang signifikan model
pembelajaran berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap
keterampilan proses sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan
5
di kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun
Pembelajaran 2014/2015.
1.6. Manfaat Penelitian
Dengan pelaksanaan penelitian ini, diharapkan dapat memberikan
manfaat. Adapun manfaat penelitian ini, yaitu:
1. Bagi guru, sebagai bahan masukan dalam memilih model pembelajaran
yang tepat dalam upaya peningkatan hasil belajar biologi dan keterampilan
proses sains dasar siswa.
2. Bagi siswa, sebagai pengalaman belajar yang mampu memotivasi siswa
dalam memahami materi sehingga dapat meningkatkan hasil belajar
biologi dan keterampilan proses sains dasar siswa.
3. Bagi peneliti, sebagai tambahan wawasan dan pegangan dalam
menjalankan tugas sebagai calon pendidik di masa yang akan datang.
1.7. Defenisi Operasional
Adapun defenisi operasional yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) adalah suatu model
pembelajaran yang melibatkan siswa untuk memecahkan suatu masalah
melalui tahap-tahap metode ilmiah sehingga siswa dapat mempelajari
pengetahuan yang berhubungan dengan masalah tersebut dan sekaligus
memiliki keterampilan untuk memecahkan masalah.
2. Hasil belajar adalah kemampuan yang diperoleh setelah melalui kegiatan
belajar.
3. Keterampilan proses sains dasar adalah
kemampuan siswa untuk
menerapkan metode ilmiah dalam memahami, menggembangkan dan
menemukan ilmu pengetahuan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1.
Hasil belajar biologi siswa yang dibelajarkan dengan pembelajaran berbasis
masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan pembelajaran
konvensional pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015.
2.
Keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan dengan
pembelajaran berbasis masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan
dengan pembelajaran konvensional pada materi pencemaran lingkungan di
kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun
Pembelajaran 2014/2015.
5.2. Saran
Berdasarkan pembahasan dan kesimpulan yang telah dikemukakan, maka
penulis mengajukan beberapa saran antara lain:
1.
Kepada guru biologi diharapkan untuk dapat menggunakan model
pembelajaran berbasis masalah pada materi pencemaran lingkungan
dikarenakan materi pencemaran lingkungan banyak terdapat masalahmasalah yang nyata yang dapat membuat siswa berpikir kritis untuk
memecahkan suatu masalah yang diberikan kepada siswa sehingga hasil
belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa menjadi lebih baik.
2.
Kepada
mahasiswa
calon
guru
diharapkan
menggunakan
model
pembelajaran berbasis masalah dalam pembelajaran tertentu sehingga proses
belajar mengajar menjadi lebih bervariasi.
53
PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP
HASIL BELAJAR BIOLOGI DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS
DASAR SISWA PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN
DI KELAS X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN
TAHUN PEMBELAJARAN 2014/2015
Juliani Manurung (NIM 4111141026)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembelajaran
berbasis masalah terhadap hasil belajar biologi dan keterampilan proses sains
dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN. Penelitian ini merupakan penelitian quasi
eksperimen dimana populasinya adalah seluruh siswa kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 yang terdiri dari 2 kelas dengan jumlah siswa 56 orang.
Pengambilan sampel secara acak (random sampling) dimana masing-masing kelas
berjumlah 28 orang. Instrumen yang dilakukan dalam penelitian ini berupa soal
pilihan berganda yang berjumlah 20 soal dan essay yang berjumlah 10 soal yang
digunakan sebagai pretest dan postest. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata
hasil belajar yang didapatkan untuk kelas pembelajaran berbasis masalah sebesar
74,64 lebih tinggi dibanding dengan kelas pembelajaran konvensional sebesar
61,25. Rata-rata keterampilan proses sains dasar siswa yang didapatkan untuk
kelas pembelajaran berbasis masalah sebesar 81,89 lebih tinggi dibanding dengan
kelas pembelajaran konvensional sebesar 76,00. Uji prasyarat analisis data
menunjukkan bahwa data hasil belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa
berdistribusi normal dan kedua kelas sampel memiliki kesamaan varians
(homogen). Pengujian hipotesis data hasil belajar yang dilakukan dengan uji
statistik t student menghasilkan thitung=4,87 dan ttabel=2,44 dengan dk=54 dan taraf
signifikan 0,01. Pengujian hipotesis keterampilan proses sains dasar siswa yang
dilakukan dengan uji student menghasilkan thitung=2,62 dan ttabel=2,44 dengan
α
dk=54 dan taraf signifikan 0,01. Berdasarkan kriteria Ho diterima jika - t1 –
< t < t1 -
α , maka penelitian ini menolak Ho dan menerima Ha. Sehingga
dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran
berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap hasil belajar biologi
dan keterampilan proses sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di
kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN. Dalam hal ini hasil
belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan dengan
pembelajaran berbasis masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan
dengan hasil belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan
dengan konvensional.
Kata kunci : model pembelajaran berbasis masalah, model konvensional, hasil
belajar siswa, keterampilan proses sains dasar siswa
iv
THE EFFECT OF PROBLEM BASED LEARNING AND THE
CONVENTIONAL MODELS ON BIOLOGY LEARNING
OUTCOME AND STUDENT’S BASIC SCIENCE
PROCESS SKILL IN AT THE TOPIC
ENVIRONMENTAL POLLUTION IN
GRADE X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN ACADEMIC
YEAR 2014/2015
Juliani Manurung (NIM 4111141026)
ABSTRACT
The aim of this research is to know the effect of problem based learning on
the biology learning outcome biology and the students’ basic science skill process
at the topic environmental pollution in grade X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN. This study, is experimental research, and the population is
the students’s in Grade which contain two classes and 56 students. Research
sampling be based on random sampling techniqe and every class consist of 28
students. The research instruments consist of 20 multiple choice and 10 essay test
which used a pretest and postest. The research result mean of biology learning
outcome in the class of problem based learning is higher (74.64) it’s than
conventional class (61.25). The mean of basic science skill process in the class of
problem based learning 81.89 is higher than in conventional class 76.00. The data
analysis showed the both data (learning outcome and students basic science skill
process) are normal distribution and homogen. Hypothesis testing was done by t
test and showed student produce tcalculate= 4.87 and ttable = 2.44 with df = 54 at the
significant level 0.01. Hypothesis testing of the students’ basic science skill
process was done also by t test and produce tcalculate = 2.62 and ttable = 2.44 with df
= 54 at the significant level 0,01. Ho is accepted if - t1 –
α < t < t1 α , so
Ho is rejected and Ha is accepted, so that the conclusion there is the significant
effect of problem based learning model and the conventional model on the
biology learning outcome and the students’ basic science skill process at the topic
environmental pollution in grade X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3
MEDAN. In this case learning outcome and the student’s basic science skill
process in problem based learning is very significant higher than learning
outcome and the student’s basic science skill process in conventional.
Keywords: problem based learning and conventional models, biology learning
outcome, basic science skill process
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Abstract
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vii
x
xi
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
1.2.
Identifikasi Masalah
1.3.
Batasan Masalah
1.4.
Rumusan Masalah
1.5.
Tujuan Penelitian
1.6.
Manfaat Penelitian
1.7.
Definisi Operasional
1
1
3
3
4
4
5
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Kerangka Teoritis
2.1.1. Hasil Belajar
2.1.2. Hakikat Keterampilan Proses Sains
2.1.3. Kemampuan dalam Keterampilan Proses Sains Dasar
2.2.
Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.1. Pengertian Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.2. Ciri-ciri Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.3. Tujuan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.4. Sintaks Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.5. Keunggulan dan Kekurangan Model Pembelajaran Berbasis
Masalah
2.2.5.1. Keunggulan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.2.5.2. Kekurangan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
2.3.
Pembelajaran Konvensional
2.4.
Materi Pencemaran Lingkungan dan Pelestarian Lingkungan
Hidup
2.4.1. Pengertian Lingkungan Hidup dan Pencemaran
2.4.2. Dampak Pencemaran Lingkungan
2.4.3. Upaya Pelestarian Lingkungan Hidup
2.5.
Kerangka Berfikir
2.6.
Hipotesis Penelitian
6
6
6
7
8
10
10
12
13
13
15
15
16
16
18
18
23
24
26
27
viii
BAB III METODE PENELITIAN
3.1.
Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2.
Populasi dan Sampel Penelitian
3.2.1. Populasi Penelitian
3.2.2. Sampel Penelitian
3.3.
Variabel Penelitian
3.3.1. Variabel Bebas
3.3.2. Variabel Terikat
3.4.
Jenis dan Desain Penelitian
3.5.
Prosedur Penelitian
3.5.1. Tahap Persiapan
3.5.2. Tahap Pelaksanaan
3.6.
Instrumen Penelitian
3.7.
Uji Coba Instrumen
3.7.1. Validitas Tes
3.7.2. Uji Reliabilitas
3.7.3. Tingkat Kesukaran Tes
3.7.4. Daya Pembeda Tes
3.8.
Teknik Analisis Data
3.8.1. Uji Prasyarat Data
3.8.2. Pengujian Hipotesis
29
29
29
29
29
29
29
29
30
30
30
31
32
34
34
35
36
37
38
39
40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil Uji-t Pretest Hasil Belajar Biologi Siswa
4.1.2. Hasil Uji-t Pretest Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
4.2.
Deskripsi Data Penelitian
4.2.1. Data Hasil Belajar Siswa Kelas PBL (X1) dan Kelas Konvensional
(X2)
4.2.2. Data keterampilan Proses Sains Dasar Siswa Kelas PBL (X1)
dan Kelas Konvensional (X2)
4.2.3. Kemampuan Siswa Menjawab Tes Keterampilan Proses Sains
Dasar Berdasarkan Indikator
4.3.
Uji Hipotesis
4.3.1. Deskripsi Hasil Uji Prasyarat Data
4.3.1.1.Uji Normalitas Data Hasil Belajar
4.3.1.2.Uji Normalitas Data Keterampilan Proses Sains Dasar
4.3.1.3.Uji Homogenitas
4.3.2. Data Hasil Belajar Siswa
4.3.3. Data Keterampilan Proses Sains Dasar
4.4.
Pembahasan Hasil
4.4.1. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah Terhadap Hasil Belajar
4.4.2. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap Keterampilan
Proses Sains Dasar Siswa
42
42
42
42
42
42
43
44
46
46
46
46
47
47
48
49
49
51
ix
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran
53
53
53
DAFTAR PUSTAKA
54
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Asap pabrik penyebab pencemaran udara
19
Gambar 2.2.
Pencemaran air sungai akibat sampah
21
Gambar 2.3.
Pencemaran tanah karena sampah anorganik
22
Gambar 2.4.
Efek rumah kaca
24
Gambar 3.1.
Alur Prosedur Penelitian
31
Gambar 4.1.
Rata-Rata Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa Ditinjau
Dari Aspek Indikator
45
Gambar 4.2. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap Hasil
Belajar Biologi Siswa pada Materi Pencemaran Lingkungan
di Kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN
Tahun Pembelajaran 2014/2015
48
Gambar 4.3. Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah terhadap
Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa pada Materi
Pencemaran Lingkungan di Kelas X SMA SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajar
2014/2015
49
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Silabus
56
Lampiran 2.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)
60
Lampiran 3.
Lembar Kerja Siswa
84
Lampiran 4.
Tes Hasil Belajar Siswa
86
Lampiran 5.
Kunci Jawaban
92
Lampiran 6.
Tes Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
93
Lampiran 7.
Tabel Data Validitas Soal
99
Lampiran 8.
Perhitungan Validitas Soal
100
Lampiran 9.
Tabel Data Reliabilitas Soal
103
Lampiran 10. Perhitungan Reliabilitas Soal
104
Lampiran 11. Tabel Tingkat Kesukaran Tes
106
Lampiran 12. Perhitungan Tingkat Kesukaran Soal
107
Lampiran 13. Tabel Daya Beda Soal
109
Lampiran 14. Perhitungan Daya Beda Soal
110
Lampiran 15. Data Hasil Belajar Siswa
112
Lampiran 16. Data Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa
116
Lampiran 17. Perhitungan Rata-rata dan Standar Deviasi
120
Lampiran 18. Data Kemampuan Siswa Menjawab Tes Keterampilan
Proses Sains Dasar Berdasarkan Indikator
126
Lampiran 19. Uji Normalitas Data
130
Lampiran 20. Uji Homogenitas Data
138
Lampiran 21. Uji Hipotesis Data
143
Lampiran 22. Dokumentasi
153
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Pembelajaran biologi sebagai bagian dari sains terdiri dari produk dan
proses. Produk biologi terdiri atas sebuah teori dan prinsip dari kehidupan
makhluk hidup beserta interaksinya dengan lingkungan. Dari segi proses, maka
biologi sebagai bagian dari sains memiliki berbagai keterampilan sains.
Kenyataan yang terjadi di lapangan, dalam proses belajar mengajar, produk lebih
diutamakan dari pada proses. Sehingga siswa kurang berperan dalam
memperagakan keterampilan proses.
Permasalahan yang berkaitan dengan pelajaran biologi di sekolahsekolah saat ini adalah kurangnya pemahaman siswa dalam pembelajaran dan
mengakibatkan rendahnya hasil belajar dan keterampilan proses sains siswa pada
mata pelajaran biologi. Keberhasilan proses dan hasil belajar sangat ditentukan
oleh beberapa faktor diantaranya adalah siswa dan guru. Secara umum guru-guru
biologi mengajar pelajaran di dalam kelas sangat didominasi oleh metode ceramah
dan pemberian tugas. Pelajaran hanya berjalan searah yaitu hanya dari guru ke
siswa, sehingga dalam pembelajaran hanya beberapa siswa yang aktif sedangkan
yang lain lebih banyak terlihat pasif.
Berdasarkan hasil observasi yang dilakukan peneliti melalui wawancara
dengan guru mata pelajaran biologi di SMA SWASTA SANTO THOMAS 3
MEDAN, diketahui bahwa rasa keingintahuan siswa terhadap materi-materi
biologi masih rendah. Hal ini terlihat ketika proses belajar mengajar berlangsung,
siswa terlihat tidak bersemangat, ketika di beri tugas untuk mengerjakan soal dan
tugas lainnya. Frekuensi bertanya siswa juga masih sangat rendah, terlihat ketika
di beri kesempatan untuk bertanya hanya satu atau dua orang atau bahkan tidak
ada sama sekali. Pembelajaran juga terkesan membosankan, hal ini terbukti
dengan kegelisahan yang dirasakan siswa untuk dapat keluar ruangan walaupun
waktu belum. Proses pembelajaran juga berlangsung secara kaku sehingga kurang
2
mendukung pengembangan pengetahuan dan penguasaan konsep, sikap, dan
keterampilan proses siswa. Hal ini berdampak pada pencapaian hasil belajar
biologi siswa yang belum mencapai kriteria ketuntasan minimal (KKM) rata-rata
yang ditetapkan sekolah yaitu 70, terutama pada materi Pencemaran Lingkungan
yang dipelajari di kelas X, yaitu pada tahun pelajaran 2013/2014 KKM yang
ditetapkan sekolah adalah 70, nilai rata-rata yang diperoleh siswa adalah 67.
Untuk mengatasi masalah dalam pelaksanaan pembelajaran di atas, tentu
diperlukan model pembelajaran yang lebih efektif dan inovatif yaitu dengan
membuat siswa lebih aktif selama pembelajaran. Oleh karena itu pemilihan model
pembelajaran yang tepat yaitu dengan menggunakan model pembelajaran berbasis
masalah (PBL). Menurut penelitian Saputri, dkk dalam Jurnal Pembelajaran IPA
(2013), model pembelajaran berbasis masalah merupakan suatu pendekatan
pengajaran yang menggunakan masalah dunia nyata sebagai suatu konteks bagi
siswa untuk belajar tentang cara berpikir kritis dan keterampilan pemecahan
masalah, serta untuk memperoleh pengetahuan dan konsep yang esensial dari
materi pelajaran. Pembelajaran berbasis masalah mengharuskan siswa melakukan
penyelidikan otentik untuk mencari penyelesaian nyata terhadap masalah nyata.
Menurut hasil penelitian Suardani, dkk dalam e-Journal Pascasarjana
Universitas Pendidikan Ganesha (2014), bahwa terdapat pengaruh model
pembelajaran berbasis masalah terhadap kemampuan pemecahan masalah dan
keterampilan proses sains siswa. Hal ini terlihat dari hasil yang diperoleh rata-rata
data peningkatan antara skor pretest dan postest keterampilan proses sains untuk
siswa yang dibelajarkan dengan model pembelajaran berbasis masalah yaitu 0,48
lebih besar dari rata-rata keterampilan
proses sains siswa yang dibelajarkan
dengan menggunakan model pembelajaran langsung yaitu 0,38. Selanjutnya hasil
penelitian Wulan (2014), mengatakan terdapat pengaruh pembelajaran berbasis
masalah terhadap hasil belajar biologi siswa. Hal ini terlihat dari hasil yang
diperoleh rata-rata nilai postest yang dibelajarkan dengan pembelajaran berbasis
masalah yaitu 82,43 yang dibelajarkan dengan pembelajaran langsung yaitu 76,43.
3
Menerapkan pengajaran yang menggunakan model pembelajaran
berbasis dapat menjadi solusi yang tepat dalam mempengaruhi hasil belajar serta
keterampilan proses sains dasar siswa khususnya pada materi pencemaran
lingkungan, karena pada materi ini siswa diharapkan mampu memahami,
mengaplikasikan dan mampu memecahkan masalah serta memberikan solusisolusi handal dalam memecahkan masalah lingkungan seperti pencemaran
lingkungan dan pengolahan limbah.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis tertarik meneliti keberhasilan
siswa dengan menggunakan model pembelajaran yang bervariasi dengan judul
“Pengaruh Model Pembelajaran Berbasis Masalah Terhadap Hasil Belajar Biologi
dan Keterampilan Proses Sains Dasar Siswa pada Materi Pencemaran Lingkungan
di Kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran
2014/2015”.
1.2. Identifikasi Masalah
Berdasarkan
latar belakang yang dikemukakan diatas, maka dapat
diidentifikasi masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Kegiatan pembelajaran yang dilakukan oleh guru masih menggunakan
metode ceramah sehingga siswa mudah bosan.
2. Kurangnya peran siswa dalam memperagakan keterampilan proses sains
dasar pada proses belajar mengajar biologi.
3. Hasil belajar biologi siswa pada materi pencemaran lingkungan masih
rendah.
1.3. Batasan Masalah
Mengingat luasnya ruang lingkup masalah yang akan diteliti dan agar
penelitian lebih jelas serta terarah, maka masalah dalam penelitian ini dibatasi
pada hal-hal sebagi berikut:
1. Model pembelajaran yang digunakan dibatasi pada Pembelajaran Berbasis
Masalah dan konvensional.
4
2. Keterampilan proses sains dasar meliputi: mengobservasi, mengklasifikasi,
memprediksi, mengukur, menyimpulkan, dan mengkomunikasikan.
3. Hasil belajar biologi siswa dibatasi pada ranah kognitif Taksonomi Bloom
C1-C6.
4. Materi pelajaran pada penelitian ini adalah pokok bahasan pencemaran
lingkungan.
5. Subjek penelitian dibatasi pada siswa/i kelas X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN T.P 2014/2015.
1.4. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas, maka dapat diambil rumusan
masalah yaitu:
1. Apakah terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran berbasis
masalah dan pembelajaran konvensional terhadap hasil belajar biologi
pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA SWASTA SANTO
THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015?
2. Apakah terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran berbasis
masalah dan pembelajaran konvensional terhadap keterampilan proses
sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA
SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran
2014/2015?
1.5. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh yang signifikan model
pembelajaran berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap
hasil belajar biologi pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015.
2. Untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh yang signifikan model
pembelajaran berbasis masalah dan pembelajaran konvensional terhadap
keterampilan proses sains dasar siswa pada materi pencemaran lingkungan
5
di kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun
Pembelajaran 2014/2015.
1.6. Manfaat Penelitian
Dengan pelaksanaan penelitian ini, diharapkan dapat memberikan
manfaat. Adapun manfaat penelitian ini, yaitu:
1. Bagi guru, sebagai bahan masukan dalam memilih model pembelajaran
yang tepat dalam upaya peningkatan hasil belajar biologi dan keterampilan
proses sains dasar siswa.
2. Bagi siswa, sebagai pengalaman belajar yang mampu memotivasi siswa
dalam memahami materi sehingga dapat meningkatkan hasil belajar
biologi dan keterampilan proses sains dasar siswa.
3. Bagi peneliti, sebagai tambahan wawasan dan pegangan dalam
menjalankan tugas sebagai calon pendidik di masa yang akan datang.
1.7. Defenisi Operasional
Adapun defenisi operasional yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) adalah suatu model
pembelajaran yang melibatkan siswa untuk memecahkan suatu masalah
melalui tahap-tahap metode ilmiah sehingga siswa dapat mempelajari
pengetahuan yang berhubungan dengan masalah tersebut dan sekaligus
memiliki keterampilan untuk memecahkan masalah.
2. Hasil belajar adalah kemampuan yang diperoleh setelah melalui kegiatan
belajar.
3. Keterampilan proses sains dasar adalah
kemampuan siswa untuk
menerapkan metode ilmiah dalam memahami, menggembangkan dan
menemukan ilmu pengetahuan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1.
Hasil belajar biologi siswa yang dibelajarkan dengan pembelajaran berbasis
masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan pembelajaran
konvensional pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA
SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun Pembelajaran 2014/2015.
2.
Keterampilan proses sains dasar siswa yang dibelajarkan dengan
pembelajaran berbasis masalah sangat signifikan lebih tinggi dibandingkan
dengan pembelajaran konvensional pada materi pencemaran lingkungan di
kelas X SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN Tahun
Pembelajaran 2014/2015.
5.2. Saran
Berdasarkan pembahasan dan kesimpulan yang telah dikemukakan, maka
penulis mengajukan beberapa saran antara lain:
1.
Kepada guru biologi diharapkan untuk dapat menggunakan model
pembelajaran berbasis masalah pada materi pencemaran lingkungan
dikarenakan materi pencemaran lingkungan banyak terdapat masalahmasalah yang nyata yang dapat membuat siswa berpikir kritis untuk
memecahkan suatu masalah yang diberikan kepada siswa sehingga hasil
belajar dan keterampilan proses sains dasar siswa menjadi lebih baik.
2.
Kepada
mahasiswa
calon
guru
diharapkan
menggunakan
model
pembelajaran berbasis masalah dalam pembelajaran tertentu sehingga proses
belajar mengajar menjadi lebih bervariasi.
53