PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI.
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul: “PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL
PROBLEM BASED LEARNING (PBL) MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI” ini adalah karya penelitian saya
sendiri dan bebas plagiasi, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah
diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik, serta tidak
terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang
lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah dan
disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari
terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17,
Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan dari isi tesis ini pada jurnal atau forum
ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan
FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu
semester (enam bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi
dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang
diterbitkan oleh Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila
saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, saya bersedia
mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta,
Maret 2017
Mahasiswa
Hendra Darmaja
NIM S831402038
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
NIP 195209151976032001
....................... ...................
Kopembimbing
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dinyatakan memenuhi syarat
pada tanggal ...............................
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP. 196811241994031001
iii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
Tim Penguji
Jabatan
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Ketua
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP 196811241994031001
....................... ...................
Sekretaris
Prof. Dr. Widha Sunarno, M. Pd.
NIP 195201161980031001
....................... ...................
Anggota
Penguji
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
NIP 195209151976032001
....................... ...................
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dipertahankan di depan penguji
Dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal ...............................
Dekan FKIP UNS,
Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains,
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd.
NIP 196101241987021001
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP 196811241994031001
iv
MOTTO
Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada
Kemudahan, maka apabila kamu telah selesai ( dari
suatu urusan ) kerjakanlah sungguh-sungguh
(urusan) yang lain.
Jadilah orang yang dibutuhkan bukan
yang membutuhkan
Segala sesuatu yang dikerjakan dengan
ikhlas dan sungguh- sungguh akan terasa
lebih ringan.
v
PERSEMBAHAN
Tesis ini saya persembahkan kepada :
1.
Allah SWT yang telah memberikan saya nikmat kesehatan sehingga tesis ini
dapat terselesaikan.
2.
Kedua Orang Tuaku, Bapaku JAMALUDDIN PB, MAMAKU ROSIDAH
(Alm)
dan Ibuku HUSNUL LAILI yang telah memberikan Support dan
menjadi motivasiku dalam menyelesaikan tesis ini.
3.
Adeku satu-satunya yang ku sayang NUR ITA PRATIWI Keponakanku serta
semua keluargaku yang memberikan motivasi.
4.
Teman- teman seperjuanganku yang ku banggakan ( kelas Fisika Sains
Angkatan 2014 ) yang memberikan semangat dan motivasi selama perkuliahan
berangsung.
5.
Almamaterku UNS Surakarta
vi
Hendra Darmaja. 2017. Pengembangan Modul Fisika Model Problem Based
Learning (PBL) pada Materi Pemanasan Global untuk Siswa SMA/MA Kelas XI.
Tesis. Pembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Kopembimbing: Dr. Sarwanto,
M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Keberadaan modul fisika SMA yang mengaitkan konsep sains dan
teknologi serta dampaknya ke masyarakat masih terbatas. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui karakteristik, mengukur kelayakan, dan mengukur efektifitas
atau hasil belajar siswa pada penggunaan modul Fisika berbasis problem based
learning (PBL) pada materi pemanasan global.
Penelitian dan pengembangan modul Fisika model Problem Based
Learning (PBL) ini menggunakan tahap pengembangan yang dikembangkan oleh
Thiagarajan yaitu tahap pengembangan model 4-D yang terdiri dari 4 tahap yaitu
tahap pendefinisian (Define), perancangan (Design), pengembangan (Develop), dan
penyebaran (Disseminate). Modul yang sudah melalui tahap validasi ahli, guru, dan
teman sejawat kemudian diujicobakan secara terbatas dan secara luas kepada 29
siswa.
Hasil analisis data penelitian menunjukkan: 1) karakteristik pada modul
pertama kegiatan belajar pada modul menggunakan model problem based learning
(PBL) yang mendukung aspek pengembangan kreativitas siswa serta mendukung
kurikulum 2013, kedua modul dikembangkan dengan menggunakan model 4D
(define, design, develop, and disseminate), ketiga materi pembelajaran dikemas
untuk memudahkan belajar secara tuntas, keempat modul menyajikan jendela fisika
dilengkapi dengan wab yang akan diakses untuk mendukung pengetahuan siswa; 2)
kelayakan modul dilihat dari penilaian dosen ahli, guru fisika, teman sejawat yang
memiliki nilai rata-rata di atas nilai cut off score (92,5% > 85%). 3) efektivitas
penggunaan modul Fisika SMA model problem based learning (PBL) pada materi
pemanasan global dapat meningkatkan hasil belajar siswa, rata-rata nilai kognitif
siswa adalah 84,06 melebihi nilai Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM) adalah 75
dengan kategori tuntas. Hasil belajar siswa ranah afektif mengalami peningkatan
setiap pertemuan dengan nilai rata-rata pertemuan pertama adalah 66,38 meningkat
pada pertemuan kedua adalah 81,90. Hasil belajar siswa ranah psikomotor
meningkat dari pertemuan pertama adalah 82,76 meningkat menjadi 90,09 pada
pertemuan kedua.
Kata kunci: pemanasan global, pengembangan modul, modul fisika, modul
problem based learning (PBL), hasil belajar.
vii
Hendra Darmaja. 2017. Physics Module Development Based on Problem Based
Learning (PBL) on Global Warming Subject for XI Grade of SMA/MA. Thesis.
Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si.
Master of Science Education, Teacher and Education Faculty of Sebelas Maret
University Surakarta.
ABSTRACT
The existence of high school physics module that associate the concept
science and technology and the impact on society is still limited. This research aims
to know the characteristic, measuring of fair, and measuring the affectivity or
student`s learning outcome on the usage of physics module based on problem based
learning (PBL) on global warming subject.
This research and physic module development based on problem based
learning (PBL) used development stage developed by Thiagarajan namely 4-D
development stage consisted of 4 stages such as Define, Design, Develop, and
Disseminate. Modules that have been through the validation phase of experts,
teachers, and colleagues then tested in a limited and widely distributed to 29
students.
The analysis data outcomes showed: 1) the first module characteristic of
learning activity on module that used problem based learning (PBL) model
supported student creativity development aspect and 2013 curriculum, the both
modules was developed by using 4D model (define, design, develop, and
disseminate), the three learning subject was created to ease of learning thoroughly,
the four modules presented physics windows equipped with web that will be
accessed to support students` knowledge; 2) module feasibility was seen from
assessment of experts, teachers, and colleagues who have average value over cut of
score (92,5% > 85%). 3) the affectivity of high school physics module based on
problem based learning (PBL) model on global warming subject can increase
students` learning outcome, the average value of students` cognitive was 84,06
exceed of KKM that was 75 with category completely. Students` learning outcomes
in affective domain got increase in every meeting with average value in the first
meeting 66.38 and increased in the second meeting 81.90. Students` learning
outcomes in psychomotor domain got increase from 82,76 in the first meeting to
90,09 in the second meeting.
Key word: global warming, module development, physics module, problem based
learning (PBL) module, learning outcomes.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Pengembangan
Modul Fisika Model Problem Based Learning (PBL) pada materi pemanasan global
untuk siswa SMA/MA kelas XI ini dengan baik.
Penyelesaian tesis ini tidak lepas dari kesulitan karena keterbatasan
kemampuan. Berkat bantuan, bimbingan, dan motivasi yang diberikan berbagai
pihak kepada penulis, maka tesis ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis
mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin
penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. M. Masykuri, M.Si, selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan
Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
3.
Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D, sebagai dosen pembimbing yang telah
berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga
terselesaikannya tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si, sebagai dosen kopembimbing yang telah berkenan
memberikan
bimbingan,
pengarahan,
motivasi,
dan
saran
hingga
terselesaikannya tesis ini.
5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd, selaku validator ahli materi dan bahasa yang telah
memberikan saran untuk perbaikan isi modul.
6.
Prof. Dr. Nunuk Suryani, M.Pd, selaku validator ahli media yang telah
berkenan memberikan fasilitas, pengarahan, saran, dan motivasi hingga
terselesaikannya tesis ini.
7.
Bangun Sartono, M.Si, selaku guru fisika yang telah memberikan kritik dan
saran yang membangun untuk perbaikan modul.
8.
Kedua orang tuaku yang selalu memberikan motivasi untuk terselesainya tesis
ini.
ix
9.
Segenap dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang
telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
10. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan
Pebruari 2014 atas kerja sama dan motivasinya.
Penulis sadar sepenuhnya bahwa dalam penulisan tesis ini masih jauh dari
sempurna, maka dari itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis
harapkan. Semoga tesis ini bermanfat bagi yang membacanya.
Surakarta,
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman
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 ............................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xviii
BAB I. PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................
1
B. Rumusan Masalah .........................................................................
5
C. Tujuan Pengembangan ..................................................................
6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan.......................................
6
E. Pentingnya Pengembangan ...........................................................
7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan.....................................
8
G. Definisi Istilah ...............................................................................
8
BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..........................................................................
9
A. Kajian Pustaka ...............................................................................
9
1.
Belajar dan Pembelajaran .......................................................
9
2.
Problem Based Learning (PBL) ............................................
14
3.
Hasil Belajar ...........................................................................
16
4.
Modul Pembelajaran ..............................................................
19
5.
Materi Ajar .............................................................................
21
B. Penelitian yang Relevan ................................................................
33
xi
C. Kerangka Berfikir.................................................................................
37
BAB III. METODE PENELITIAN..................................................................
39
A. Jenis Penelitian ...........................................................................
39
B. Prosedur Penelitian .....................................................................
39
C. Desain Uji Coba Produk .............................................................
42
D. Jenis Data ....................................................................................
42
E. Teknik Pengumpulan Data..........................................................
43
F. Instrumen Pengumpulan Data .....................................................
43
G. Teknik Analisis Data ..................................................................
44
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................
51
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ..................................................
51
1. Tahap Define (Pendefinisian) ..............................................
51
a. Observasi .........................................................................
51
b. Analisis Kebutuhan .........................................................
53
2. Tahap Design (Perancangan) ...............................................
53
a. Rancangan Modul ...........................................................
53
b. Validasi Desain (Draf I) ..................................................
54
3. Tahap Develop (Pengembangan) .........................................
54
a. Uji Kelayakan Modul ......................................................
55
1) Uji Validasi Ahli Materi/Isi ........................................
55
2) Uji Validasi Ahli Media/Penyajian ............................
56
3) Uji Validasi Ahli Bahasa ............................................
57
4) Uji Validasi Guru Fisika ............................................
61
5) Uji Validasi Teman Sejawat .......................................
62
6) Hasil Uji Cutt Off ......................................................
63
b. Uji Coba Skala Kecil.......................................................
63
c. Uji Coba Skala Besar ......................................................
65
4. Tahap Disseminate (Penyebaran) ........................................
68
B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ......................
70
C. Temuan Lapangan.......................................................................
82
D. Keterbatasan Penelitian...............................................................
82
xii
BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ........................................
83
A. Kesimpulan .................................................................................
83
B. Implikasi .....................................................................................
84
C. Saran ...........................................................................................
85
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
86
LAMPIRAN .....................................................................................................
91
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Sintaks Problem Based Learning............................................................
15
2.
Daftar Negara Top 10 Emitter ................................................................
32
3.
Kriteria Rerata Total Skor .......................................................................
45
4.
Kriteria Tingkat Gain ..............................................................................
47
5.
Acuan Penentuan Penilaian Psikomotor dan Afektif ..............................
49
6.
Komponen Penilaian Psikomotor ...........................................................
50
7.
Hasil observasi sumber daya sekolah dan inventarisasi sumber belajar .
52
8.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Materi/Isi ......................................
55
9.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Media/Penyajian ..........................
56
10. Data Hasil Uji Validasi Ahli Bahasa ......................................................
57
11. Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Bahasa ..........................................
57
12. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Dosen Ahli ..................................
58
13. Data Hasil Saran Produk Oleh Dosen Ahli .............................................
59
14. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Guru Fisika .....................
60
15. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Teman Sejawat ................
61
16. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Guru dan Teman Sejawat ............
62
17. Data Hasil Saran Produk Oleh Guru Fisika dan Teman Sejawat ............
62
18. Data Hasil Validasi Produk Oleh para Ahli ............................................
63
19. Data Hasil Respon Siswa pada Uji Coba Skala Kecil ............................
64
20. Data Hasil Saran Produk Oleh Siswa Skala Kecil ..................................
64
21. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Kognitif ...............................................
66
22. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .................................................
67
23. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..........................................
68
24. Data Hasil Respon Guru MGMP Fisika .................................................
69
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Ilustrasi Efek Rumah Kaca .......................................................................
27
2.
Radiasi Matahari yang Ditransmisikan ke Bumi ......................................
27
3.
Langkah-langkah Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem
Based Learning (PBL) ..............................................................................
40
4.
Hasil Validasi Ahli Terkait Aspek yang Dinilai .......................................
58
5.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .........................................
67
6.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..................................
68
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Hasil Observasi Sumber Daya Sekolah dan Inventaris .............................
91
2.
Hasil Angket Pengungkap Kebutuhan Siswa ...........................................
93
3.
Keterangan outline Pada Modul................................................................
96
4.
Silabus .......................................................................................................
98
5.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran .........................................................
120
6.
Data Hasil Uji Validasi Ahli Materi/Isi ....................................................
148
7.
Data Hasil Uji Validasi Media/Penyajian .................................................
153
8.
Data Hasil Uji Validasi Bahasa .................................................................
158
9.
Data Hasil Uji Validasi Guru Fisika .........................................................
160
10. Data Hasil Uji Validasi Teman Sejawat ...................................................
165
11. Hasil Rekap Uji Cut Off Modul PBL ........................................................
170
12. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Kecil ...............................................
171
13. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Kognitif ...........................................
182
14. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Afektif .............................................
184
15. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Psikomotor ......................................
186
16. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Luas ................................................
188
17. Hasil Rekap Angket Disseminate (Penyebaran) MGMP ..........................
197
18. Uji Coba Instrumen Soal ...........................................................................
202
19. Uji Normalitas Exel ..................................................................................
206
20. Uji Normalitas SPSS 18 ............................................................................
211
21. Uji Homogenitas SPSS 18 ........................................................................
217
22. Uji Paired Sample T-Test SPSS 18 ...........................................................
218
23. Foto-Foto Kegiatan ...................................................................................
223
24. LKS ...........................................................................................................
227
25. SK Penelitian ............................................................................................
238
xvi
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul: “PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL
PROBLEM BASED LEARNING (PBL) MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI” ini adalah karya penelitian saya
sendiri dan bebas plagiasi, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah
diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik, serta tidak
terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang
lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah dan
disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari
terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17,
Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan dari isi tesis ini pada jurnal atau forum
ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan
FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu
semester (enam bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi
dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang
diterbitkan oleh Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila
saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, saya bersedia
mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta,
Maret 2017
Mahasiswa
Hendra Darmaja
NIM S831402038
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
NIP 195209151976032001
....................... ...................
Kopembimbing
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dinyatakan memenuhi syarat
pada tanggal ...............................
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP. 196811241994031001
iii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL
UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Oleh:
Hendra Darmaja
NIM S831402038
Tim Penguji
Jabatan
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Ketua
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP 196811241994031001
....................... ...................
Sekretaris
Prof. Dr. Widha Sunarno, M. Pd.
NIP 195201161980031001
....................... ...................
Anggota
Penguji
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
NIP 195209151976032001
....................... ...................
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dipertahankan di depan penguji
Dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal ...............................
Dekan FKIP UNS,
Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains,
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd.
NIP 196101241987021001
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si.
NIP 196811241994031001
iv
MOTTO
Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada
Kemudahan, maka apabila kamu telah selesai ( dari
suatu urusan ) kerjakanlah sungguh-sungguh
(urusan) yang lain.
Jadilah orang yang dibutuhkan bukan
yang membutuhkan
Segala sesuatu yang dikerjakan dengan
ikhlas dan sungguh- sungguh akan terasa
lebih ringan.
v
PERSEMBAHAN
Tesis ini saya persembahkan kepada :
1.
Allah SWT yang telah memberikan saya nikmat kesehatan sehingga tesis ini
dapat terselesaikan.
2.
Kedua Orang Tuaku, Bapaku JAMALUDDIN PB, MAMAKU ROSIDAH
(Alm)
dan Ibuku HUSNUL LAILI yang telah memberikan Support dan
menjadi motivasiku dalam menyelesaikan tesis ini.
3.
Adeku satu-satunya yang ku sayang NUR ITA PRATIWI Keponakanku serta
semua keluargaku yang memberikan motivasi.
4.
Teman- teman seperjuanganku yang ku banggakan ( kelas Fisika Sains
Angkatan 2014 ) yang memberikan semangat dan motivasi selama perkuliahan
berangsung.
5.
Almamaterku UNS Surakarta
vi
Hendra Darmaja. 2017. Pengembangan Modul Fisika Model Problem Based
Learning (PBL) pada Materi Pemanasan Global untuk Siswa SMA/MA Kelas XI.
Tesis. Pembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Kopembimbing: Dr. Sarwanto,
M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Keberadaan modul fisika SMA yang mengaitkan konsep sains dan
teknologi serta dampaknya ke masyarakat masih terbatas. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui karakteristik, mengukur kelayakan, dan mengukur efektifitas
atau hasil belajar siswa pada penggunaan modul Fisika berbasis problem based
learning (PBL) pada materi pemanasan global.
Penelitian dan pengembangan modul Fisika model Problem Based
Learning (PBL) ini menggunakan tahap pengembangan yang dikembangkan oleh
Thiagarajan yaitu tahap pengembangan model 4-D yang terdiri dari 4 tahap yaitu
tahap pendefinisian (Define), perancangan (Design), pengembangan (Develop), dan
penyebaran (Disseminate). Modul yang sudah melalui tahap validasi ahli, guru, dan
teman sejawat kemudian diujicobakan secara terbatas dan secara luas kepada 29
siswa.
Hasil analisis data penelitian menunjukkan: 1) karakteristik pada modul
pertama kegiatan belajar pada modul menggunakan model problem based learning
(PBL) yang mendukung aspek pengembangan kreativitas siswa serta mendukung
kurikulum 2013, kedua modul dikembangkan dengan menggunakan model 4D
(define, design, develop, and disseminate), ketiga materi pembelajaran dikemas
untuk memudahkan belajar secara tuntas, keempat modul menyajikan jendela fisika
dilengkapi dengan wab yang akan diakses untuk mendukung pengetahuan siswa; 2)
kelayakan modul dilihat dari penilaian dosen ahli, guru fisika, teman sejawat yang
memiliki nilai rata-rata di atas nilai cut off score (92,5% > 85%). 3) efektivitas
penggunaan modul Fisika SMA model problem based learning (PBL) pada materi
pemanasan global dapat meningkatkan hasil belajar siswa, rata-rata nilai kognitif
siswa adalah 84,06 melebihi nilai Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM) adalah 75
dengan kategori tuntas. Hasil belajar siswa ranah afektif mengalami peningkatan
setiap pertemuan dengan nilai rata-rata pertemuan pertama adalah 66,38 meningkat
pada pertemuan kedua adalah 81,90. Hasil belajar siswa ranah psikomotor
meningkat dari pertemuan pertama adalah 82,76 meningkat menjadi 90,09 pada
pertemuan kedua.
Kata kunci: pemanasan global, pengembangan modul, modul fisika, modul
problem based learning (PBL), hasil belajar.
vii
Hendra Darmaja. 2017. Physics Module Development Based on Problem Based
Learning (PBL) on Global Warming Subject for XI Grade of SMA/MA. Thesis.
Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si.
Master of Science Education, Teacher and Education Faculty of Sebelas Maret
University Surakarta.
ABSTRACT
The existence of high school physics module that associate the concept
science and technology and the impact on society is still limited. This research aims
to know the characteristic, measuring of fair, and measuring the affectivity or
student`s learning outcome on the usage of physics module based on problem based
learning (PBL) on global warming subject.
This research and physic module development based on problem based
learning (PBL) used development stage developed by Thiagarajan namely 4-D
development stage consisted of 4 stages such as Define, Design, Develop, and
Disseminate. Modules that have been through the validation phase of experts,
teachers, and colleagues then tested in a limited and widely distributed to 29
students.
The analysis data outcomes showed: 1) the first module characteristic of
learning activity on module that used problem based learning (PBL) model
supported student creativity development aspect and 2013 curriculum, the both
modules was developed by using 4D model (define, design, develop, and
disseminate), the three learning subject was created to ease of learning thoroughly,
the four modules presented physics windows equipped with web that will be
accessed to support students` knowledge; 2) module feasibility was seen from
assessment of experts, teachers, and colleagues who have average value over cut of
score (92,5% > 85%). 3) the affectivity of high school physics module based on
problem based learning (PBL) model on global warming subject can increase
students` learning outcome, the average value of students` cognitive was 84,06
exceed of KKM that was 75 with category completely. Students` learning outcomes
in affective domain got increase in every meeting with average value in the first
meeting 66.38 and increased in the second meeting 81.90. Students` learning
outcomes in psychomotor domain got increase from 82,76 in the first meeting to
90,09 in the second meeting.
Key word: global warming, module development, physics module, problem based
learning (PBL) module, learning outcomes.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Pengembangan
Modul Fisika Model Problem Based Learning (PBL) pada materi pemanasan global
untuk siswa SMA/MA kelas XI ini dengan baik.
Penyelesaian tesis ini tidak lepas dari kesulitan karena keterbatasan
kemampuan. Berkat bantuan, bimbingan, dan motivasi yang diberikan berbagai
pihak kepada penulis, maka tesis ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis
mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin
penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. M. Masykuri, M.Si, selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan
Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
3.
Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D, sebagai dosen pembimbing yang telah
berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga
terselesaikannya tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si, sebagai dosen kopembimbing yang telah berkenan
memberikan
bimbingan,
pengarahan,
motivasi,
dan
saran
hingga
terselesaikannya tesis ini.
5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd, selaku validator ahli materi dan bahasa yang telah
memberikan saran untuk perbaikan isi modul.
6.
Prof. Dr. Nunuk Suryani, M.Pd, selaku validator ahli media yang telah
berkenan memberikan fasilitas, pengarahan, saran, dan motivasi hingga
terselesaikannya tesis ini.
7.
Bangun Sartono, M.Si, selaku guru fisika yang telah memberikan kritik dan
saran yang membangun untuk perbaikan modul.
8.
Kedua orang tuaku yang selalu memberikan motivasi untuk terselesainya tesis
ini.
ix
9.
Segenap dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang
telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
10. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan
Pebruari 2014 atas kerja sama dan motivasinya.
Penulis sadar sepenuhnya bahwa dalam penulisan tesis ini masih jauh dari
sempurna, maka dari itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis
harapkan. Semoga tesis ini bermanfat bagi yang membacanya.
Surakarta,
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman
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 ............................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xviii
BAB I. PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................
1
B. Rumusan Masalah .........................................................................
5
C. Tujuan Pengembangan ..................................................................
6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan.......................................
6
E. Pentingnya Pengembangan ...........................................................
7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan.....................................
8
G. Definisi Istilah ...............................................................................
8
BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..........................................................................
9
A. Kajian Pustaka ...............................................................................
9
1.
Belajar dan Pembelajaran .......................................................
9
2.
Problem Based Learning (PBL) ............................................
14
3.
Hasil Belajar ...........................................................................
16
4.
Modul Pembelajaran ..............................................................
19
5.
Materi Ajar .............................................................................
21
B. Penelitian yang Relevan ................................................................
33
xi
C. Kerangka Berfikir.................................................................................
37
BAB III. METODE PENELITIAN..................................................................
39
A. Jenis Penelitian ...........................................................................
39
B. Prosedur Penelitian .....................................................................
39
C. Desain Uji Coba Produk .............................................................
42
D. Jenis Data ....................................................................................
42
E. Teknik Pengumpulan Data..........................................................
43
F. Instrumen Pengumpulan Data .....................................................
43
G. Teknik Analisis Data ..................................................................
44
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................
51
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ..................................................
51
1. Tahap Define (Pendefinisian) ..............................................
51
a. Observasi .........................................................................
51
b. Analisis Kebutuhan .........................................................
53
2. Tahap Design (Perancangan) ...............................................
53
a. Rancangan Modul ...........................................................
53
b. Validasi Desain (Draf I) ..................................................
54
3. Tahap Develop (Pengembangan) .........................................
54
a. Uji Kelayakan Modul ......................................................
55
1) Uji Validasi Ahli Materi/Isi ........................................
55
2) Uji Validasi Ahli Media/Penyajian ............................
56
3) Uji Validasi Ahli Bahasa ............................................
57
4) Uji Validasi Guru Fisika ............................................
61
5) Uji Validasi Teman Sejawat .......................................
62
6) Hasil Uji Cutt Off ......................................................
63
b. Uji Coba Skala Kecil.......................................................
63
c. Uji Coba Skala Besar ......................................................
65
4. Tahap Disseminate (Penyebaran) ........................................
68
B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ......................
70
C. Temuan Lapangan.......................................................................
82
D. Keterbatasan Penelitian...............................................................
82
xii
BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ........................................
83
A. Kesimpulan .................................................................................
83
B. Implikasi .....................................................................................
84
C. Saran ...........................................................................................
85
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
86
LAMPIRAN .....................................................................................................
91
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Sintaks Problem Based Learning............................................................
15
2.
Daftar Negara Top 10 Emitter ................................................................
32
3.
Kriteria Rerata Total Skor .......................................................................
45
4.
Kriteria Tingkat Gain ..............................................................................
47
5.
Acuan Penentuan Penilaian Psikomotor dan Afektif ..............................
49
6.
Komponen Penilaian Psikomotor ...........................................................
50
7.
Hasil observasi sumber daya sekolah dan inventarisasi sumber belajar .
52
8.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Materi/Isi ......................................
55
9.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Media/Penyajian ..........................
56
10. Data Hasil Uji Validasi Ahli Bahasa ......................................................
57
11. Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Bahasa ..........................................
57
12. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Dosen Ahli ..................................
58
13. Data Hasil Saran Produk Oleh Dosen Ahli .............................................
59
14. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Guru Fisika .....................
60
15. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Teman Sejawat ................
61
16. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Guru dan Teman Sejawat ............
62
17. Data Hasil Saran Produk Oleh Guru Fisika dan Teman Sejawat ............
62
18. Data Hasil Validasi Produk Oleh para Ahli ............................................
63
19. Data Hasil Respon Siswa pada Uji Coba Skala Kecil ............................
64
20. Data Hasil Saran Produk Oleh Siswa Skala Kecil ..................................
64
21. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Kognitif ...............................................
66
22. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .................................................
67
23. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..........................................
68
24. Data Hasil Respon Guru MGMP Fisika .................................................
69
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Ilustrasi Efek Rumah Kaca .......................................................................
27
2.
Radiasi Matahari yang Ditransmisikan ke Bumi ......................................
27
3.
Langkah-langkah Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem
Based Learning (PBL) ..............................................................................
40
4.
Hasil Validasi Ahli Terkait Aspek yang Dinilai .......................................
58
5.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .........................................
67
6.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..................................
68
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Hasil Observasi Sumber Daya Sekolah dan Inventaris .............................
91
2.
Hasil Angket Pengungkap Kebutuhan Siswa ...........................................
93
3.
Keterangan outline Pada Modul................................................................
96
4.
Silabus .......................................................................................................
98
5.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran .........................................................
120
6.
Data Hasil Uji Validasi Ahli Materi/Isi ....................................................
148
7.
Data Hasil Uji Validasi Media/Penyajian .................................................
153
8.
Data Hasil Uji Validasi Bahasa .................................................................
158
9.
Data Hasil Uji Validasi Guru Fisika .........................................................
160
10. Data Hasil Uji Validasi Teman Sejawat ...................................................
165
11. Hasil Rekap Uji Cut Off Modul PBL ........................................................
170
12. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Kecil ...............................................
171
13. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Kognitif ...........................................
182
14. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Afektif .............................................
184
15. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Psikomotor ......................................
186
16. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Luas ................................................
188
17. Hasil Rekap Angket Disseminate (Penyebaran) MGMP ..........................
197
18. Uji Coba Instrumen Soal ...........................................................................
202
19. Uji Normalitas Exel ..................................................................................
206
20. Uji Normalitas SPSS 18 ............................................................................
211
21. Uji Homogenitas SPSS 18 ........................................................................
217
22. Uji Paired Sample T-Test SPSS 18 ...........................................................
218
23. Foto-Foto Kegiatan ...................................................................................
223
24. LKS ...........................................................................................................
227
25. SK Penelitian ............................................................................................
238
xvi