PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS MASALAH DENGAN TEMA “PENCEMARAN LINGKUNGAN”.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS MASALAH
DENGAN TEMA “PENCEMARAN LINGKUNGAN”

TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains

Disusun Oleh:

WIJI HASTUTI
S831302084

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user

2014
i

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user
ii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user
iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user
iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MOTTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.” (QS. Alam Nasyroh: 6)
“ Sesuatu mungkin mendatangi mereka yang mau menunggu, namun hanya
didapatkan oleh mereka yang bersemangat mengejarnya” (Abraham Lincoln)

commit to user
v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk:
1.

Ayah dan bunda tersayang

2.

Suamiku tercinta

3.

Kedua permataku Fawzi dan Fadilla

4.

Bapak/Ibu Guru SMP Negeri 2 Karanganyar

5.

Teman-teman almamater Program Studi Magister
Pendidikan Sains UNS

BIODATA
commit to user
vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

a.

Nama

: Wiji Hastuti

b.

Tempat, tanggal lahir

: Karanganyar, 6 September 1971

c.

Profesi/jabatan

: Guru

d.

Alamat kantor

: SMP Negeri 2 Karanganyar
Jl. Lawu 203 Karanganyar, Surakarta

e.

f.

Telp

: 0271-49570

Website

: www.smpn2kra.sch.id

E-mail

: smpn2_kra@yah00.com

Alamat rumah
Telp.

: 081329295966

E-mail

: wijoz@yahoo.com

Riwayat pendidikan
Institusi
FKIP UNS Surakarta

g.

: Ngemplak, Wonolopo, Tasikmadu, Karanganyar

:
Bidang Ilmu

Tahun

Gelar

Pendidikan Biologi

1996

S.Pd.

Karya Ilmiah:
No
1

2

Judul

Penerbit/Forum

Prestasi Belajar Biologi ditinjau dari
Pola Asuh Orang Tua, Lingkungan di
Rumah, dan Kesehatan
Mengoptimalkan Pembimbingan
Melalui Group Investigasi untuk
Meningkatkan Prestasi Belajar IPA

Kompetensi Unsur, Senyawa, dan
Campuran di SMP Negeri 2 Karangayar

KATA PENGANTAR
commit to user
vii

Skripsi UNS

PTK
SMP Negeri 2
Karanganyar

Tahun

1996

2011

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Segala puji syukur hanya bagi Allah SWT yang telah melimpahkan
banyak rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada penulis, sehingga pada waktuNya dapat menyelesaikan tess ini.
Tesis ini disusun untuk memenuhi sebagian pesyaratan mencapai derajat
Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa tapa bantuan, saran, dorongan, dan perhatian
dari berbagai pihak, tesis ini tidak dapat diselesaikan dengan baik. Dalam
kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati penulis mengucapkan terima kash
kepada:
1.

Bapak Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd, selaku Dekan Fakultas
Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang
telah memberikan ijin penelitian.

2.

Bapak Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S., selaku Direktur Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.

Bapak Dr. M. Masykuri, M.Si., selaku Ketua Program Studi

Magister

Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4.

Bapak Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd., selaku Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, pengarahan, dorongan, dan perhatian yang luar biasa
sehingga memperlancar penulisan tesis ini.

5.

Bapak Puguh Karyanto, S.Si., M.Si., Ph.D., selaku Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan, pengarahan, dorongan, dan perhatian yang luar biasa
sehingga memperlancar penulisan tesis ini.

6.

Bapak Hardiyanto, S.Pd., M.Pd., M.M., selaku Kepala SMP Negeri 2
Karanganyar yang telah memberikan ijin penelitian.

7.

Ibu Wening Suci Harini, S.Pd, Ibu Endang Tri Hastuti, S.Pd., M.Pd. dan
Bapak Jangkung Susilo, S.Pd., selaku Guru IPA SMP Negeri 2 Karanganyar
yang telah banyak mendukung penulisan tesis ini.

8.

Bapak dan Ibu Guru Karyawan SMP Negeri 2 Karanganyar yang telah

9.

mendukung penelitian tesis ini.
commit
to user
Siswa kelas VIIA, VIIC dan VII
I SMP
Negeri 2 Karanganyar.
viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

10. Suami dan anak-anakku yang telah sabar dan luar biasa mendukung.
11. Teman-teman kelas IPA Program Studi Magister Pendidikan Sains UNS.
12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya tesis yang telah dikerjakan jauh dari
kesempurnaan, maka penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun
demi kesempurnaan penulisan yang akan dating.
Akhirnya

penulis

berharap

semoga

karya

ini

bermanfaat

bagi

perkembangan ilmu pengetahuan.

Surakarta, Januari 2015
Penulis

DAFTAR ISI
Halaman
commit to user
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
ix

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI TESIS ..............................................iii
HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iv
MOTTO .............................................................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................ vi
BIODATA ........................................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv
HALAMAN ABSTRAK .................................................................................xviii
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................1
A. Latar Belakang Masalah .........................................................................1
B. Rumusan Masalah ..................................................................................6
C. Tujuan Penelitian....................................................................................6
D. Produk Pengembangan ...........................................................................7
E. Spesifikasi Produk ..................................................................................7
F. Manfaat Penelitian..................................................................................7
G. Asumsi dan Keterbatasan Modul ...........................................................8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 10
A. Kajian Teori .......................................................................................... 10
1. Hakikat Ilmu Pengetahuan Alam ................................................... 10
2. Hakikat Belajar ............................................................................... 11
3. Pembelajaran IPA Terpadu ............................................................ 14
4. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning) ......... 20
5. Modul Pembelajaran....................................................................... 24
6. Penilaian Kurikulum 2013.............................................................. 33
7. Materi Ajar ..................................................................................... 35
commit to user
B. Penelitian yang Relevan........................................................................
47
x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

C. Kerangka Berpikir................................................................................. 49
BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................. 50
A. Tempat Penelitian dan Waktu Penelitian .............................................. 50
1.Tempat Penelitian ............................................................................ 50
2. Waktu Penelitian ............................................................................ 50
B. Subyek Penelitian ................................................................................. 50
1. Subyek Penelitian ........................................................................... 50
2. Subyek Uji Coba Terbatas .............................................................. 50
3. Subyek Uji Coba Skala Luas .......................................................... 51
C. Desain Penelitian .................................................................................. 51
D. Teknik Pengumpulan Data.................................................................... 51
1.Tahap Pendefinisian (Define)........................................................ 51
2.Tahap perencanaan (Design) ......................................................... 54
3.Tahap Pengembangan (Develop) .................................................. 58
4.Tahap Penyebaran (Disseminate).................................................. 60
E. Instrumen Pengumpulan Data ............................................................... 60
1. Angket........................................................................................ 61
2. Tes.............................................................................................. 61
F. Teknik Pengumpulan Data dan Rencana Analisis Data .................... 65
BAB IV. HASIL PENELITIAN ....................................................................... 71
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ............................................................ 71
1.Tahap Pendefinisian (Define) ..................................................... 71
2.Tahap Perencanaan (Design) ...................................................... 74
3.Tahap Pengembangan (Develop) ................................................ 77
4.Tahap Penyebaran (Dessiminate) ............................................... 91
B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ................................ 93
C. Temuan Lapangan ................................................................................104
D. Keterbatasan Penelitian ........................................................................104
BAB V. KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ................................105
A. Kesimpulan...........................................................................................105
commit to user
B. Implikasi ...............................................................................................
106
xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

C. Saran .....................................................................................................107
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................108
LAMPIRAN ..................................................................................................112

DAFTAR TABEL
Halaman
commit to user
xii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Tabel 2.1 Diskripsi Karakateristik, Kelebihan, dan Kekurangan Model
Connected, Webbed, dan Intergrated ...............................................18

Tabel 2.2 Bahan Pencemar, Sumber, dan Dampaknya bagi Manusia yang
Ditimbulkan Bahan Pencemaran Udara ........................................41
Tabel 3.1 Komponen Pembelajaran Berbasis Masalah ...................................54
Tabel 3.2 Tahap Pembelajaran Berbasis Masalah.............................................55
Tabel 3.3 Data Hasil Try Out Validasi Soal .....................................................62
Tabel 3.5 Kriteria Rata-rata Menjadi Nilai dengan Kriteria ............................66
Tabel 3.7 Konversi Kompetensi Keterampilan dan Sikap ................................69
Tabel 4.1 Sintaks Pembelajaran /Icon ...............................................................76
Tabel 4.2 Hasil Validasi Modul IPA Terpadu Berbasis masalah dengan
Tema Pencemaran Lingkungan ........................................................78
Tabel 4.3 Saran dan hasil Revisi dari Validator Ahli Materi ............................79
Tabel 4.4 Saran dan Hasil Revisi dari Validator Pendidikan ............................80
Tabel 4.5 Saran dan Hasil Revisi dari Validator Ahli Bahasa ..........................81
Tabel 4.6 Respon Siswa Uji Coba Skala Terbatas ............................................82
Tabel 4.7 Hasil Analisis Penilaian Respon Siswa Uji Skala Terbatas ..............83
Tabel 4.8 Perbaikan Modul Berdasarkan Saran Siswa pada Uji Terbatas ........84
Tabel 4.9 Distribusi Data Pretest dan Postest ...................................................85
Tabel 4.10 Hasil Uji Normalitas dan Uji Homogenitas Penilaian ....................86
Tabel 4.11 Hasil Penilaian Aspek Spiritual ......................................................88
Tabel 4.12 Hasil Penilaian Aspek Sosial ........................................................89
Tabel 4.13 Hasil Penilaian Aspek Keterampilan Unjuk Kerja .......................89
Tabel 4.14 Hasil Penilaian Aspek Keterampilan ..............................................90
Tabel 4.15 Rekapitulasi Hasil Respon Terhadp Modul IPA Terpadu .............91
Tabel 4.16 Rekapitulasi Hasil Respon Guru Terhadap Modul IPA Terpadu ..93

DAFTAR GAMBAR
commit to user
xiii

Halaman

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Gambar 2.1 Alur Penyusunan Perencanaan Pembelajaran Terpadu

............20

Gambar 2.2 Skema Proses Terbentuknya Hujan Asam ................................42
Gambar 2.3 Skema Kerangka Berpikir Penelitian Pengembangan ................48
Gambar 2.4 Prosedur Pengembangan Modul untuk Menghasilkan Produk
Modul Pembelajaran Terpadu ......................................................52

DAFTAR LAMPIRAN
commit to user
xiv

Halaman

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Lampiran 1 Jadwal Kegiatan Penelitian .......................................................... 113
Lampiran 2 Skenario Pembelajaran ................................................................115
Lampiran 3 Lembar Observasi Sumber Daya Sekolah dan Inventaris
Sumber Belajar ........................................................................122
Lampiran 4 Kisi-kisi Pengungkap Kebutuhan Guru dan Angket
Kebutuhan Guru .......................................................................125
Lampiran 5 Kisi-kisi Pengungkap Kebutuhan Siswa dan Angket
kebutuhan Siswa ......................................................................135
Lampiran 6 Pertanyaan Wawancara Kepada Guru dan Siswa ........................143
Lampiran 7 Hasil Analisis Angket kebutuhan Guru dan Deskripsinya ..........151
Lampiran 8 Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa dan Deskripsinya ........157
Lampiran 9 Daftar Nilai Kemampuan Awal Siswa ........................................161
Lampiran 10 Tahapan dan Prosedur Pengembangan Modul IPA Terpadu.....163
Lampiran11 Analisis Validasi, Reliabilitas, Daya Beda, dan Tingkat
kesukaran Butir Soal Pretest ....................................................170
Lampiran 12 Silabus, RPP, dan Validasi RPP oleh Dosen Pembimbing ......174
Lampiran 13 Kisi-kisi Instrumen Penilaian Modul IPA, Hasil Penilaian
Modul oleh Validator,dan Analisis Validasi Modul................210
Lampiran 14 Respon Penilaian Siswa dan Angket Masukan Siswa pada
Uji Coba Terbatas ....................................................................245
Lampiran 15 Lembar validasi Soal, Kisi-kis Instrumen Soal
Kemampuan Kognitif, Instrumen soal Tryout, dan Pretest .....250
Lampiran 16 Hasil Skor Pretest dan Postest, Perhitungan
Gain Score, Perhitungan untuk Mengukur Efektivitas

modul, Uji Normalitas, Uji Homogenitas, Uji Paired
Test (T-test) ...............................................................................284

Lampiran 17 Rekapitulasi hasil Penialain Aspek Sikap dan Keterampilan..394
Lampiran 18 Respon Siswa dan respon Guru Terhadap Modul ....................396

Lampiran 19 Dokumentasi Foto Kegiatan Pengembangan Modul .............. .. 412
commit to user
Lembar Kerja Siswa .........................................................................................
417
xv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Perijinan………………………………………………… ...........................…441

ABSTRAK
commit to user
xvi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Wiji Hastuti. 2015. Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis Masalah
dengan Tema Pencemaran Lingkungan. Tesis. Pembimbing I: Prof. Dr. Widha
Sunarno, M.Pd., II: Puguh Karyanto, S.Si., M.Si., Ph.D. Program Studi Magister
Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas
Maret. Surakarta.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) Karakteristik modul IPA
terpadu berbasis masalah dengan tema pencemaran lingkungan; (2) Kelayakan
modul IPA terpadu berbasis masalah; (3) Keefektifan modul IPA terpadu
berbasis masalah dengan tema pencemaran lingkungan.
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan atau Research and
Development (R&D). Model pengembangan yang digunakan adalah model
Four-D yaitu pendefinisian (define), perencanaan (desain), pengembangan
(develop), dan penyebaran (disseminate). Keseluruhan tahapan tersebut telah
dilakukan sehingga data yang diperoleh dianalisis deskriptif, analisis kelayakan
modul berdasarka skor kriteria, dan analisis tes kognitif pretest dan posttest
melalui t-test.
Hasil penelitian menunjukkan: (1) karakteirtik modul IPA terpadu
berbasis masalah dengan tema pencemaran lingkungan telah berhasil
dikembangkan dengan model pengembangan Four-D; (2) hasil kelayakan modul
dari validator sangat baik ditinjau dari komponen isi, keterpaduan, pendekatan,
penyajian, kegrafikan, dan bahasa; (3) modul IPA terpadu berbasis masalah
dengan tema pencemaran lingkungan efektif memberdayakan kemampuan sikap,
pengetahuan, dan keterampilan dengan hasil Gain score sebesar 0,7391 berarti
modul ternomalisasi tinggi dengan tingkat efektifitas 42,5% berarti efektifitas
sedang.
Kata kunci:
Penelitian pengembangan,
lingkungan

modul,

berbasis

ABSTRACT
commit to user
xvii

masalah,

pencemaran

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

WIJI HASTUTI. 2015. Developing Problem-Based Integrated-Science
Module Having Environment Pollution as a Theme. Thesis. First Consultant:
Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd., Second Consultant: Puguh Karyanto, S.Si.,
M.Si., Ph.D. Program of Magister of Science Education, Teacher Training and
Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta.

The objectives of the research are (1) to know the characteristics of
problem-based integrated-science module having environment pollution as a
theme; (2) to know the eligibility of problem-based integrated-science module;
(3) to know the effectiveness of problem-based integrated-science module having
environment pollution as a theme.
The research is research and development (R & D). The development
model used is Four-D model comprising: defining, designing, developing, and
disseminating. The four stages have been done so that the data is obtained and
analyzed by descriptive analysis, module eligibility analysis based on criteria
score, and the analysis of cognitive test of pretest and posttest by t-test.
The result of the research shows that: (1) the characteristics of problembased integrated-science module having environment pollution as a theme has
been successfully developed by Four-D development model; (2) the result of
validated module eligibility is very good, viewed from the content component,
integration, approach, presentation, graphics, and language; (3) problem-based
integrated-science module having environment pollution as a theme effectively
empower attitude, knowledge, and skill with the result of gain score 0,7391
meaning that the module normalized is high with the level of effectiveness
42,5% meaning that the effectiveness is medium.
Keywords:
Research development, module, problem-based, environmental pollution

commit to user
xviii