PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA.
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE
DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Prihantoro Eko Sulistyo
NIM S831408027
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “ Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive
Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan
Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida” ini adalah karya
penelitian saya sendiri dan bebas plagiasi, 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 ini yang disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ini, saya
bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan
(Permendiknas No. 17, Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum
ilmiah lain harus seizin dan meyertakan tim pembimbing sebagai author
dan FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurangkurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak
melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, Program
Magister Pascasarjana UNS studi Pendidikan Sains, FKIP UNS berhak
mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh program studi
pendidikan sains, FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, saya bersedia mendapat sanksi akademik yang
berlaku.
Surakarta, ..................
Yang membuat pernyataan,
Prihantoro Eko Sulistyo
NIM 831408027
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE
DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA
HALAMAN PERSETUJUAN
TESIS
Oleh:
Prihantoro Eko Sulstyo
NIM S831408027
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
.......................
............. 2016
.......................
............. 2016
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
Pembimbing
NIP 19520915 197603 2 001
Dr. Sarwanto, M.Si
Kopembimbing
NIP. 19690901 199403 1 002
Telah dinyatakan memenuhi syarat
pada tanggal ……………. 2016
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.
NIP 19681124 199403 1 001
iii
iv
MOTTO
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)
yang lain”( QS. Al Insyiroh : 5-7 )
“Segala sesuatu yang diperjuangkan dengan sungguh-sungguh, pasti akan
memberi manfaat bagi yang memperjuangkan” (Penulis)
v
PERSEMBAHAN
Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayahNya, penulis mempersembahkan tesis ini
kepada:
Ibu dan Bapak tercinta atas do’a dan kasih sayangnya yang tak pernah putus
diberikan kepada anak-anaknya
Saudara dan sahabat yang selalu memberikan semangat yang selalu terselip
dalam bentuk kata-kata dan tindakan
Teman-teman Pendidikan Sains Minat Utama Fisika angkatan 2014 yang selalu
menjadi tempat berbagi, dan selalu memberi inspirasi
vi
Prihantoro Eko S. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive
Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan
Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida . 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
Hasil daya serap UN 2014 pada materi mekanika fluida di wilayah
Surakarta menggambarkan masih rendahnya pemahaman konsep siswa dan
tingkat berpikir siswa. Penelitian ini bertujuan: (1) mendeskripsikan karakteristik
modul Fisika berbasis interactive demonstration; (2) mengetahui kelayakan modul
Fisika berbasis interactive demonstration; (3) mengetahui efektivitas modul Fisika
berbasis interactive demonstration untuk meningkatkan keterampilan berpikir
kritis dan penguasaan konsep siswa pada materi mekanika fluida.
Penelitian pengembangan ini menggunkan model Borg and Gall yang
dirangkum oleh Tim Puslitjaknov (2008). Tahapan penelitian ini terdiri dari
analisis modul yang dikembangakan, mengembangkan draf modul awal, validasi
modul, uji coba terbatas dan revisi, uji coba lapangan dan revisi, dan diseminasi.
Modul disusun dengan tahapan Interactive Demonstration menurut Sokoloff &
Thornton yang terdiri dari demonstrasi awal, prediksi individu, prediksi
kelompok, prediksi kelas, prediksi akhir, demonstrasi hasil. Modul ini dinilai
berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, bahasa, serta diuji coba pada
kelas kecil dan besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika.
Instrumen penelitian yang digunakan adalah angket, lembar observasi, lembar
validasi, dan tes. Analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif,
kualitatif, cut off dan N-Gain .
Hasil penelitian ini sebagai berikut: (1) karakteristik modul fisika yang
dikembangkan memuat tahapan pembelajaran berbasis Interactive Demonstration
pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator keterampilan
berpikir kritis. Modul dilengkapi dengan penyampaian konsep melalui
demonstrasi sederhana; (2) modul layak berdasarkan penilaian ahli materi, ahli
media, ahli bahasa, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai
rata-rata 82,13 lebih besar dari nilai cut off 80,35. Serta didukung dengan respon
dari siswa dengan nilai 94,3% di atas nilai cut off 89,5% dalam kategori baik dan
hasil penyebaran dengan nilai 22,9% di atas nilai cut off 22,5% dalam
mengkategorikan baik; (3) keterampilan berpikir kritis siswa setelah
menggunakan modul Fisika berbasis Interactive Demonstration mengalami
peningkatan dalam kategori sedang dengan N-Gain sebesar 0,39. Peningkatan
penguasaan konsep siswa pada materi fluida statis 0,45 sedangkan untuk fluida
dinamis 0,35.
Kata kunci: modul fisika, Interactive Demonstration, keterampilan berpikir kritis,
penguasaan konsep
vii
Prihantoro Eko S. 2016. The Development of Interactive Demonstration
Physics Module on Fluids Mechanic to Increase Critical Thinking and
Concept Comprehesion for Student. Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A.,
Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si.. Thesis. Sains Education Magister
Department, Sebelas Maret University of Surakarta.
ABSTRACT
The UN (2014) result showed that students’ poor achievement at
Indonesia indicated their weak intellective ability. This research aims to: (1)
describe the characteristics of Interactive Demonstration Physics Module issues to
increase the critical thingking skills and concept comprehesion a fluids mechanic
material; (2) develop Interactive Demonstration Physics Module which feasible to
increase the critical thingking skills in a rotational dynamics and rigid body
material; (3) determine the effectiveness of Interactive Demonstration Physics
Module to increase student’s critical thinking and concept comprehesion .
This research method was R&D with model Borg and Gall proposed by
Tim Puslitjaknov (2008). Model Borg and Gall by Tim Puslitjaknov consists of
(1) analyzing the product to be developed, (2) development of preliminary
product, (3) expert validation and revision, (4) small-scale field trials and product
revision, (5) large-scale field trials and product revision, (6) Dessiminate. The
module was arranged with stage of Interactive Demonstration which were
demontration firt early, individual formulating prediction, group formulating
prediction, class formulating prediction and finale, result demontration,
confirmation and reflektion. In addition, this module was also equipped with a
critical thingking skills. The data collecting by using questionnaires for research
needs, validation sheets, critical thingking skills tests, questionnaires
psychomotor, affective questionnaire, questionnaire responses and questionnaire
disseminate. Analysis of the data used on defining stage were descriptive data
analysis.
The results of this study as follows: (1) the characteristics of Interactive
Demonstration module loaded with stage Interactive Demonstration and each
learning activities using indicators of critical thingking skills; (2) module were
categorized as proper based on materials experts, media specialists, linguists,
physics teacher, and peer review that showed the average score of 82,13 >
minimum score of proper level 80,35. The modul was supported by the response
of students with good results and disseminate results that categorized module is
very good; (3) critical thingking skills of students after using the
multirepresentation – Problem based learning physics module material had
increased in the medium category with N-Gain of 0.35.
Keywords: Physics module, Interactive Demonstration, Critical thingking skills,
Concept Coprehesion
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
“Pengembangan Modul Fisika Multirepresentasi Berbasis PBL pada Materi
Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar untuk Meningkatkan
Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA/MA Kelas XI” dengan sebaikbaiknya.
Dalam penulisan tesis ini, penulis menyadari tidak akan selesai tanpa
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati
penulis memberikan ucapan terima kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan UNS yang telah memberikan ijin penelitian dalam menyelsaikan
tesis ini.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si, selaku Ketua Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk dan dorongan
sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan
3.
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing I yang telah
membantu memberikan ilmu, arahan, motivasi dan dorongan semangat dalam
penyelesaian tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, M. Si, selaku Dosen pembimbing II yang telah mengarahkan
dan memberi arahan serta semangat dalam penyelesaian tesis ini.
5.
Bapak-Ibu Dosen Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah
memberikan ilmu selama penulis menempuh pendidikan kuliah di Program
Pascasarjana
6.
MAN 1 Surakarta, khususnya kepada Bapak Agus Nugruho, S.Pd dan Bapak
Sugiarto yang banyak membantu proses penelitian yang dilakukan penulis
7.
Siswa-siswa kelas XI MAN 1 Surakarta atas bantuannya dalam pelaksanaan
penelitian ini
8.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
memberikan bantuan dalam penyelesaian tesis ini
ix
Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini masih memiliki banyak
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
penulis harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan tesis ini. Penulis
berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi kebaikan pembaca dalam dunia
pendidikan.
Surakarta,
Desember 2016
Penulis
Prihantoro Eko S
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN ORISINALITAS .......................................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................
iii
HALAMAN MOTTO ...................................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ...............................................................................
vi
HALAMAN ABSTRACT ..............................................................................
vii
HALAMAN PRAKATA ..............................................................................
ix
DAFTAR ISI .................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xvi
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ..............................................................
1
B. Rumusan Masalah .......................................................................
6
C. Tujuan Pengembangan ................................................................
6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ......................................
7
E. Pentingnya Pengembangan .........................................................
7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ...................................
7
G. Definisi Operasional ....................................................................
8
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR .....................
10
A. Landasan Teori ............................................................................
10
B. Penelitian yang Relevan ..............................................................
37
C. Kerangka Berpikir .......................................................................
38
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................
41
A. Jenis Penelitian ............................................................................
41
B. Prosedur Penelitian dan Pengembangan .....................................
41
BAB IV HASIL PENELITIAN .....................................................................
58
A. Hasil Studi Pendahuluan .............................................................
58
xi
B. Pengembangan Produk ................................................................
62
C. Pengujian Produk ........................................................................
80
D. Penyebaran Produk .......................................................................
88
E. Pembahasan ..................................................................................
89
BAB V SIMPULAN DAN SARAN .............................................................
104
A. Simpulan ......................................................................................
104
B. Implikasi .......................................................................................
105
C. Saran ............................................................................................
105
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
107
LAMPIRAN ..................................................................................................
111
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Urutan Tingkat Pembelajaran Level of Inquiry...............................
14
Tabel 2.2 Kisi Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking ...............................
15
Tabel 2.3 Perbedaan Antara Buku Teks Biasa dengan Modul......................
18
Tabel 2.4 Indikator Berpikir Kritis.................................................................
24
Tabel 3.1 Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking .............................................
44
Tabel 3.2 Kategori Skor TOLT......................................................................
45
Tabel 3.3 Pola Keterkaitan skor TOLT dan Level of Inquiry.......................
45
Tabel 3.4 Kriteria Kelayakan Modul ............................................................
47
Tabel 3.5 Kriteria Kelayakan Modul .............................................................
48
Tabel 3.6 Kategori Kemampuan Sikap ..........................................................
49
Tabel 3.7 Kategori Kemampuan Ketrampilan ...............................................
49
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Validitas ............................................................
51
Tabel 3.9 Hasil Validasi Soal .........................................................................
51
Tabel 3.10 Kriteria Tingkat Kesukaran ........................................................
53
Tabel 3.11 Hasil Tingkat Kesukaran soal Uji Coba ............................................
53
Tabel 3.12 Hasil Daya Beda Soal Uji Coba ...................................................
54
Tabel 3.13 Klisifikasi Uji Gain ......................................................................
54
Tabel 3.14 Desain Penelitian Eksperimen .....................................................
55
Tabel 4.1 Rangkuman Hasil Angket Permasalahan Siswa ............................
59
Tabel 4.2 Rangkuman Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa ...................
61
Tabel 4.3 Kompetensi Dasar Aspek Pengetahuan dan Indikator ...................
63
Tabel 4.4 Revisi Validator Materi ..................................................................
70
Tabel 4.5 Revisi Validator Bahasa .................................................................
73
Tabel 4.6 Revisi Validator Media ..................................................................
75
Tabel 4.7 Revisi dari Reviewer ......................................................................
76
Tabel 4.8 Revisi dari Peer Reviewer ..............................................................
Tabel 4.9 Revisi Uji Coba Kecil ....................................................................
77
78
Tabel 4.10 Rangkuman Hasil Validasi...........................................................
78
Tabel 4.11 Rangkuman Hasil penilaian Uji Coba Kecil.................................
79
xiii
Tabel 4.12 Rangkuman Hasil Keterbacaan Siswa.......................................
79
Tabel 4.13 Hasil Pretest Siswa Fluida Statis .................................................
81
Tabel 4.14 Hasil Pretest Siswa Fluida Dinamis...........................................
Tabel 4.15 Nilai Postest pada Materi Fluida Statis ........................................
81
82
Tabel 4.16 Nilai Postest pada Materi Fluida Dinamis ...................................
82
Tabel 4.17 Nilai N Gain pada Materi Fluida Statis ........................................
82
Tabel 4.18 Nilai N Gain pada Materi Fluida Dinamis ...................................
83
Tabel 4.19 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Statis ............................................
83
Tabel 4.20 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Dinamis .......................................
83
Tabel 4.21 Nilai Keterampilan .......................................................................
84
Tabel 4.22 Nilai Hasil Belajar Aspek Pengetahuan .......................................
84
Tabel 4.23 Hasil Pretest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa... ....................
84
Tabel 4.24 Hasil Postest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa.....................
85
Tabel 4.25 Nilai N gain Keterampilan Berpikir Kritis...................................
85
Tabel 4.26 Hasil Penilaian Produk pada Uji Coba Lapangan ........................
86
Tabel 4.27 Rangkuman Respon Siswa Terhadap Produk.............................
86
Tabel 4.28 Rangkuman Saran dari Uji Coba Lapangan...............................
87
Tabel 4.29 Rangkuman Saran pada Tahap Penyebaran Produk ....................
88
Tabel 4.30 Hasil Penilaian Produk pada Tahap Penyebaran..........................
89
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Balok Dicelupkan dalam Fluida.................................................
25
Gambar 2.2 Alat Pengukur Tekanan pada Fluida ..........................................
25
Gambar 2.3 Benda Diam dalam Fluida ..........................................................
26
Gambar 2.4 Alat Pengangkat Mobil Hidrolik ................................................
27
Gambar 2.5 Alat Ukur Tekanan Udara ..........................................................
28
Gambar 2.6 Balok yang Tenggelam dalam Fluida.........................................
29
Gambar 2.7 Jarum Diangkat dari Permukaan Fluida..................................
Gambar 2.8 Meniskus ...................................................................................
31
31
Gambar 2.9 Bola yang Tercelup dalam Fluida Kental ..................................
33
Gambar 2.10 Fluida Mengalir pada Sebuah Pipa...........................................
35
Gambar 2.11 Tandon Air Berlubang..............................................................
36
Gambar 2.12 Aliran Udara pada Sayap ............................................................
37
Gambar 3.1 Prosedur Pengembangan Borg and Gall ....................................
42
Gambar 4.1 Contoh Revisi dari Validator Materi .........................................
72
Gambar 4.2 Contoh Revisi dari Validator Materi ..........................................
72
Gambar 4.3 Contoh Revisi dari Validator Bahasa .........................................
74
Gambar 4.4 Contoh Revisi dari Validator Media ..........................................
75
Gambar 4.5 Histogram Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ..............
99
Gambar 4.6 Histogram Peningkatan Penguasaan Konsep Fluida Statis ........
100
Gambar 4.7 Histogram Peningkatan Penguasaan Konsep Fluida Dinamis ...
101
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
Angket Analisis Kebutuhan Guru ........................................................
111
2
Angket Analisis Kebutuhan Siswa ......................................................
115
3
Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Guru ................................................
119
4
Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Siswa ...............................................
122
5
Kisi-Kisi TOLT ....................................................................................
125
6
TOLT ...................................................................................................
132
7
Hasil TOLT ..........................................................................................
138
8
Uji Validator Bahasa .............................................................................
140
9
Uji Validator Materi ..............................................................................
145
10
Uji Validator Media ..............................................................................
154
11
Lembar Penilaian Produk .....................................................................
164
12
Keterbacaan Modul Fisika ...................................................................
168
13
Validasi Guru (praktisi) .......................................................................
169
14
Soal Uji Coba Fluida Statis ..................................................................
173
15
Soal Uji Coba Fluida Dinamis ..............................................................
178
16
Rubrik Soal Uji Coba Fluida Statis ......................................................
183
17
Rubrik Soal Uji Coba Fluida Dinamis .................................................
188
18
Hasil Uji Coba Fluida Statis dan Dinamis ...........................................
194
19
Silabus ..................................................................................................
196
20
RPP Kelas X ........................................................................................
201
21
RPP Kelas XI ........................................................................................
227
22
Nilai Pretetst Kelas Kontrol dan Eksperimen ......................................
245
23
Nilai Posttest Kelas Kontrol dan Eksperimen ......................................
249
24
Soal Pretetst Fluida Dinamis ...............................................................
254
25
Soal Pretetst Fluida Statis .....................................................................
256
26
Nilai Kognitif KB 1-5 ...........................................................................
259
27
Nilai Sikap ...........................................................................................
269
28
Lembar Observasi Sikap ......................................................................
279
xvi
29
Nilai Keterampilan................................................................................
281
30
Lembar Observasi Keterampilan .........................................................
286
31
Analisis Soal Uji Coba Fluida Statis Dinamis ......................................
288
32
Kisi-Kisi Soal Uji Kompetensi Modul .................................................
290
33
Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ...........................................
307
34
Peningkatan Penguasaan Konsep .........................................................
308
35
Angket Penyebaran Modul ...................................................................
309
36
Perhitungan Kriteria Kelayakan Modul ................................................
311
37
Hasil Penelitian Uji Coba Lapangan ....................................................
316
38
Uji Homogenitas ...................................................................................
317
39
Hasil Uji Dua Rata-Rata .......................................................................
319
40
Masukan Validator Ahli .......................................................................
322
41
Hasil Validasi Uji Coba Kecil ..............................................................
344
42
Hasil Validasi Penyebaran Modul ........................................................
345
43
Foto-Foto Penelitian .............................................................................
346
xvii
DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh:
Prihantoro Eko Sulistyo
NIM S831408027
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul “ Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive
Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan
Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida” ini adalah karya
penelitian saya sendiri dan bebas plagiasi, 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 ini yang disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ini, saya
bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan
(Permendiknas No. 17, Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum
ilmiah lain harus seizin dan meyertakan tim pembimbing sebagai author
dan FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurangkurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak
melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, Program
Magister Pascasarjana UNS studi Pendidikan Sains, FKIP UNS berhak
mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh program studi
pendidikan sains, FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, saya bersedia mendapat sanksi akademik yang
berlaku.
Surakarta, ..................
Yang membuat pernyataan,
Prihantoro Eko Sulistyo
NIM 831408027
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INTERACTIVE
DEMONSTRATION UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA SMA/MA
PADA MATERI MEKANIKA FLUIDA
HALAMAN PERSETUJUAN
TESIS
Oleh:
Prihantoro Eko Sulstyo
NIM S831408027
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
.......................
............. 2016
.......................
............. 2016
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D.
Pembimbing
NIP 19520915 197603 2 001
Dr. Sarwanto, M.Si
Kopembimbing
NIP. 19690901 199403 1 002
Telah dinyatakan memenuhi syarat
pada tanggal ……………. 2016
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.
NIP 19681124 199403 1 001
iii
iv
MOTTO
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)
yang lain”( QS. Al Insyiroh : 5-7 )
“Segala sesuatu yang diperjuangkan dengan sungguh-sungguh, pasti akan
memberi manfaat bagi yang memperjuangkan” (Penulis)
v
PERSEMBAHAN
Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayahNya, penulis mempersembahkan tesis ini
kepada:
Ibu dan Bapak tercinta atas do’a dan kasih sayangnya yang tak pernah putus
diberikan kepada anak-anaknya
Saudara dan sahabat yang selalu memberikan semangat yang selalu terselip
dalam bentuk kata-kata dan tindakan
Teman-teman Pendidikan Sains Minat Utama Fisika angkatan 2014 yang selalu
menjadi tempat berbagi, dan selalu memberi inspirasi
vi
Prihantoro Eko S. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Interactive
Demonstration untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan
Penguasaan Konsep Siswa pada Materi Mekanika Fluida . 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
Hasil daya serap UN 2014 pada materi mekanika fluida di wilayah
Surakarta menggambarkan masih rendahnya pemahaman konsep siswa dan
tingkat berpikir siswa. Penelitian ini bertujuan: (1) mendeskripsikan karakteristik
modul Fisika berbasis interactive demonstration; (2) mengetahui kelayakan modul
Fisika berbasis interactive demonstration; (3) mengetahui efektivitas modul Fisika
berbasis interactive demonstration untuk meningkatkan keterampilan berpikir
kritis dan penguasaan konsep siswa pada materi mekanika fluida.
Penelitian pengembangan ini menggunkan model Borg and Gall yang
dirangkum oleh Tim Puslitjaknov (2008). Tahapan penelitian ini terdiri dari
analisis modul yang dikembangakan, mengembangkan draf modul awal, validasi
modul, uji coba terbatas dan revisi, uji coba lapangan dan revisi, dan diseminasi.
Modul disusun dengan tahapan Interactive Demonstration menurut Sokoloff &
Thornton yang terdiri dari demonstrasi awal, prediksi individu, prediksi
kelompok, prediksi kelas, prediksi akhir, demonstrasi hasil. Modul ini dinilai
berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, bahasa, serta diuji coba pada
kelas kecil dan besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika.
Instrumen penelitian yang digunakan adalah angket, lembar observasi, lembar
validasi, dan tes. Analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif,
kualitatif, cut off dan N-Gain .
Hasil penelitian ini sebagai berikut: (1) karakteristik modul fisika yang
dikembangkan memuat tahapan pembelajaran berbasis Interactive Demonstration
pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator keterampilan
berpikir kritis. Modul dilengkapi dengan penyampaian konsep melalui
demonstrasi sederhana; (2) modul layak berdasarkan penilaian ahli materi, ahli
media, ahli bahasa, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai
rata-rata 82,13 lebih besar dari nilai cut off 80,35. Serta didukung dengan respon
dari siswa dengan nilai 94,3% di atas nilai cut off 89,5% dalam kategori baik dan
hasil penyebaran dengan nilai 22,9% di atas nilai cut off 22,5% dalam
mengkategorikan baik; (3) keterampilan berpikir kritis siswa setelah
menggunakan modul Fisika berbasis Interactive Demonstration mengalami
peningkatan dalam kategori sedang dengan N-Gain sebesar 0,39. Peningkatan
penguasaan konsep siswa pada materi fluida statis 0,45 sedangkan untuk fluida
dinamis 0,35.
Kata kunci: modul fisika, Interactive Demonstration, keterampilan berpikir kritis,
penguasaan konsep
vii
Prihantoro Eko S. 2016. The Development of Interactive Demonstration
Physics Module on Fluids Mechanic to Increase Critical Thinking and
Concept Comprehesion for Student. Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A.,
Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si.. Thesis. Sains Education Magister
Department, Sebelas Maret University of Surakarta.
ABSTRACT
The UN (2014) result showed that students’ poor achievement at
Indonesia indicated their weak intellective ability. This research aims to: (1)
describe the characteristics of Interactive Demonstration Physics Module issues to
increase the critical thingking skills and concept comprehesion a fluids mechanic
material; (2) develop Interactive Demonstration Physics Module which feasible to
increase the critical thingking skills in a rotational dynamics and rigid body
material; (3) determine the effectiveness of Interactive Demonstration Physics
Module to increase student’s critical thinking and concept comprehesion .
This research method was R&D with model Borg and Gall proposed by
Tim Puslitjaknov (2008). Model Borg and Gall by Tim Puslitjaknov consists of
(1) analyzing the product to be developed, (2) development of preliminary
product, (3) expert validation and revision, (4) small-scale field trials and product
revision, (5) large-scale field trials and product revision, (6) Dessiminate. The
module was arranged with stage of Interactive Demonstration which were
demontration firt early, individual formulating prediction, group formulating
prediction, class formulating prediction and finale, result demontration,
confirmation and reflektion. In addition, this module was also equipped with a
critical thingking skills. The data collecting by using questionnaires for research
needs, validation sheets, critical thingking skills tests, questionnaires
psychomotor, affective questionnaire, questionnaire responses and questionnaire
disseminate. Analysis of the data used on defining stage were descriptive data
analysis.
The results of this study as follows: (1) the characteristics of Interactive
Demonstration module loaded with stage Interactive Demonstration and each
learning activities using indicators of critical thingking skills; (2) module were
categorized as proper based on materials experts, media specialists, linguists,
physics teacher, and peer review that showed the average score of 82,13 >
minimum score of proper level 80,35. The modul was supported by the response
of students with good results and disseminate results that categorized module is
very good; (3) critical thingking skills of students after using the
multirepresentation – Problem based learning physics module material had
increased in the medium category with N-Gain of 0.35.
Keywords: Physics module, Interactive Demonstration, Critical thingking skills,
Concept Coprehesion
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
“Pengembangan Modul Fisika Multirepresentasi Berbasis PBL pada Materi
Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar untuk Meningkatkan
Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA/MA Kelas XI” dengan sebaikbaiknya.
Dalam penulisan tesis ini, penulis menyadari tidak akan selesai tanpa
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati
penulis memberikan ucapan terima kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan UNS yang telah memberikan ijin penelitian dalam menyelsaikan
tesis ini.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si, selaku Ketua Program Studi Magister
Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk dan dorongan
sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan
3.
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing I yang telah
membantu memberikan ilmu, arahan, motivasi dan dorongan semangat dalam
penyelesaian tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, M. Si, selaku Dosen pembimbing II yang telah mengarahkan
dan memberi arahan serta semangat dalam penyelesaian tesis ini.
5.
Bapak-Ibu Dosen Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah
memberikan ilmu selama penulis menempuh pendidikan kuliah di Program
Pascasarjana
6.
MAN 1 Surakarta, khususnya kepada Bapak Agus Nugruho, S.Pd dan Bapak
Sugiarto yang banyak membantu proses penelitian yang dilakukan penulis
7.
Siswa-siswa kelas XI MAN 1 Surakarta atas bantuannya dalam pelaksanaan
penelitian ini
8.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
memberikan bantuan dalam penyelesaian tesis ini
ix
Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini masih memiliki banyak
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
penulis harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan tesis ini. Penulis
berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi kebaikan pembaca dalam dunia
pendidikan.
Surakarta,
Desember 2016
Penulis
Prihantoro Eko S
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN ORISINALITAS .......................................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................
iii
HALAMAN MOTTO ...................................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ...............................................................................
vi
HALAMAN ABSTRACT ..............................................................................
vii
HALAMAN PRAKATA ..............................................................................
ix
DAFTAR ISI .................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xvi
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ..............................................................
1
B. Rumusan Masalah .......................................................................
6
C. Tujuan Pengembangan ................................................................
6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ......................................
7
E. Pentingnya Pengembangan .........................................................
7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ...................................
7
G. Definisi Operasional ....................................................................
8
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR .....................
10
A. Landasan Teori ............................................................................
10
B. Penelitian yang Relevan ..............................................................
37
C. Kerangka Berpikir .......................................................................
38
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................
41
A. Jenis Penelitian ............................................................................
41
B. Prosedur Penelitian dan Pengembangan .....................................
41
BAB IV HASIL PENELITIAN .....................................................................
58
A. Hasil Studi Pendahuluan .............................................................
58
xi
B. Pengembangan Produk ................................................................
62
C. Pengujian Produk ........................................................................
80
D. Penyebaran Produk .......................................................................
88
E. Pembahasan ..................................................................................
89
BAB V SIMPULAN DAN SARAN .............................................................
104
A. Simpulan ......................................................................................
104
B. Implikasi .......................................................................................
105
C. Saran ............................................................................................
105
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
107
LAMPIRAN ..................................................................................................
111
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Urutan Tingkat Pembelajaran Level of Inquiry...............................
14
Tabel 2.2 Kisi Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking ...............................
15
Tabel 2.3 Perbedaan Antara Buku Teks Biasa dengan Modul......................
18
Tabel 2.4 Indikator Berpikir Kritis.................................................................
24
Tabel 3.1 Kisi-Kisi Soal Test Of Logical Thinking .............................................
44
Tabel 3.2 Kategori Skor TOLT......................................................................
45
Tabel 3.3 Pola Keterkaitan skor TOLT dan Level of Inquiry.......................
45
Tabel 3.4 Kriteria Kelayakan Modul ............................................................
47
Tabel 3.5 Kriteria Kelayakan Modul .............................................................
48
Tabel 3.6 Kategori Kemampuan Sikap ..........................................................
49
Tabel 3.7 Kategori Kemampuan Ketrampilan ...............................................
49
Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Validitas ............................................................
51
Tabel 3.9 Hasil Validasi Soal .........................................................................
51
Tabel 3.10 Kriteria Tingkat Kesukaran ........................................................
53
Tabel 3.11 Hasil Tingkat Kesukaran soal Uji Coba ............................................
53
Tabel 3.12 Hasil Daya Beda Soal Uji Coba ...................................................
54
Tabel 3.13 Klisifikasi Uji Gain ......................................................................
54
Tabel 3.14 Desain Penelitian Eksperimen .....................................................
55
Tabel 4.1 Rangkuman Hasil Angket Permasalahan Siswa ............................
59
Tabel 4.2 Rangkuman Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa ...................
61
Tabel 4.3 Kompetensi Dasar Aspek Pengetahuan dan Indikator ...................
63
Tabel 4.4 Revisi Validator Materi ..................................................................
70
Tabel 4.5 Revisi Validator Bahasa .................................................................
73
Tabel 4.6 Revisi Validator Media ..................................................................
75
Tabel 4.7 Revisi dari Reviewer ......................................................................
76
Tabel 4.8 Revisi dari Peer Reviewer ..............................................................
Tabel 4.9 Revisi Uji Coba Kecil ....................................................................
77
78
Tabel 4.10 Rangkuman Hasil Validasi...........................................................
78
Tabel 4.11 Rangkuman Hasil penilaian Uji Coba Kecil.................................
79
xiii
Tabel 4.12 Rangkuman Hasil Keterbacaan Siswa.......................................
79
Tabel 4.13 Hasil Pretest Siswa Fluida Statis .................................................
81
Tabel 4.14 Hasil Pretest Siswa Fluida Dinamis...........................................
Tabel 4.15 Nilai Postest pada Materi Fluida Statis ........................................
81
82
Tabel 4.16 Nilai Postest pada Materi Fluida Dinamis ...................................
82
Tabel 4.17 Nilai N Gain pada Materi Fluida Statis ........................................
82
Tabel 4.18 Nilai N Gain pada Materi Fluida Dinamis ...................................
83
Tabel 4.19 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Statis ............................................
83
Tabel 4.20 Nilai Sikap pada Kelas Fluida Dinamis .......................................
83
Tabel 4.21 Nilai Keterampilan .......................................................................
84
Tabel 4.22 Nilai Hasil Belajar Aspek Pengetahuan .......................................
84
Tabel 4.23 Hasil Pretest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa... ....................
84
Tabel 4.24 Hasil Postest Keterampilan Berpikir Kritis Siswa.....................
85
Tabel 4.25 Nilai N gain Keterampilan Berpikir Kritis...................................
85
Tabel 4.26 Hasil Penilaian Produk pada Uji Coba Lapangan ........................
86
Tabel 4.27 Rangkuman Respon Siswa Terhadap Produk.............................
86
Tabel 4.28 Rangkuman Saran dari Uji Coba Lapangan...............................
87
Tabel 4.29 Rangkuman Saran pada Tahap Penyebaran Produk ....................
88
Tabel 4.30 Hasil Penilaian Produk pada Tahap Penyebaran..........................
89
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Balok Dicelupkan dalam Fluida.................................................
25
Gambar 2.2 Alat Pengukur Tekanan pada Fluida ..........................................
25
Gambar 2.3 Benda Diam dalam Fluida ..........................................................
26
Gambar 2.4 Alat Pengangkat Mobil Hidrolik ................................................
27
Gambar 2.5 Alat Ukur Tekanan Udara ..........................................................
28
Gambar 2.6 Balok yang Tenggelam dalam Fluida.........................................
29
Gambar 2.7 Jarum Diangkat dari Permukaan Fluida..................................
Gambar 2.8 Meniskus ...................................................................................
31
31
Gambar 2.9 Bola yang Tercelup dalam Fluida Kental ..................................
33
Gambar 2.10 Fluida Mengalir pada Sebuah Pipa...........................................
35
Gambar 2.11 Tandon Air Berlubang..............................................................
36
Gambar 2.12 Aliran Udara pada Sayap ............................................................
37
Gambar 3.1 Prosedur Pengembangan Borg and Gall ....................................
42
Gambar 4.1 Contoh Revisi dari Validator Materi .........................................
72
Gambar 4.2 Contoh Revisi dari Validator Materi ..........................................
72
Gambar 4.3 Contoh Revisi dari Validator Bahasa .........................................
74
Gambar 4.4 Contoh Revisi dari Validator Media ..........................................
75
Gambar 4.5 Histogram Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ..............
99
Gambar 4.6 Histogram Peningkatan Penguasaan Konsep Fluida Statis ........
100
Gambar 4.7 Histogram Peningkatan Penguasaan Konsep Fluida Dinamis ...
101
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
Angket Analisis Kebutuhan Guru ........................................................
111
2
Angket Analisis Kebutuhan Siswa ......................................................
115
3
Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Guru ................................................
119
4
Rekap Hasil Analisis Kebutuhan Siswa ...............................................
122
5
Kisi-Kisi TOLT ....................................................................................
125
6
TOLT ...................................................................................................
132
7
Hasil TOLT ..........................................................................................
138
8
Uji Validator Bahasa .............................................................................
140
9
Uji Validator Materi ..............................................................................
145
10
Uji Validator Media ..............................................................................
154
11
Lembar Penilaian Produk .....................................................................
164
12
Keterbacaan Modul Fisika ...................................................................
168
13
Validasi Guru (praktisi) .......................................................................
169
14
Soal Uji Coba Fluida Statis ..................................................................
173
15
Soal Uji Coba Fluida Dinamis ..............................................................
178
16
Rubrik Soal Uji Coba Fluida Statis ......................................................
183
17
Rubrik Soal Uji Coba Fluida Dinamis .................................................
188
18
Hasil Uji Coba Fluida Statis dan Dinamis ...........................................
194
19
Silabus ..................................................................................................
196
20
RPP Kelas X ........................................................................................
201
21
RPP Kelas XI ........................................................................................
227
22
Nilai Pretetst Kelas Kontrol dan Eksperimen ......................................
245
23
Nilai Posttest Kelas Kontrol dan Eksperimen ......................................
249
24
Soal Pretetst Fluida Dinamis ...............................................................
254
25
Soal Pretetst Fluida Statis .....................................................................
256
26
Nilai Kognitif KB 1-5 ...........................................................................
259
27
Nilai Sikap ...........................................................................................
269
28
Lembar Observasi Sikap ......................................................................
279
xvi
29
Nilai Keterampilan................................................................................
281
30
Lembar Observasi Keterampilan .........................................................
286
31
Analisis Soal Uji Coba Fluida Statis Dinamis ......................................
288
32
Kisi-Kisi Soal Uji Kompetensi Modul .................................................
290
33
Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis ...........................................
307
34
Peningkatan Penguasaan Konsep .........................................................
308
35
Angket Penyebaran Modul ...................................................................
309
36
Perhitungan Kriteria Kelayakan Modul ................................................
311
37
Hasil Penelitian Uji Coba Lapangan ....................................................
316
38
Uji Homogenitas ...................................................................................
317
39
Hasil Uji Dua Rata-Rata .......................................................................
319
40
Masukan Validator Ahli .......................................................................
322
41
Hasil Validasi Uji Coba Kecil ..............................................................
344
42
Hasil Validasi Penyebaran Modul ........................................................
345
43
Foto-Foto Penelitian .............................................................................
346
xvii