PENGEMBANGAN PERANGKAT PEMBELAJARAN FISIKA BERBASIS EMPAT PILAR PENDIDIKAN MELALUI OUTDOOR – INQUIRY UNTUK MENINGKATKAN KEBIASAAN BEKERJA ILMIAH PADA MATERI MOMEN GAYA, FLUIDA, DAN KESEIMBANGAN STATIS DI IKIP PGRI PONTIANAK.

PENGEMBANGAN PERANGKAT PEMBELAJARAN FISIKA BERBASIS EMPAT
PILAR PENDIDIKAN MELALUI OUTDOOR – INQUIRY UNTUK MENINGKATKAN
KEBIASAAN BEKERJA ILMIAH PADA MATERI MOMEN GAYA, FLUIDA, DAN
KESEIMBANGAN STATIS DI IKIP PGRI PONTIANAK

TESIS
Untuk memenuhi sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Pendidikan
Program Studi Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan Fisika

Oleh:
SYARIF LUKMAN HAKIM ALSAGAF
NIM S831208084

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016

H,{LAMAN PENGBSAHAN

PENGEMBANG AN PERANG KAT PEMBELAJARAN FISTKA BERBASTS EMPAT

PILAR

P

END ID I KAN M

E

LALU I

OU

TD O O R- I N QUI RT

UNTUK ME NUMBTIHKAI\

KEBIASAAN BBKERJA ILMIAH PADA MATERI MOMEN GAYA, FLUIDA, DAN

KESEIMBANGAII STATIS DI IKIP PGRI PONTIANAK

TESIS

Oleh

SYARIF LT]KMAIY HAKIM ALSAGAF

Tanggal

Nama
Ketua

lFev'vrxp1 zo lI

Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si.
NIP I 9690901 199403 1002

0a,--f1

Sekretaris

Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D.
NrP l 9670802200012 100 I

Anggota

Prof. Dra. Suparmi, MA., Ph.D.

NIP

w.L(cyEr 2o Ib

\

ruB Pttllp( Za{L

1

FtfrBuaet Lbt6

195209 15197 6032001

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si"
NrP l 9681 t24t99403r001

Telah dipertahankan di depan penguji
dan dinyatakan telah.memenuhi syarat
Pada tangg ......4/..... -......2"0re

"l

FKIP UNS

'l

lz

Kepala Program Studi
Magister Pendidikan Sains

Dr. Moharnmad Masykuri, M.Si.
NIP 19681 124199403 1001

amto, M.Pd
1A1241 987021001

lll

PERSEMBAHAN

Tesis ini kupersembahkan kepada:
Istriku tercinta Eka Zakiah Alqadrie, puteriku
tersayang Aulia Izzatunnisa Secara khusus kepada
kedua orang tuaku: Syarif Tahir dan Syarifah
Farida beserta seluruh keluarga besarnya, kedua
mertuaku Syarif Muhammad Theo (alm) dan
Syarifah Nurjannah beserta saudaraku Syarif
Fadli dan Syarifah Mutia Utami terima kasih atas
do’a dan keikhlasanmu.

Motto
Man jadda wa jada
(Barang siapa bersungguh-sungguh akan mendapatkannya)
Man shobaro dzofiro
(Barang siapa bersabar akan beruntung)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil’alamin, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT,
atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan tesis ini yang berjudul “PENGEMBANGAN PERANGKAT
PEMBELAJARAN FISIKA BERBASIS EMPAT PILAR PENDIDIKAN
MELALUI OUTDOOR – INQUIRY UNTUK MENINGKATKAN KEBIASAAN
BEKERJA ILMIAH DI IKIP PGRI PONTIANAK”. Perangkat pembelajaran
yang

dikembangkan

meliputi

Satuan Acara Perkuliahan (SAP), Lembar

Kegiatan Mahasiswa (LKM), dan Buku Panduan Dosen.
Pembiasaan bekerja ilmiah merupakan kebiasaan yang dilakukan para
ilmuwan

dengan

menggunakan

metode

ilmiah

untuk

menyelesaikan

masalah sehingga mereka menemukan jawabannya. Bekerja ilmiah dalam
penelitian ini mencakup empat pilar pendidikan yang terdiri dari: learning to do,

learning to know, learning to live together dan learning to be. Seorang
mahasiswa dikatakan sudah memiliki kebiasaan bekerja ilmiah apabila keempat
pilar tersebut mengalami kenaikan atau minimalnya sama selama tiga kali
kegiatan.
Tesis ini diajukan dalam rangka

memenuhi salah satu syarat

untuk memperoleh Gelar Magister Pendidikan pada Program Pascasarjana,
Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1.

Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan FKIP UNS

2.

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains UNS dan dosen pembimbing yang telah membimbing
serta memberikan banyak masukan dalam penulisan tesis ini.

3.

Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang telah
membimbing serta memberikan banyak masukan dalam penulisan tesis ini.

4.

Teman-teman

seperjuangan

dan

semua

pihak

yang

telah

memberikan dukungan dan bantuannya kepada penulis dalam rangka
menyelesaikan tesis ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Dengan segala keterbatasan yang dimiliki, penulis menyadari sepenuhnya
bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pembaca demi
sempurnanya penulisan tesis ini.
Semoga tesis ini dapat memberi manfaat bagi para pembacanya. Amiin.

Surakarta,

Maret 2016

Penulis.

DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul .................................................................................................... i
Halaman Persetujuan ........................................................................................... ii

Halaman Pengesahan .......................................................................................... iii
Pernyataan Keaslian Tesis ................................................................................... iv
Halaman Persembahan ........................................................................................ v
Kata Pengantar .................................................................................................... vi
Daftar Isi ............................................................................................................. viii
Daftar Gambar .................................................................................................... x
Daftar Tabel ........................................................................................................ xi
Daftar Lampiran .................................................................................................. xii
Abstrak ............................................................................................................... xiv
Abstract .............................................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah .......................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................... 4
C. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 5
D. Spesifikasi Produk ................................................................................... 5
E. Definisi Istilah ......................................................................................... 6
F. Asumsi dan Keterbatasan ......................................................................... 6
G. Manfaat Penelitian ................................................................................... 7
BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 9
A. Kebiasaan Bekerja Ilmiah dalam Pembelajaran Fisika ............................. 9
B. Pembelajaran Fisika dengan Pendekatan Inkuiri sebagai Bentuk
Penjabaran Empat Pilar Pendidikan ......................................................... 11
1. Definisi Operasional Inkuiri Ilmiah ...................................................... 11
2. Keterampilan Proses Inkuiri Ilmiah dalam Pembelajaran ..................... 11
3. Kegiatan Laboratorium Fisika .............................................................. 13
4. Pendekatan Inkuiri sebagai Bentuk Penjabaran Empat Pilar
Pendidikan .......................................................................................... 16
C. Pembelajaran Inkuiri Melalui Kegiatan Luar Ruangan (outdoor inquiry) .. 18

viii

D. Teori Belajar ........................................................................................... 19
1. Teori Pembelajaran Konstruktivisme ................................................... 19
2. Teori Perkembangan Berpikir Piaget .................................................... 20
3. Teori Vygotsky .................................................................................... 21
4. Teori David Ausubel ............................................................................ 22
E. Model Pengembangan Perangkat Pembelajaran ........................................ 23
1. Model 4-D ........................................................................................... 23
2. Model Kemp ........................................................................................ 23
3. Model Dick dan Carey ......................................................................... 24
F. Materi Fisika Dasar .................................................................................. 24
G. Penelitian yang Relevan .......................................................................... 30
H. Kerangka Berpikir ................................................................................... 34
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 36
A. Jenis Penelitian ........................................................................................ 36
B. Model Pengembangan .............................................................................. 36
C. Subjek Penelitian ..................................................................................... 45
D. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 46
E. Teknik Analisis Data ................................................................................ 47
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 50
A. Hasil Penelitian dan Pengembangan ........................................................ 50
1. Hasil Tahap Analisis Kebutuhan .......................................................... 50
2. Hasil Tahap Desain Produk .................................................................. 51
3. Hasil Tahap Development dan Implementasi ........................................ 52
4. Hasil Tahap Evaluation ........................................................................ 57
B. Pembahasan Hasil Penelitian ................................................................... 57
BAB V PENUTUP ............................................................................................. 70
A. Kesimpulan ............................................................................................. 70
B. Saran ....................................................................................................... 71
Daftar Pustaka ..................................................................................................... 72

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

2.1 Kerangka Penjabaran Empat Pilar Pendidikan Dalam Pembelajaran Sains
Dengan Pendekatan Inkuiri .......................................................................... 18
2.2 Kerangka Berpikir ......................................................................................... 35
3.1 Bagan Desain Penelitian ................................................................................ 37
4.1 Peningkatan Keterampilan Proses Sains (Learning to do) .............................. 58
4.2 Peningkatan Indikator Keterampilan Proses Sains (Learning to do) ............... 60
4.3 Peningkatan Keterampilan Proses Sains (Learning to know) .......................... 62
4.4 Peningkatan Keterampilan Kerja Kelompok (Learning to live together) ........ 63
4.5 Peningkatan Kemampuan Bekerja Ilmiah (Learning to be) ............................ 65

x

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

3.1 Matrik Pengembangan LKM ......................................................................... 41
4.1 Daftar Hasil Pengembangan LKM 1 .............................................................. 52
4.2 Daftar Hasil Pengembangan LKM 2 .............................................................. 53
4.3 Daftar Hasil Pengembangan LKM 3 .............................................................. 54
4.4 Daftar Hasil Pengembangan SAP .................................................................. 55
4.5 Daftar Hasil Pengembangan Soal Pemahaman Konsep .................................. 56
4.6 Penilaian Keterampilan Proses Sains ............................................................. 58
4.7 Analisis Peningkatan Indikator Keterampilan Proses Sains ............................ 59
4.8 Penilaian Pemahaman Konsep ....................................................................... 61
4.9 Penilaian Kemampuan Kerja Kelompok ........................................................ 63
4.10 Penilaian Pembiasaan Bekerja Ilmiah .......................................................... 64
4.11 Respon Sikap Mahasiswa ............................................................................ 58

xi

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran

Halaman

1.

Angket Analisis Kebutuhan Dosen ............................................................... 76

2.

Angket Analisis Kebutuhan Mahasiswa ........................................................ 77

3.

Hasil Angket Analisis Kebutuhan Dosen ...................................................... 79

4.

Hasil Angket Analisis Kebutuhan Mahasiswa .............................................. 80

5.

Pengembangan LKM 1 ................................................................................. 81

6.

Pengembangan LKM 2 ................................................................................. 103

7.

Pengembangan LKM 3 ................................................................................. 124

8.

Satuan Acara Perkuliahan 1 .......................................................................... 144

9.

Satuan Acara Perkuliahan 2 .......................................................................... 146

10. Satuan Acara Perkuliahan 3 .......................................................................... 148
11. Buku Dosen ................................................................................................. 151
12. Format Lembar Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do)
LKM 1 .......................................................................................................... 159
13. Format Lembar Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do)
LKM 2 .......................................................................................................... 160
14. Format Lembar Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do)
LKM 3 .......................................................................................................... 161
15. Soal Pemahaman Konsep (Learning to know) LKM 1 .................................. 162
16. Soal Pemahaman Konsep (Learning to know) LKM 2 .................................. 165
17. Soal Pemahaman Konsep (Learning to know) LKM 3 .................................. 168
18. Format Penilaian Kemampuan Kerja Kelompok (Learning to live together) . 172
19. Format Penilaian Kemampuan Bekerja Ilmiah (Learning to be) ................... 173
20. Angket Respon Mahasiswa .......................................................................... 174
21. Hasil Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 1 ............ 176
22. Hasil Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 2 ............ 177
23. Hasil Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 3 ............ 178
24. Analisis Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 1 ........ 179
25. Analisis Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 2 ........ 180
26. Analisis Penilaian Keterampilan Proses Sains (Learning to do) LKM 3 ........ 181

xii

27. Analisis Peningkatan Keterampilan Proses Sains (Learning to do) ............... 182
28. Hasil Penilaian Kemampuan Pemahaman Konsep (Learning to know) ......... 183
29. Hasil Penilaian

Kemampuan Kerja Kelompok (Learning to live

together) LKM 1 .......................................................................................... 184
30. Hasil Penilaian

Kemampuan Kerja Kelompok (Learning to live

together) LKM 2 .......................................................................................... 185
31. Hasil Penilaian

Kemampuan Kerja Kelompok (Learning to live

together) LKM 3 .......................................................................................... 186
32. Hasil Kemampuan Bekerja Ilmiah (Learning to be) ...................................... 187
33. Hasil Respon Sikap Mahasiswa .................................................................... 188

xiii

Hakim, Lukman. 2016. Pengembangan Perangkat Pembelajaran Fisika Berbasis
Empat Pilar Pendidikan Melalui Outdoor – Inquiry untuk Meningkatkan
Kebiasaan Bekerja Ilmiah pada Materi Momen Gaya, Fluida, dan Keseimbangan
Statis di IKIP PGRI Pontianak. Tesis. Program Studi Pendidikan Sains. Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret. Pembimbing: I. Prof. Suparmi, MA., Ph.D.; II.
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.
ABSTRAK
Empat pilar pendidikan dalam pembelajaran fisika yang tercantum dalam
kurikulum 2006 perlu diperhatikan, namun dalam kurikulum tersebut tidak dijelaskan
penjabarannya. Keterbatasan sarana laboratorium juga menjadi kendala dalam
mendukung pembelajaran Fisika. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan
perangkat pembelajaran Fisika (LKM, SAP dan Buku Dosen) yang berbasis empat
pilar pendidikan melalui kegiatan luar ruangan (outdoor-inquiry) untuk meningkatkan
kebiasaan bekerja ilmiah mahasiswa IKIP PGRI Pontianak.
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan (Research and
Development). Model pengembangan yang digunakan adalah model 4-D. Tahap model
4-D adalah define (pendefinisian), design (perencanaan), develop (pengembangan),
dan disseminate (penyebaran). Penelitian ini hanya sampai pada tahap develop karena
keterbatasan waktu. Pengujian efektivitas perangkat pembelajaran dengan
menggunakan ketuntasan nilai kognitif mahasiswa. Selanjutnya untuk mengetahui
peningkatan kebiasaan bekerja ilmiah adalah dengan membandingkan kebiasaan
bekerja ilmiah mahasiswa sebelum menggunakan perangkat pembelajaran dan
mahasiswa setelah menggunakan perangkat pembelajaran Pengumpulan data pada
penelitian ini menggunakan angket, lembar validasi, lembar observasi, dan soal tes. Uji
hipotesis menggunakan uji t atau uji beda rerata.
Hasil penelitian menunjukan bahwa pengembangan perangkat pembelajaran
dapat dilakukan melalui uji coba bertingkat secara individu, kelompok kecil dan
kelompok besar. Profil ketrampilan proses sains mahasiswa (learning to do)
meningkat pada pelaksanaan LKM 01, LKM 02 dan LKM 03 dengan gain 0,29 dan
0,38. Pemahaman konsep mahasiswa (learning to know) meningkat pada pelaksanaan
LKM 01, LKM 02 dengan gain 0,10 tetapi menurun pada pelaksanaan LKM 03
dengan gain - 0,09. Kemampuan bekerja kelompok mahasiswa (learning to live
together) meningkat dengan gain 0,14 dan 0,50. Pembiasaan bekerja ilmiah (learning
to be) meningkat dengan gain 0,18 dan 0,23. Kesimpulan dari penelitian ini bahwa
pengembangan perangkat dapat dilakukan melalui uji coba bertingkat dan hasil
penerapan perangkat dapat menunjukan kecenderungan pembiasaan bekerja
ilmiah pada diri mahasiswa mulai tumbuh. Respon sikap mahasiswa terhadap
perangkat pembelajaran secara umum baik dan sangat baik
Kata kunci : Pengembangan Perangkat Pembelajaran Fisika, Empat Pilar Pendidikan,
Outdoor-Inquiry, Kebiasaan Bekerja Ilmiah

Hakim, Lukman. 2016. Development of Physics Instruction Instrument Based on
Four Education Pilars Through Outdoor – Inquiry to improve Scientific Work
Habits Of The Moment Style, Fluid, And Static Balance In IKIP PGRI
Pontianak.THESIS. Postgraduate Studies of Sebelas Maret University. Supervisors:
I. Prof. Suparmi, MA., Ph.D.; II. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.
ABSTRACT
The four pillars of education in the learning of physics listed in the curriculum
in 2006 need to be considered, but the curriculum is not explained how its formulation.
Limitations of laboratory facilities is also an obstacle in supporting the learning of
Physics. This research aims to develop a learning device (MFI, SAP and Book
Lecturer) and to determine the habituation profile of scientific work with learning
device physics-based four pillars of education through outdoor activities (outdoorinquiry) to increase scientific work habits in IKIP PGRI Pontianak.
This research is Research and Development. The development model that used
is 4-D model. The stage of 4-D model are define, design, develop, and disseminate.
But, for this research only until develop stage because of time limitations. Testing the
effectiveness of the learning modules in physics by completeness students’s cognitive
value. Furthermore, to determine the increase of students’s scientific working habits is
by compare students’s scientific working habits before using the module and students
after using the module. Collecting data in this research using a questionnaire, validation
sheets, observation sheets, and test questions. Hypothesis testing using t test or a
different test average.
The results showed that the physics instruction instrument based four education
pillars effective in learning physics. This is evident from completeness students’s
cognitive value. There’s 61,76% of all student can reach KKM. Student science process
skills (learning to do) increased in the implementation of MFI 01, MFI 02, and MFI 03
with a gain of 0.29 and 0.38. Understanding the concept of students (learning to know)
increased in the implementation of MFI 01, MFI 02 with a gain of 0.10 but decreased in
the implementation of the 03 MFIs with a gain - 0.09. Ability to work groups of
students (learning to live together) increases with a gain of 0.14 and 0.50. Habituation
scientific work (learning to be) increases with a gain of 0.18 and 0.23. The conclusion
from this study that the development of devices can be done through a trial-rise and the
result of applying the device can show the tendency to self habituation scientific work
of students began to grow. Response to student attitudes towards the education in
general, good and excellent.
Keywords : Development of Physics Instruction Instrument, Outdoor-Inquiry,
The Four Pillars of Education, Scientific Work Habits