PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU SMP/MTs KELAS VII BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING DENGAN TEMA AIR LIMBAH TETES TEBU UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA.
PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU SMP/MTs KELAS VII BERBASIS
PROBLEM BASED LEARNING DENGAN TEMA AIR LIMBAH TETES TEBU
UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA
TESIS
Disusun untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat
Magister Program Studi Pendidikan Sains
Oleh
Hermawan Agung Prasetya
S831402039
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul IPA Terpadu SMP/MTs. Kelas VII
Berbasis Problem Based Learning Dengan Tema Air Limbah Tetes Tebu untuk
Memberdayakan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa” ini adalah karya penelitian
saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah
diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara
tertulis digunakan sebagaimana acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam
sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat
plagiat dalam karya ini maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan
peraturan perundang-undangan.
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain
harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan Program Studi
Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS sebagai
institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan
sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau
keseluruhan
Tesis
ini,
maka Prodi
Magister Pendidikan
Sains
berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Magister
Pendidikan
Sains.
Apabila
saya
melakukan
pelanggaran
dari ketentuan
publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi yang berlaku.
Surakarta, Agustus 2016
Mahasiswa,
Hermawan Agung Prasetya
iv
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap syukur kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat
dan hidayah-Nya, sehingga Tesis ini dapat terselesaikan. Penyusunan Tesis ini dapat
terlaksana dengan baik dan lancar atas bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak baik
secara langsung maupun tidak langsung, oleh karena itu penulis mengucapkan terima
kasih kepada:
1.
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains Program Pascasarjana Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret sekaligus Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan dan bimbingan hingga terselesaikannya Tesis.
3.
Prof. Dr. Ashadi. selaku Dosen Pembimbing I atas masukan, saran, dan bimbingan
hingga terselesaikannya Tesis.
4.
Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., selaku validator ahli perangkat pembelajaran
5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd., selaku validator ahli materi isi modul
6.
Dr. Sukarmin, P.hD. selaku validator ahli pengembangan dan penyajian modul
7.
Sri Rahyu Ningsih, S.Pd., M.Pd selaku validator ahli bahasa modul.
8.
Dusanto, S.Pdi. selaku Kepala SMP IT Assa’idiyyah.
9.
Segenap jajaran dewan penguji yang telah memberikan masukan yang bersifat
membangun,
10. Muhammad Khoirul Umam, S.Pd., selaku guru IPA kelas VII SMP IT
Assa’idiyyah
11. Chairunnisa Lestari, S.Pd., selaku guru IPA kelas VIII SMP IT Assa’idiyyah
12. Siswa-siswi SMP IT Assa’idiyyah Tahun Pelajaran 2015/2016.
13. Teman-teman Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan 2014.
v
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis
mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga tesis
ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan, terutama bidang pendidikan. Amiin.
Surakarta,
Agustus 2016
Penulis,
vi
Hermawan, 2015. Pengembangan Modul IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII Berbasis
Problem Based Learning Dengan Tema Air Limbah Tetes Tebu Untuk
Memberdayakan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dr.
Ashadi, Pembimbing II: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. Program Studi Magister
Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) karakteristik modul IPA Terpadu
SMP/MTs Kelas VII dengan model Problem Based Learning tema Air Limbah Tetes
Tebu; 2) menguji kelayakan modul IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII dengan model
Problem Based Learning tema Air Limbah Tetes Tebu; 3) menguji keefektifan modul
IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII dengan model Problem Based Learning tema Air
Limbah Tetes Tebu dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis.
Penelitian pengembangan modul IPA Terpadu ini menggunakan dilakukan mengikuti
model R & D dari Thiagarajan yang terdiri dari 4 tahapan, yaitu pendefinisian
(define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran
(disseminate). Semua tahapan tersebut telah dilakukan sehingga data yang diperoleh
dianalisis lebih lanjut. Pada desain penelitian ini terdapat pretest sebelum diberi
perlakuan dan posttest setelah diberi perlakuan. Analisis data yang digunakan selama
pengembangan adalah analisis deskriptif, analisis kelayakan modul berdasarkan skor
kriteria, dan analisis tes kemampuan berpikir kritis, sikap dan psikomotor melalui Ngain score dari hasil pretest dan posttest.
Hasil penelitian disimpulkan bahwa: 1) pengembangan modul berbasis problem based
learning dengan tema air limbah tetes tebu mempunyai karakteristik modul dengan
kegiatan pembelajaran berbasis problem based learning yang dapat meningkatkan 5
kemampuan berpikir kritis diantaranya memberi penjelasan sederhana, membuat
inferensi, membangun ketrampilan dasar, mengatur taktik dan strategi, memberi
penjelasan lanjut. Peningkatan kemampuan berpikir kritis yang paling menonjol adalah
membangun ketrampilan dasar sedangkan keterampilan paling rendah peningkatannya
adalah memberi penjelasan lanjut. Adapun produk dinilai dengan kelayakan isi,
penyajian, Bahasa dan kegrafisan secara keseluruhan bernilai baik. 2) kelayakan modul
berbasis problem based learning pada aspek kelayakan isi dengan jumlah 97% dengan
kategori baik, aspek kelayakan penyajian dengan jumlah 97% dengan kategori baik,
aspek kelayakan bahasa dengan jumlah 94% dengan kategori sangat baik dan kelayakan
kegrafikan dengan jumlah 99% dengan kategori sangat baik. 3) hasil perhitungan Ngain memperoleh hasil 0,40 nilai tersebut menunjukkan bahwa kenaikan hasil
kemampuan berpikir kritis siswa dalam kategori “Sedang“. Hal ini menunjukkan
implementasi modul pembelajaran IPA SMP kelas VII berbasis problem based learning
dengan tema air limbah tetes tebu yang dapat memberdayakan kemampuan berpikir
kritis.
Kata kunci: modul IPA Terpadu, problem based learning, kemampuan berpikir kritis,
air limbah tetes tebu
vii
Hermawan. 2015 Development of the Problem Learning-Based Integrated Natural
Science Module to Improve the Students Critical Thinking Skills with the Theme of
Waste Water Molasse. Thesis: Advisor: Prof. Dr. Ashadi, Co-advisor: Dr. Mohammad
Masykuri, M.Si. Science Education Study Program, the Faculty of Teacher Training
and Education, Sebelas Maret University, Surakarta 2015.
ABSTRACT
The research aims to determinate: (1) the characteristics of the Problem
Learning-Based Integrated Natural Science Module to improve the students’ critical
thinking skills with the theme of molasse waste water, which can be used as the
learning source of 7th Class the students at Junior Secondary School; (2) the feasibility
of the Problem Learning-Based Integrated Natural Science Module to improve the
students’ critical thinking skills with the theme of Molasse Waste Water; (3) the
effectiveness of the Problem Learning-Based Integrated Natural Science Module to
improve the students’ critical thinking skills with the theme of Molasse Waste Water.
The research on the development of the Problem Learning-Based Integrated
Natural Science Module used the procedure claimed R & D by Thiagarajan into 4
phases, namely: 1) define, 2) design, 3) develop, and 4) disseminate. Researh desaign
used True-Eksperimental Design with type One Group Pretest-Postest Design. During
the development the data of research were analyzed by using the descriptive model of
analysis, the feasibility of the developed module was analyzed based on the scores of
criteria, and the critical thinking skills test, pschicomotor was analyzed by using N-gain
score from pretest and posttest.
The results of research are concluded: 1) development of module-based problem
based learning with the theme of waste water molasses has the characteristics of a
module with activity-based learning problem-based learning that can improve five
critical thinking skills of which gives a simple explanation, making inferences, building
the skills base, set of tactics and strategy, to explain further. Improved critical thinking
skills is the most prominent building skills in basic skills while the lowest increase was
giving further explanation. The products assessed the feasibility of the content,
presentation, language. 2) eligibility based modules problem based learning on the
feasibility aspect fill with the amount of 97% in both categories, feasibility aspects of
the presentation by the amount of 97% in both categories, feasibility aspects of the
language with the amount of 94% with very good categories and eligibility grafis with
the number of 99% to the category of very good. 3) N-gain calculation results obtained
results of 0.40 value indicates that the increase in the results of students critical thinking
skills in the category "Medium". This shows the module implementation class VII
junior high science teaching problem based learning based on the theme of molasses
wastewater to empower critical thinking skills.
Keywords: Integrated Natural Science Module, Problem Based Learning, Critical
Thinking Skills, and Molasse Waste Water.
viii
MOTTO
“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi
(pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu, Allah mengetahui,
sedang kamu tidak mengetahui” (Q.S Al-Baqarah 216)
"Apabila Anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka Anda telah berbuat baik
terhadap diri sendiri." (Benyamin Franklin)
ix
PERSEMBAHAN
Tesis ini dipersembahkan untuk orang-orang dekat yang saya sayangi :
-
Istriku tercinta, Khilmatun Nafis yang senantiasa memberi semangat dalam
masa-masa sulit,
Ibu dan Bapakku, yang telah memberikan kasih sayang yang sangat besar dan
tak mungkin bisa kubalas dengan apapun,
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .............................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................ iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN HAK PUBLIKASI ............... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................ v
ABSTRAK .............................................................................................. vii
ABSTRACT ............................................................................................. viii
MOTTO .................................................................................................. ix
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................. x
DAFTAR ISI .......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................ 8
C. Tujuan Penelitian ................................................................. 9
D. Spesifikasi Modul ................................................................ 9
E. Asumsi dan Keterbatasan ..................................................... 10
F. Definisi Istilah ...................................................................... 10
G. Manfaat Penelitian ............................................................... 11
BAB II. KAJIAN PUSTAKA
A. Landasan Teori .................................................................... 13
1. Teori Belajar .................................................................... 13
a. Teori Belajar Kognitif Piaget ..................................... 13
b. Teori Belajar Jerome Bruner ...................................... 13
c. Teori Konstruktivisme ............................................... 14
d. Teori Belajar David Ausubel ..................................... 14
2. Pembelajaran IPA Terpadu ................................................... 15
xi
a. Definisi Pembelajaran IPA Terpadu ................................ 15
b. Kelebihan dan Kelemahan IPA Terpadu ......................... 17
3. Problem Based Learning ...................................................... 18
a. Pengertian Problem Based Learning (PBL) .................... 18
b. Karakteristik PBL ............................................................ 19
c. Manfaat PBL .................................................................... 20
d. Sintaks PBL ..................................................................... 20
4. Model Keterpaduan IPA ....................................................... 22
5. Media Pembelajaran ............................................................. 25
6. Modul Pembelajaran IPA ..................................................... 28
a. Pengertian Modul Pembelajaran IPA ............................... 28
b. Karakteristik Modul Pembelajaran IPA ........................... 29
c. Komponen Modul ............................................................ 30
d. Penyusunan Modul........................................................... 31
e. Kelebihan dan Kelemahan Modul .................................... 33
f. Modul IPA Terpadu Berbasis PBL .................................. 34
7. Kemampuan Berpikir Kritis ................................................. 35
8. Kompetensi Dasar dan Air Limbah Tetes Tebu ................... 37
a. Kompetensi Dasar ............................................................ 37
b. Air Limbah Tetes Tebu .................................................... 37
c. Asam, Basa, dan Garam ................................................... 39
d. Metode Pemisahan Campuran ......................................... 41
e. Pencemaran Air ................................................................ 42
f. Dampak yang ditimbulkan oleh pencemaran air .............. 42
B. Penelitian yang Relevan ......................................................... 44
C. Kerangka Berpikir .................................................................. 49
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian .................................................................... 53
B. Prosedur Penelitian .............................................................. 53
1. Define (Pendefinisian) ..................................................... 55
2. Design (Perancangan) ...................................................... 57
3. Develop (Pengembangan) ................................................ 60
xii
4. Dissiminate (Penyebaran) ............................................... 68
C. Uji Produk ............................................................................ 68
D. Instrumen Penelitian ............................................................ 69
1. Jenis Data dan Instrumen Pengambilan Data................... 69
2. Instrumen Pembelajaran................................................... 70
E. Teknik Analisis Data ............................................................ 70
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Kajian Pendahuluan.................................................... 75
1. Pendefinisian .................................................................... 75
2. Perancangan (Design) ...................................................... 81
B. Pengembangan Produk......................................................... 87
C. Data Uji Coba ...................................................................... 98
1. Uji Coba Terbatas ............................................................ 98
2. Uji Coba Luas .................................................................. 99
D. Pembahasan ......................................................................... 100
1. Pendefinisian (Define) ..................................................... 100
2. Perancangan (Design) ...................................................... 104
3. Pengembangan (Develop) ................................................ 107
4. Penyebaran (Disseminate) ............................................... 117
E. Keterbatasan Penelitian ........................................................ 117
F. Kajian Produk Akhir ............................................................ 118
BAB V. KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................... 120
B. Implikasi .............................................................................. 120
C. Saran .................................................................................... 121
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 123
LAMPIRAN ............................................................................................. 126
DAFTAR TABEL
xiii
Tabel 2.1 Fase-fase Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah ................ 20
Tabel 2.2 Empat Model Pembelajaran IPA Terpadu yang Potensial ..... 22
Tabel 2.3 Aspek-aspek Kemampuan Berpikir Kritis .............................. 34
Tabel 3.1 Validitas Soal Kemampuan Berpikir Kritis ............................ 58
Tabel 3.2 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Penelitian ...................... 61
Tabel 3.3 Tingkat Kesukaran Uji Coba Soal .......................................... 62
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Soal Kemampuan Berpikir Kritis Siswa ... 63
Tabel 3.5 Instrumen Penelitian ............................................................... 66
Tabel 3.6 Kriteria Nilai Rerata Validasi Kelayakan Modul ................... 67
Tabel 3.7 Kriteria Nilai Rerata Uji Coba Terbatas ................................. 67
Tabel 3.8 Kriteria Nilai Rerata Uji Coba Lapangan ............................... 69
Tabel 3.9 Kriteria N-Gain Score ............................................................. 70
Tabel 3.10 Kriteria Nilai Rerata Penilaian Sikap ................................... 70
Tabel 4.1 Analisis SK dan KD................................................................ 75
Tabel 4.2 Analisis Kebutuhan SK dan KD Tema Air limbah tetes tebu 77
Tabel 4.3 Atribut Pembelajaran Berbasis PBL ....................................... 78
Tabel 4.4 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Isi Modul.............................. 82
Tabel 4.5 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Bahasa Modul ...................... 83
Tabel 4.6 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Penyajian Modul .................. 84
Tabel 4.7 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Penyajian Modul ................ 85
Tabel 4.8 Hasil Penilaian Modul oleh Siswa Kegiatan Uji Terbatas ...... 93
Tabel 4.9 Data Pretest dan Postest ......................................................... 104
Tabel 4.10 Hasil N-Gain score Kemampuan Berpikir Kritis ................. 106
DAFTAR GAMBAR
xiv
Gambar 2.1 Kerucut Pengalaman ........................................................... 24
Gambar 3.1 Model Pengembanga 4-D (Four-D Model) ........................ 50
Gambar 3.2 Model Keterpaduan Connected Pada Air Limbah Tetes .... 52
Gambar 4.1 Tampilan Sampul Modul .................................................... 86
Gambar 4.2.(a) Peta Kedudukan Modul ................................................. 88
Gambar 4.2.(b) Peta Konsep ................................................................... 88
Gambar 4.3 Peta Isi Modul ..................................................................... 89
Gambar 4.4.(a) Indikator Pembelajaran .................................................. 90
Gambar 4.4.(b) Ayo Mengamati ............................................................. 90
Gambar 4.5 “Mari Kita Analisis Masalah” dan
“Ayo Kita Berkelompok” .................................................. 91
Gambar 4.6.(a) “Mari Kita Bereksperimen” ........................................... 91
Gambar 4.6.(b) “Bagaimana Solusi Kalian” ........................................... 91
DAFTAR LAMPIRAN
xv
Lampiran 1 Hasil Analisis Uji Coba Soal............................................. .. 126
Lampiran 2 Hasil Angket Kebutuhan Guru ............................................ 127
Lampiran 3 Hasil Angket Kebutuhan Siswa........................................... 128
Lampiran 4 Hasil Analisis Bahan Ajar.................................................. . 129
Lampiran 5 Angket Kelayakan Isi Modul .............................................. 130
Lampiran 6 Hasil Penilaian Kelayakan Isi Modul .................................. 132
Lampiran 7 Angket Kelayakan Bahasa .................................................. 133
Lampiran 8 Hasil Penilaian Kelayakan Bahasa ...................................... 135
Lampiran 9 Angket Penilaian Kelayakan Penyajian .............................. 136
Lampiran 10 Hasil Penilaian Kelayakan Penyajian ................................ 138
Lampiran 11 Angket Penilaian Kelayakan Kegrafikan .......................... 139
Lampiran 12 Hasil Penilaian Kelayakan Kegrafikan ............................. 142
Lampiran 13 Hasil Penilaian Uji Coba terbatas...................................... 143
Lampiran 14 Kisi-kisi dan Soal Uji Coba............................................... 144
Lampiran 15 Hasil Analisis Posttest ....................................................... 156
Lampiran 16 Surat Keterangan Sekolah ................................................. 157
Lampiran 17 Dokumentasi penelitian ..................................................... 156
Lampiran 18 RPP .................................................................................... 160
xvi
PROBLEM BASED LEARNING DENGAN TEMA AIR LIMBAH TETES TEBU
UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA
TESIS
Disusun untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat
Magister Program Studi Pendidikan Sains
Oleh
Hermawan Agung Prasetya
S831402039
PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul IPA Terpadu SMP/MTs. Kelas VII
Berbasis Problem Based Learning Dengan Tema Air Limbah Tetes Tebu untuk
Memberdayakan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa” ini adalah karya penelitian
saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah
diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara
tertulis digunakan sebagaimana acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam
sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat
plagiat dalam karya ini maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan
peraturan perundang-undangan.
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain
harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan Program Studi
Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS sebagai
institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan
sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau
keseluruhan
Tesis
ini,
maka Prodi
Magister Pendidikan
Sains
berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Magister
Pendidikan
Sains.
Apabila
saya
melakukan
pelanggaran
dari ketentuan
publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi yang berlaku.
Surakarta, Agustus 2016
Mahasiswa,
Hermawan Agung Prasetya
iv
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap syukur kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat
dan hidayah-Nya, sehingga Tesis ini dapat terselesaikan. Penyusunan Tesis ini dapat
terlaksana dengan baik dan lancar atas bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak baik
secara langsung maupun tidak langsung, oleh karena itu penulis mengucapkan terima
kasih kepada:
1.
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
2.
Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister
Pendidikan Sains Program Pascasarjana Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret sekaligus Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan dan bimbingan hingga terselesaikannya Tesis.
3.
Prof. Dr. Ashadi. selaku Dosen Pembimbing I atas masukan, saran, dan bimbingan
hingga terselesaikannya Tesis.
4.
Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., selaku validator ahli perangkat pembelajaran
5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd., selaku validator ahli materi isi modul
6.
Dr. Sukarmin, P.hD. selaku validator ahli pengembangan dan penyajian modul
7.
Sri Rahyu Ningsih, S.Pd., M.Pd selaku validator ahli bahasa modul.
8.
Dusanto, S.Pdi. selaku Kepala SMP IT Assa’idiyyah.
9.
Segenap jajaran dewan penguji yang telah memberikan masukan yang bersifat
membangun,
10. Muhammad Khoirul Umam, S.Pd., selaku guru IPA kelas VII SMP IT
Assa’idiyyah
11. Chairunnisa Lestari, S.Pd., selaku guru IPA kelas VIII SMP IT Assa’idiyyah
12. Siswa-siswi SMP IT Assa’idiyyah Tahun Pelajaran 2015/2016.
13. Teman-teman Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan 2014.
v
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis
mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga tesis
ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan, terutama bidang pendidikan. Amiin.
Surakarta,
Agustus 2016
Penulis,
vi
Hermawan, 2015. Pengembangan Modul IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII Berbasis
Problem Based Learning Dengan Tema Air Limbah Tetes Tebu Untuk
Memberdayakan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dr.
Ashadi, Pembimbing II: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. Program Studi Magister
Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) karakteristik modul IPA Terpadu
SMP/MTs Kelas VII dengan model Problem Based Learning tema Air Limbah Tetes
Tebu; 2) menguji kelayakan modul IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII dengan model
Problem Based Learning tema Air Limbah Tetes Tebu; 3) menguji keefektifan modul
IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII dengan model Problem Based Learning tema Air
Limbah Tetes Tebu dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis.
Penelitian pengembangan modul IPA Terpadu ini menggunakan dilakukan mengikuti
model R & D dari Thiagarajan yang terdiri dari 4 tahapan, yaitu pendefinisian
(define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran
(disseminate). Semua tahapan tersebut telah dilakukan sehingga data yang diperoleh
dianalisis lebih lanjut. Pada desain penelitian ini terdapat pretest sebelum diberi
perlakuan dan posttest setelah diberi perlakuan. Analisis data yang digunakan selama
pengembangan adalah analisis deskriptif, analisis kelayakan modul berdasarkan skor
kriteria, dan analisis tes kemampuan berpikir kritis, sikap dan psikomotor melalui Ngain score dari hasil pretest dan posttest.
Hasil penelitian disimpulkan bahwa: 1) pengembangan modul berbasis problem based
learning dengan tema air limbah tetes tebu mempunyai karakteristik modul dengan
kegiatan pembelajaran berbasis problem based learning yang dapat meningkatkan 5
kemampuan berpikir kritis diantaranya memberi penjelasan sederhana, membuat
inferensi, membangun ketrampilan dasar, mengatur taktik dan strategi, memberi
penjelasan lanjut. Peningkatan kemampuan berpikir kritis yang paling menonjol adalah
membangun ketrampilan dasar sedangkan keterampilan paling rendah peningkatannya
adalah memberi penjelasan lanjut. Adapun produk dinilai dengan kelayakan isi,
penyajian, Bahasa dan kegrafisan secara keseluruhan bernilai baik. 2) kelayakan modul
berbasis problem based learning pada aspek kelayakan isi dengan jumlah 97% dengan
kategori baik, aspek kelayakan penyajian dengan jumlah 97% dengan kategori baik,
aspek kelayakan bahasa dengan jumlah 94% dengan kategori sangat baik dan kelayakan
kegrafikan dengan jumlah 99% dengan kategori sangat baik. 3) hasil perhitungan Ngain memperoleh hasil 0,40 nilai tersebut menunjukkan bahwa kenaikan hasil
kemampuan berpikir kritis siswa dalam kategori “Sedang“. Hal ini menunjukkan
implementasi modul pembelajaran IPA SMP kelas VII berbasis problem based learning
dengan tema air limbah tetes tebu yang dapat memberdayakan kemampuan berpikir
kritis.
Kata kunci: modul IPA Terpadu, problem based learning, kemampuan berpikir kritis,
air limbah tetes tebu
vii
Hermawan. 2015 Development of the Problem Learning-Based Integrated Natural
Science Module to Improve the Students Critical Thinking Skills with the Theme of
Waste Water Molasse. Thesis: Advisor: Prof. Dr. Ashadi, Co-advisor: Dr. Mohammad
Masykuri, M.Si. Science Education Study Program, the Faculty of Teacher Training
and Education, Sebelas Maret University, Surakarta 2015.
ABSTRACT
The research aims to determinate: (1) the characteristics of the Problem
Learning-Based Integrated Natural Science Module to improve the students’ critical
thinking skills with the theme of molasse waste water, which can be used as the
learning source of 7th Class the students at Junior Secondary School; (2) the feasibility
of the Problem Learning-Based Integrated Natural Science Module to improve the
students’ critical thinking skills with the theme of Molasse Waste Water; (3) the
effectiveness of the Problem Learning-Based Integrated Natural Science Module to
improve the students’ critical thinking skills with the theme of Molasse Waste Water.
The research on the development of the Problem Learning-Based Integrated
Natural Science Module used the procedure claimed R & D by Thiagarajan into 4
phases, namely: 1) define, 2) design, 3) develop, and 4) disseminate. Researh desaign
used True-Eksperimental Design with type One Group Pretest-Postest Design. During
the development the data of research were analyzed by using the descriptive model of
analysis, the feasibility of the developed module was analyzed based on the scores of
criteria, and the critical thinking skills test, pschicomotor was analyzed by using N-gain
score from pretest and posttest.
The results of research are concluded: 1) development of module-based problem
based learning with the theme of waste water molasses has the characteristics of a
module with activity-based learning problem-based learning that can improve five
critical thinking skills of which gives a simple explanation, making inferences, building
the skills base, set of tactics and strategy, to explain further. Improved critical thinking
skills is the most prominent building skills in basic skills while the lowest increase was
giving further explanation. The products assessed the feasibility of the content,
presentation, language. 2) eligibility based modules problem based learning on the
feasibility aspect fill with the amount of 97% in both categories, feasibility aspects of
the presentation by the amount of 97% in both categories, feasibility aspects of the
language with the amount of 94% with very good categories and eligibility grafis with
the number of 99% to the category of very good. 3) N-gain calculation results obtained
results of 0.40 value indicates that the increase in the results of students critical thinking
skills in the category "Medium". This shows the module implementation class VII
junior high science teaching problem based learning based on the theme of molasses
wastewater to empower critical thinking skills.
Keywords: Integrated Natural Science Module, Problem Based Learning, Critical
Thinking Skills, and Molasse Waste Water.
viii
MOTTO
“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi
(pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu, Allah mengetahui,
sedang kamu tidak mengetahui” (Q.S Al-Baqarah 216)
"Apabila Anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka Anda telah berbuat baik
terhadap diri sendiri." (Benyamin Franklin)
ix
PERSEMBAHAN
Tesis ini dipersembahkan untuk orang-orang dekat yang saya sayangi :
-
Istriku tercinta, Khilmatun Nafis yang senantiasa memberi semangat dalam
masa-masa sulit,
Ibu dan Bapakku, yang telah memberikan kasih sayang yang sangat besar dan
tak mungkin bisa kubalas dengan apapun,
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .............................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................ iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN HAK PUBLIKASI ............... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................ v
ABSTRAK .............................................................................................. vii
ABSTRACT ............................................................................................. viii
MOTTO .................................................................................................. ix
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................. x
DAFTAR ISI .......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................ 8
C. Tujuan Penelitian ................................................................. 9
D. Spesifikasi Modul ................................................................ 9
E. Asumsi dan Keterbatasan ..................................................... 10
F. Definisi Istilah ...................................................................... 10
G. Manfaat Penelitian ............................................................... 11
BAB II. KAJIAN PUSTAKA
A. Landasan Teori .................................................................... 13
1. Teori Belajar .................................................................... 13
a. Teori Belajar Kognitif Piaget ..................................... 13
b. Teori Belajar Jerome Bruner ...................................... 13
c. Teori Konstruktivisme ............................................... 14
d. Teori Belajar David Ausubel ..................................... 14
2. Pembelajaran IPA Terpadu ................................................... 15
xi
a. Definisi Pembelajaran IPA Terpadu ................................ 15
b. Kelebihan dan Kelemahan IPA Terpadu ......................... 17
3. Problem Based Learning ...................................................... 18
a. Pengertian Problem Based Learning (PBL) .................... 18
b. Karakteristik PBL ............................................................ 19
c. Manfaat PBL .................................................................... 20
d. Sintaks PBL ..................................................................... 20
4. Model Keterpaduan IPA ....................................................... 22
5. Media Pembelajaran ............................................................. 25
6. Modul Pembelajaran IPA ..................................................... 28
a. Pengertian Modul Pembelajaran IPA ............................... 28
b. Karakteristik Modul Pembelajaran IPA ........................... 29
c. Komponen Modul ............................................................ 30
d. Penyusunan Modul........................................................... 31
e. Kelebihan dan Kelemahan Modul .................................... 33
f. Modul IPA Terpadu Berbasis PBL .................................. 34
7. Kemampuan Berpikir Kritis ................................................. 35
8. Kompetensi Dasar dan Air Limbah Tetes Tebu ................... 37
a. Kompetensi Dasar ............................................................ 37
b. Air Limbah Tetes Tebu .................................................... 37
c. Asam, Basa, dan Garam ................................................... 39
d. Metode Pemisahan Campuran ......................................... 41
e. Pencemaran Air ................................................................ 42
f. Dampak yang ditimbulkan oleh pencemaran air .............. 42
B. Penelitian yang Relevan ......................................................... 44
C. Kerangka Berpikir .................................................................. 49
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian .................................................................... 53
B. Prosedur Penelitian .............................................................. 53
1. Define (Pendefinisian) ..................................................... 55
2. Design (Perancangan) ...................................................... 57
3. Develop (Pengembangan) ................................................ 60
xii
4. Dissiminate (Penyebaran) ............................................... 68
C. Uji Produk ............................................................................ 68
D. Instrumen Penelitian ............................................................ 69
1. Jenis Data dan Instrumen Pengambilan Data................... 69
2. Instrumen Pembelajaran................................................... 70
E. Teknik Analisis Data ............................................................ 70
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Kajian Pendahuluan.................................................... 75
1. Pendefinisian .................................................................... 75
2. Perancangan (Design) ...................................................... 81
B. Pengembangan Produk......................................................... 87
C. Data Uji Coba ...................................................................... 98
1. Uji Coba Terbatas ............................................................ 98
2. Uji Coba Luas .................................................................. 99
D. Pembahasan ......................................................................... 100
1. Pendefinisian (Define) ..................................................... 100
2. Perancangan (Design) ...................................................... 104
3. Pengembangan (Develop) ................................................ 107
4. Penyebaran (Disseminate) ............................................... 117
E. Keterbatasan Penelitian ........................................................ 117
F. Kajian Produk Akhir ............................................................ 118
BAB V. KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................... 120
B. Implikasi .............................................................................. 120
C. Saran .................................................................................... 121
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 123
LAMPIRAN ............................................................................................. 126
DAFTAR TABEL
xiii
Tabel 2.1 Fase-fase Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah ................ 20
Tabel 2.2 Empat Model Pembelajaran IPA Terpadu yang Potensial ..... 22
Tabel 2.3 Aspek-aspek Kemampuan Berpikir Kritis .............................. 34
Tabel 3.1 Validitas Soal Kemampuan Berpikir Kritis ............................ 58
Tabel 3.2 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Penelitian ...................... 61
Tabel 3.3 Tingkat Kesukaran Uji Coba Soal .......................................... 62
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Soal Kemampuan Berpikir Kritis Siswa ... 63
Tabel 3.5 Instrumen Penelitian ............................................................... 66
Tabel 3.6 Kriteria Nilai Rerata Validasi Kelayakan Modul ................... 67
Tabel 3.7 Kriteria Nilai Rerata Uji Coba Terbatas ................................. 67
Tabel 3.8 Kriteria Nilai Rerata Uji Coba Lapangan ............................... 69
Tabel 3.9 Kriteria N-Gain Score ............................................................. 70
Tabel 3.10 Kriteria Nilai Rerata Penilaian Sikap ................................... 70
Tabel 4.1 Analisis SK dan KD................................................................ 75
Tabel 4.2 Analisis Kebutuhan SK dan KD Tema Air limbah tetes tebu 77
Tabel 4.3 Atribut Pembelajaran Berbasis PBL ....................................... 78
Tabel 4.4 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Isi Modul.............................. 82
Tabel 4.5 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Bahasa Modul ...................... 83
Tabel 4.6 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Penyajian Modul .................. 84
Tabel 4.7 Rekap Hasil Validasi Kelayakan Penyajian Modul ................ 85
Tabel 4.8 Hasil Penilaian Modul oleh Siswa Kegiatan Uji Terbatas ...... 93
Tabel 4.9 Data Pretest dan Postest ......................................................... 104
Tabel 4.10 Hasil N-Gain score Kemampuan Berpikir Kritis ................. 106
DAFTAR GAMBAR
xiv
Gambar 2.1 Kerucut Pengalaman ........................................................... 24
Gambar 3.1 Model Pengembanga 4-D (Four-D Model) ........................ 50
Gambar 3.2 Model Keterpaduan Connected Pada Air Limbah Tetes .... 52
Gambar 4.1 Tampilan Sampul Modul .................................................... 86
Gambar 4.2.(a) Peta Kedudukan Modul ................................................. 88
Gambar 4.2.(b) Peta Konsep ................................................................... 88
Gambar 4.3 Peta Isi Modul ..................................................................... 89
Gambar 4.4.(a) Indikator Pembelajaran .................................................. 90
Gambar 4.4.(b) Ayo Mengamati ............................................................. 90
Gambar 4.5 “Mari Kita Analisis Masalah” dan
“Ayo Kita Berkelompok” .................................................. 91
Gambar 4.6.(a) “Mari Kita Bereksperimen” ........................................... 91
Gambar 4.6.(b) “Bagaimana Solusi Kalian” ........................................... 91
DAFTAR LAMPIRAN
xv
Lampiran 1 Hasil Analisis Uji Coba Soal............................................. .. 126
Lampiran 2 Hasil Angket Kebutuhan Guru ............................................ 127
Lampiran 3 Hasil Angket Kebutuhan Siswa........................................... 128
Lampiran 4 Hasil Analisis Bahan Ajar.................................................. . 129
Lampiran 5 Angket Kelayakan Isi Modul .............................................. 130
Lampiran 6 Hasil Penilaian Kelayakan Isi Modul .................................. 132
Lampiran 7 Angket Kelayakan Bahasa .................................................. 133
Lampiran 8 Hasil Penilaian Kelayakan Bahasa ...................................... 135
Lampiran 9 Angket Penilaian Kelayakan Penyajian .............................. 136
Lampiran 10 Hasil Penilaian Kelayakan Penyajian ................................ 138
Lampiran 11 Angket Penilaian Kelayakan Kegrafikan .......................... 139
Lampiran 12 Hasil Penilaian Kelayakan Kegrafikan ............................. 142
Lampiran 13 Hasil Penilaian Uji Coba terbatas...................................... 143
Lampiran 14 Kisi-kisi dan Soal Uji Coba............................................... 144
Lampiran 15 Hasil Analisis Posttest ....................................................... 156
Lampiran 16 Surat Keterangan Sekolah ................................................. 157
Lampiran 17 Dokumentasi penelitian ..................................................... 156
Lampiran 18 RPP .................................................................................... 160
xvi