Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis Keterampilan Proses Sains Untuk Meningkatkan Hasil Belajar dan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Materi Pencemaran Lingkungan Kelas VII SMP N 1 Sukolilo - UNS Institutional Repository

  

PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS

KETERAMPILAN PROSES SAINS UNTUK MENINGKATKAN HASIL

BELAJAR DAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA MATERI

PENCEMARAN LINGKUNGAN KELAS VII SMP N 1 SUKOLILO

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Megister Pendidikan Sains Minat Pendidikan IPA

  

Oleh:

Ratna Kumala Sari

S831502025

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

  

2017

  

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN

PUBLIKASI

  Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

  1. Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis

  Keterampilan Proses Sains Lingkungan Untuk Meningkatkan Hasil belajar dan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Materi Pencemaran Lingkungan pada Kelas VII SMP N 1 Sukolilo

  ” ini adalah karya saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka saya bersedia meneriima sanksi, baik tesis beserta gelar magister saya dibatalkan serta diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku.

  2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP UNS sebagi institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, maka Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasinya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.

  Surakarta, 2017 Mahasiswa Ratna Kumala Sari NIM S831502025

  

MOTTO

  Sesungguhnya di samping kesukaran ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai, maka bersusah payahlan mengerjakan yang lain.

  (Q.S. Al-Insyirah: 6-7) Siapa yang bersungguh-sungguh pasti akan sukses

  Aku percaya bahwa apapun yang aku terima saat ini adalah yang terbaik dari Alloh dan Aku percaya Dia akan selalu memberikan yang terbaik untukku pada waktu yang telah Ia tetapkan

  

PERSEMBAHAN

  Tesis ini dipersembahkan kepada: 1.

  Kedua orangtuaku (Bapak Parno dan Ibu Sulastri) yang sangat kucintai dan kubanggakan, yang selalu memberikan dukungan berupa doa, semangat, materi kepada penulis. Atas ridho beliau yang selalu mendukung segala usahaku serta perjuanganku dengan ketulusan doa yang tiada henti.

  2. Adekku Lisa Permata yang selalu memberikan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

  3. Keluarga besar yang tidak pernah berhenti memberikan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

  4. Sahabat-sahabatku Windy Griya KakRia, Azizah, Sari, Irin yang memberikan dukungan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

  5. Sahabat-sahabatku Tika, Ulin, Arip, dan Feri yang tak henti menyemangati, menghibur dan memotivasi dalam menyelesaikan tesis ini.

  6. Sahabat-sahabatku Smansaka Resti, Ifa, Devi, dan Ratih yang tak henti memberi motivasi dan menghibur dalam menyelsaikan tesis ini.

  7. Kesebelas teman seperjuangan prodi IPA pascasarjana UNS angkatan tahun 2015.

  8. Teman-temanku yang selalu mendukung kerja kerasku serta menyertai perjuanganku dengan ketulusan doa yang tiada hentinya, semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang setimpal.

  9. Almamaterku Universitas Sebelas Maret yang telah menjadi bagian berarti dalam melewati kehidupan ini.

  Ratna Kumala Sari. 2017. Pengembangan Modul Ipa Terpadu Berbasis

  

Keterampilan Proses Sains Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Dan

Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Materi Pencemaran Lingkungan Kelas

Vii Smp N 1 Sukolilo. THESIS Pembimbing I: Prof. Dr. Widha Sunarno

  M.Pd.,PembimbingII: Dr. Hj. Sri Dwiastuti, M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  

ABSTRAK

  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik, keefektifan dan studi kelayakan untuk modul keterampilan proses sains yang terintegrasi dengan isu pencemaran lingkungan (SPSM-EP).

  Penelitian ini adalah penelitian pengembangan dengan studi kasus one- shot sebagai desain pra-eksperimental. Model Four-D (Thiagarajan, 1974) yang terdiri dari pendefinisian, perancangan, pengembangan dan diseminasi yang digunakan untuk pengembangan SPSM-EP. Penelitian dilakukan di SMP Negeri 1 Sukolilo dan data dikumpulkan dan dianalisis dengan deskripsi kualitatif kuantitatif.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa SPSM-EP memiliki kontribusi dan efektif untuk meningkatkan berpikir kritis siswa dan hasil belajar. Efektivitas SPSM-EP menunjukkan peningkatan berpikir kritis dan hasil belajar. Efektivitas SPSM-EP terhadap berpikir kritis siswa ditentukan oleh persentase siswa yang mencapai kriteria ketuntasan minimal tes berpikir kritis. Pikiran kritis siswa meningkat relatif tinggi dalam setiap aktivitas belajar dengan 77,57%, 83,83%, 93,45%. Efektivitas SPSM-EP terhadap hasil belajar siswa ditentukan oleh persentase siswa yang mencapai nilai kognitif, psikomotor dan hasil afektif. Hasil belajar siswa meningkat cukup tinggi yaitu 83,60%, 88%, 92% untuk kognitif, 86%, 92%, 92,2% untuk psikomotor dan 89%, 93%, 96% untuk hasil belajar afektif. Para ahli, teman sejawat, mahasiswa, pascasarjana dan guru sarjana bertekad untuk melakukan studi kelayakan untuk SPSM-EP. Para ahli melakukan studi kelayakan untuk SPSM-EP berdasarkan konten, desain dan bahasa. Hasil studi kelayakan dari para ahli adalah 92,5% untuk materi, 92% untuk desain dan 100% untuk bahasa. Hasil studi kelayakan dari teman sejawat, mahasiswa, pascasarjana dan sarjana adalah 96%, 98%, 96% dan 88%. Hasil studi kelayakan menunjukkan bahwa SPSM-EP layak untuk digunakan bagi siswa.

  

Kata kunci: modul keterampilan proses sains, masalah pencemaran lingkungan,

berpikir kritis dan hasil belajar.

  Ratna Kumala Sari. 2017. DevelopingScience Process Skill Module Integrated

  

with Environmental Pollution Issue to EnhanceCritical Thinking and

th

Academic Achievement of 7 Grade Students in SMP Negeri1 Sukolilo.

  THESIS Advisor I: Prof.Dr. Widha Sunarno M.Pd., II: Dr. Sri Dwiastuti, M.Si. Science Education, Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University

  

ABSTRACT

  The purposes of this research are to determine characteristics, effectiveness and a feasibility study for science process skill module integrated with environmental pollution issue (SPSM-EP).

  This is a research and development with one-shot case study as pre- experimental design. The Four-D model (Thiagarajan, 1974) that consists of defining, designing, developing and dissemination used for developing SPSM-EP. The research conducted in SMP Negeri 1 Sukolilo and data were collected and analyzed with qualitative-quantitative description.

  The research results showed that SPSM-EP have a contribution and effective to enhance student ’s critical thinking and academic achievement. The effectiveness of SPSM-EP showed on the enhancement of critical thinking and academic. The effectiveness of SPSM-EP towards student ’s critical thinking determined by the percentage of students that passed the critical thinking test.

  Student ’s critical thinking enhance relatively high in every learning activity with

  77.57%, 83.83%, 93.45%. The effectiveness of SPSM-EP towards student ’s academic achievement determined by the percentage of students that passed the cognitive, psychomotor and affective leaning outcomes. Student

  ’s academic achievement enhance relatively high with 83.60%, 88%, 92% for cognitive then 86%, 92%, 92.2% for psychomotor and 89%, 93%, 96% for affective learning outcomes. The experts, colleagues, students, postgraduate and undergraduate teachers are determined to conduct a feasibility study for SPSM-EP. The experts conduct a feasibility study for SPSM-EP based on content, design and language. The feasibility study results from experts are 92.5% for content, 92% for design and 100% for language. The feasibility study results from colleagues, students, postgraduate and undergraduate teachers are 96%, 98%, 96% and 88%. The feasibility study results showed that SPSM-EP was feasible to be used for students.

  Keywords: science process skill module, environment pollution issue, critical thinking and academic performance.

  

PRAKATA

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis Ketrampilan Proses Sains untuk Meningkatkan Hasil Belajar dan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Materi Pencemaran Lingkungan Kelas VII SMP Negerin 1 Sukolilo ini dengan baik. Penyelesaian tesis ini tidak lepas dari kesulitan karena keterbatasan kemampuan. Berkat bantuan, bimbingan, dan motivasi yang diberikan berbagai pihak kepada penulis, maka tesis ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:

  1. Prof. Dr. H. Djoko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan yang telah memberikan fasilitas dalam menempuh pendidikan di Program Pascasarjana Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret.

  2. Dr. M. Masykuri, M.Si., selaku Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains dan validator ahli media yang telah berkenan memberikan fasilitas, pengarahan, saran, dan motivasi hingga terselesaikannya usulan tesis ini.

  3. Prof. Dr. Widha sunarno, sebagai dosen pembimbing pertama yang telah berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga terselesaikannya tesis ini.

  4. Dr. Sri Dwiastuti, M.Si., sebagai dosen pembimbing kedua yang telah berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga terselesaikannya tesis ini.

  5. Bapak dan Ibu Dosen, Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan bimbingan dan ilmu pengetahuan kepada penulis.

  6. Kepala Sekolah dan rekan-rekan guru SMP Negeri 1 Sukolilo yang telah memberikan bantuan terlaksananya penelitian ini.

  7. Kedua orang tua, adik dan segenap keluarga yang selalu memberikan motivasi,serta dukungan sehingga penulisa dapat menyelesaikan penelitian ini.

  8. Teman-teman mahasiswa program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan 2015 atas kerja sama dan motivasinya. Penulis sadar sepenuhnya bahwa dalam penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga tesis ini bermanfat bagi yang membacanya.

  Surakarta, Januari 2016 Penulis

  DAFTAR ISI

  Halaman Halaman Judul ................................................................................................. i Pernyataan Orisinal dan Publikasi .................................................................... ii Persetujuan Pembimbing ................................................................................. iii Motto .............................................................................................................. v Persembahan .................................................................................................... vi Abstrak ........................................................................................................... vii

  Abstract ......................................................................................................... viii

  Prakata ............................................................................................................. ix Daftar Isi ......................................................................................................... xi Daftar Tabel ................................................................................................... xiii Daftar Gambar ................................................................................................ xv Daftar Lampiran .......................................................................................... xvii

  Bab I Pendahuluan ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 B. Rumusan Masalah ............................................................................ 6 C. Tujuan Pengembangan ..................................................................... 7 D. Penttingnya Pengembangan ............................................................ 7 E. Spesifikasi Produk yang dikembangkan .......................................... 8 F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ....................................... 8 G. Definisi Istilah .................................................................................. 9

Bab II Kajian Teori ................................................................................... 11

A. Kajian Pustaka ............................................................................... 11 1. Pembelajaran IPA ...................................................................... 11 2. Modul sebagai Media Pembelajaran IPA .................................. 14 3. Pembelajaran Berbasis Keterampilan Proses Sains .................. 20 4. Hasil Belajar .............................................................................. 22 5. Kemampuan Berpikir Kritis ...................................................... 23 6. Materi Ajar ................................................................................ 26 B. Penelitian yang Relevan ................................................................. 58

  C.

  Kerangka Berfikir .......................................................................... 61

  

Bab III Metode Penelitian ........................................................................... 65

A. Jenis Penelitian............................................................................... 65 B. Prosedur Pengembangan ................................................................ 65 1. Tahap 1 Pendahuluan................................................................... 65 2. Tahap II Pengembangan Model ................................................... 66 a. Define ........................................................................................ 66 b. Design........................................................................................ 67 c. Develop...................................................................................... 68 d. Disseminate ............................................................................... 70 C. Jenis Data ....................................................................................... 72 D. Instrumen Pengumpulan Data ........................................................ 72 E. Teknik Analisis Data...................................................................... 74

Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan ............................................... 81

A. Deskripsi Hasil Prosedur Pengembangan Produk ............................ 81 1. Define ........................................................................................ 81 2. Design........................................................................................ 85 3. Develop...................................................................................... 91 4. Disseminate ............................................................................. 105 B. Pembahasan Hasil Penelitian Pengembangan ................................ 106 1. Define ...................................................................................... 106 2. Design...................................................................................... 109 3. Develop.................................................................................... 111 4. Disseminate ............................................................................. 116 C. Keterbatasan Penelitian .................................................................. 116

Bab V Kesimpulan, Implikasi dan Saran .............................................. 117

A. Kesimpulan ................................................................................... 117 B. Implikasi ......................................................................................... 118 C. Saran ............................................................................................... 118

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 120

LAMPIRAN .............................................................................................. 126

  

DAFTAR TABEL

  14 Perbandingan persentase penguasaaan IPA materi interaksi dalam ekosistem ......................................................................................................... 82

  24 Saran dan hasil revisi modul dari ahli bahasa ................................................. 95

  23 Saran dan hasil revisi modul dari ahli materi .................................................. 94

  22 Validasi soal untuk berpikir kritis oleh ahli perangkat pembelajaran ............. 93

  21 Validasi modul siswa oleh teman sejawat dan praktisi pendidikan ................ 92

  20 Validasi modul siswa perangkat pembelajaran, materi, keterbacaan, dan pengembangan modul ..................................................................................... 91

  19 Sintak pembelajaran/icon modul IPA terpadu berbasis keterampilan proses sains ................................................................................................................. 89

  18 Komponen sampul modul bagian belakang .................................................... 86

  17 Komponen sampul modul bagian depan ......................................................... 86

  16 Tes kemampuan berpikir kritis awal menurut facione .................................... 83

  pelajaran 2014/2015 ........................................................................................ 82

  15 Hasil ulangan harian siswa pada materi pencemaran lingkungan tahun

  13 Kriteria ketuntasan aspek sikap....................................................................... 80

  Tabel Halaman

  12 Kriteria ketuntasan aspek keterampilan ......................................................... 79

  11 Kriteria ketuntasan aspek pengetahuan ........................................................... 78

  10 Kriteria pembobotan skor penilaian berpikir kritis ......................................... 77

  9 Kategori penilaian kualitas produk ................................................................. 76

  8 Kategori penilaian kualitas produk ................................................................. 75

  7 Data, Metode Pengumpulan data dan Instrumen ............................................ 72

  6 Perbedaan tanah yang tercemar dan tidak tercemar ........................................ 53

  5 Industri standar pencemar udara untuk setiap parameter pencemar ............... 44

  4 Bahan pencemar udara .................................................................................... 43

  3 Pengaruh pH terhadap komunitas biologi dan perairan .................................. 32

  2 Warna indikator universal pada berbagai pH .................................................. 32

  1 Perbandingan diagram dan deskripsi 3 model pembelajaran terpadu ............. 12

  25 Saran dan hasil revisi modul dari ahli pengembangan media ......................... 96

  26 Saran dan hasil revisi modul dari teman sejawat dan praktisi pendidikan...... 98

  27 Hasil pengerjaan modul siswa uji coba terbatas ............................................. 99

  28 Hasil penilaian modul siswa uji coba terbatas ................................................ 99

  29 Saran dan hasil revisi modul uji coba terbatas dari siswa ............................... 99

  30 Hasil keterlaksanaan komponen pembelajaran berbasis keterampilan proses sains ............................................................................................................... 101

  31 Hasil penilaian tes kemampuan berpikir kritis siswa .................................... 102

  32 Penilaian penyebaran modul IPA terpadu berbasis keterampilan proses sains ............................................................................................................... 106

  DAFTAR GAMBAR

  16 Dampak terhadap biota air .................................................................... 39

  28 Filter basah ............................................................................................ 50

  27 Filter udara ............................................................................................ 49

  26 Iceneration sederhana ............................................................................ 49

  25 Proses kondensasi ................................................................................. 49

  24 Perbedaan proses adsorbsi dan absorbsi ............................................... 48

  23 Proses adsorbsi ...................................................................................... 48

  22 Siklus efek rumah kaca ......................................................................... 47

  21 Siklus hujan asam ................................................................................. 46

  20 Dampak pencemaran udara terhadap tanaman...................................... 46

  19 Dampak pencemaran udara terhadap kesehatan ................................... 45

  18 Dampak terhadap estetika lingkungan .................................................. 45

  17 Dampak terhadap kualitas air tanah ...................................................... 39

  15 Limbah pertambangan .......................................................................... 38

  Gambar Halaman

  14 Kegiatan pertanian menggunakan pupuk .............................................. 37

  13 Kegiatan pertanian menggunakan pestisida .......................................... 37

  12 Limbah rumah tangga organik .............................................................. 36

  11 Limbah rumah tangga anorganik .......................................................... 36

  10 Ikan mati akibat limbah industri ........................................................... 36

  9 Limbah industri ..................................................................................... 35

  8 Limbah industri ..................................................................................... 35

  7 DO-Meter .............................................................................................. 33

  6 Indikator Universal ............................................................................... 32

  4 Turbimeter ............................................................................................. 30 5 pH meter ................................................................................................ 32

  3 Thermometer ......................................................................................... 29

  2 Kecakapan berpikir kritis ...................................................................... 24

  1 Kerucut pengalaman Edgar Pale .......................................................... 15

  29 Elektrostatik .......................................................................................... 50

  30 Elektor mekanik .................................................................................... 50

  31 Aktivitas penghijauan ........................................................................... 51

  32 Ventilasi udara ...................................................................................... 51

  33 Limbah padat ........................................................................................ 54

  34 Limbah cair ........................................................................................... 54

  35 Limbah industri ..................................................................................... 54

  36 Limbah cair ........................................................................................... 55

  37 Limbah pertanian .................................................................................. 55

  38 Pestisida ............................................................................................... 55

  39 Dampak terhadap kesehatan.................................................................. 55

  40 Dampak terhadap lingkungan ............................................................... 56

  41 Grafik hasil penilaian tes kemampuan berpikir kritis siswa ............... 102

  42 Grafik perbandingan peningkatan kemampuan berpikir kritis masing- masing indikatorpada kegiatan belajar I-III ....................................... 103

  43 Grafik peningkatan hasil belajar aspek pengetahuan ........................... 104

  44 Grafik peningakatan hasil belajar aspek sikap ..................................... 105

  45 Grafik peningkatan hasil belajar aspek keterampilan .......................... 105