PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains
Oleh: Hendra Darmaja NIM S831402038
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa: 1.
Tesis yang berjudul: “PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) MATERI PEMANASAN GLOBAL UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas plagiasi, 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 secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17, Tahun 2010).
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan dari isi tesis ini pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP 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 Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikan pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, Maret 2017 Mahasiswa
Hendra Darmaja NIM S831402038
ii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI
TESIS
Oleh: Hendra Darmaja NIM S831402038
Komisi Pembimbing
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 195209151976032001
....................... ...................
Kopembimbing
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si. NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dinyatakan memenuhi syarat pada tanggal ...............................
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret,
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si. NIP. 196811241994031001
iii
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) PADA MATERI PEMANASAN GLOBAL UNTUK SISWA SMA/MA KELAS XI TESIS Oleh: Hendra Darmaja NIM S831402038 Tim Penguji Jabatan
Nama
Tanda Tangan Tanggal
Ketua
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si. NIP 196811241994031001
....................... ...................
Sekretaris
Prof. Dr. Widha Sunarno, M. Pd. NIP 195201161980031001
....................... ...................
Anggota Penguji
Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 195209151976032001
....................... ...................
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si. NIP 196909011994031002
....................... ...................
Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat pada tanggal ............................... Dekan FKIP UNS,
Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains,
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M. Pd. NIP 196101241987021001
Dr. Mohammad Masykuri, M. Si. NIP 196811241994031001 iv
MOTTO
Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada Kemudahan, maka apabila kamu telah selesai ( dari suatu urusan ) kerjakanlah sungguh-sungguh (urusan) yang lain.
Jadilah orang yang dibutuhkan bukan yang membutuhkan
Segala sesuatu yang dikerjakan dengan ikhlas dan sungguh- sungguh akan terasa lebih ringan.
v
PERSEMBAHAN
Tesis ini saya persembahkan kepada : 1.
Allah SWT yang telah memberikan saya nikmat kesehatan sehingga tesis ini dapat terselesaikan.
2.
Kedua Orang Tuaku, Bapaku JAMALUDDIN PB, MAMAKU ROSIDAH (Alm)
dan Ibuku HUSNUL LAILI yang telah memberikan Support dan
menjadi motivasiku dalam menyelesaikan tesis ini. 3.
Adeku satu-satunya yang ku sayang NUR ITA PRATIWI Keponakanku serta semua keluargaku yang memberikan motivasi.
4.
Teman- teman seperjuanganku yang ku banggakan ( kelas Fisika Sains Angkatan 2014 ) yang memberikan semangat dan motivasi selama perkuliahan berangsung.
5.
Almamaterku UNS Surakarta
vi
Hendra Darmaja. 2017. Pengembangan Modul Fisika Model Problem Based Learning (PBL) pada Materi Pemanasan Global untuk Siswa SMA/MA Kelas XI. Tesis. Pembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Kopembimbing: Dr. Sarwanto, M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK Keberadaan modul fisika SMA yang mengaitkan konsep sains dan teknologi serta dampaknya ke masyarakat masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik, mengukur kelayakan, dan mengukur efektifitas atau hasil belajar siswa pada penggunaan modul Fisika berbasis problem based learning (PBL) pada materi pemanasan global. Penelitian dan pengembangan modul Fisika model Problem Based Learning (PBL) ini menggunakan tahap pengembangan yang dikembangkan oleh Thiagarajan yaitu tahap pengembangan model 4-D yang terdiri dari 4 tahap yaitu tahap pendefinisian (Define), perancangan (Design), pengembangan (Develop), dan penyebaran (Disseminate). Modul yang sudah melalui tahap validasi ahli, guru, dan teman sejawat kemudian diujicobakan secara terbatas dan secara luas kepada 29 siswa. Hasil analisis data penelitian menunjukkan: 1) karakteristik pada modul pertama kegiatan belajar pada modul menggunakan model problem based learning (PBL) yang mendukung aspek pengembangan kreativitas siswa serta mendukung kurikulum 2013, kedua modul dikembangkan dengan menggunakan model 4D (define, design, develop, and disseminate), ketiga materi pembelajaran dikemas untuk memudahkan belajar secara tuntas, keempat modul menyajikan jendela fisika dilengkapi dengan wab yang akan diakses untuk mendukung pengetahuan siswa; 2) kelayakan modul dilihat dari penilaian dosen ahli, guru fisika, teman sejawat yang memiliki nilai rata-rata di atas nilai cut off score (92,5% > 85%). 3) efektivitas penggunaan modul Fisika SMA model problem based learning (PBL) pada materi pemanasan global dapat meningkatkan hasil belajar siswa, rata-rata nilai kognitif siswa adalah 84,06 melebihi nilai Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM) adalah 75 dengan kategori tuntas. Hasil belajar siswa ranah afektif mengalami peningkatan setiap pertemuan dengan nilai rata-rata pertemuan pertama adalah 66,38 meningkat pada pertemuan kedua adalah 81,90. Hasil belajar siswa ranah psikomotor meningkat dari pertemuan pertama adalah 82,76 meningkat menjadi 90,09 pada pertemuan kedua. Kata kunci: pemanasan global, pengembangan modul, modul fisika, modul problem based learning (PBL), hasil belajar.
vii
Hendra Darmaja. 2017. Physics Module Development Based on Problem Based Learning (PBL) on Global Warming Subject for XI Grade of SMA/MA. Thesis. Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D. Co-Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si. Master of Science Education, Teacher and Education Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. ABSTRACT The existence of high school physics module that associate the concept science and technology and the impact on society is still limited. This research aims to know the characteristic, measuring of fair, and measuring the affectivity or student`s learning outcome on the usage of physics module based on problem based learning (PBL) on global warming subject. This research and physic module development based on problem based learning (PBL) used development stage developed by Thiagarajan namely 4-D development stage consisted of 4 stages such as Define, Design, Develop, and Disseminate. Modules that have been through the validation phase of experts, teachers, and colleagues then tested in a limited and widely distributed to 29 students. The analysis data outcomes showed: 1) the first module characteristic of learning activity on module that used problem based learning (PBL) model supported student creativity development aspect and 2013 curriculum, the both modules was developed by using 4D model (define, design, develop, and disseminate), the three learning subject was created to ease of learning thoroughly, the four modules presented physics windows equipped with web that will be accessed to support students` knowledge; 2) module feasibility was seen from assessment of experts, teachers, and colleagues who have average value over cut of score (92,5% > 85%). 3) the affectivity of high school physics module based on problem based learning (PBL) model on global warming subject can increase students` learning outcome, the average value of students` cognitive was 84,06 exceed of KKM that was 75 with category completely. Students` learning outcomes in affective domain got increase in every meeting with average value in the first meeting 66.38 and increased in the second meeting 81.90. Students` learning outcomes in psychomotor domain got increase from 82,76 in the first meeting to 90,09 in the second meeting.
Key word: global warming, module development, physics module, problem based learning (PBL) module, learning outcomes.
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Pengembangan Modul Fisika Model Problem Based Learning (PBL) pada materi pemanasan global untuk siswa SMA/MA kelas XI 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. Joko Nurkamto, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. M. Masykuri, M.Si, selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
3.
Prof. Dra. Suparmi, M.A. Ph.D, sebagai dosen pembimbing yang telah berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga terselesaikannya tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si, sebagai dosen kopembimbing yang telah berkenan memberikan
bimbingan,
pengarahan,
motivasi,
dan
saran
hingga
terselesaikannya tesis ini. 5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd, selaku validator ahli materi dan bahasa yang telah memberikan saran untuk perbaikan isi modul.
6.
Prof. Dr. Nunuk Suryani, M.Pd, selaku validator ahli media yang telah berkenan memberikan fasilitas, pengarahan, saran, dan motivasi hingga terselesaikannya tesis ini.
7.
Bangun Sartono, M.Si, selaku guru fisika yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan modul.
8.
Kedua orang tuaku yang selalu memberikan motivasi untuk terselesainya tesis ini.
ix
9.
Segenap dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
10. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan Pebruari 2014 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,
Penulis
x
DAFTAR ISI Halaman JUDUL ............................................................................................................
i
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI...................................
ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ....................................................................
iii
PENGESAHAN PENGUJI ..............................................................................
iv
MOTTO ...........................................................................................................
v
PERSEMBAHAN ............................................................................................
vi
ABSTRAK .......................................................................................................
vii
ABSTRACT .......................................................................................................
viii
PRAKATA .......................................................................................................
ix
DAFTAR ISI . ………………………………………………………………..
xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xviii
BAB I. PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................
1
B. Rumusan Masalah .........................................................................
5
C. Tujuan Pengembangan ..................................................................
6
D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan.......................................
6
E. Pentingnya Pengembangan ...........................................................
7
F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan.....................................
8
G. Definisi Istilah ...............................................................................
8
BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..........................................................................
9
A. Kajian Pustaka ...............................................................................
9
1.
Belajar dan Pembelajaran .......................................................
9
2.
Problem Based Learning (PBL) ............................................
14
3.
Hasil Belajar ...........................................................................
16
4.
Modul Pembelajaran ..............................................................
19
5.
Materi Ajar .............................................................................
21
B. Penelitian yang Relevan ................................................................
33
xi
C. Kerangka Berfikir.................................................................................
37
BAB III. METODE PENELITIAN..................................................................
39
A. Jenis Penelitian ...........................................................................
39
B. Prosedur Penelitian .....................................................................
39
C. Desain Uji Coba Produk .............................................................
42
D. Jenis Data ....................................................................................
42
E. Teknik Pengumpulan Data..........................................................
43
F. Instrumen Pengumpulan Data .....................................................
43
G. Teknik Analisis Data ..................................................................
44
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................
51
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ..................................................
51
1. Tahap Define (Pendefinisian) ..............................................
51
a. Observasi .........................................................................
51
b. Analisis Kebutuhan .........................................................
53
2. Tahap Design (Perancangan) ...............................................
53
a. Rancangan Modul ...........................................................
53
b. Validasi Desain (Draf I) ..................................................
54
3. Tahap Develop (Pengembangan) .........................................
54
a. Uji Kelayakan Modul ......................................................
55
1) Uji Validasi Ahli Materi/Isi ........................................
55
2) Uji Validasi Ahli Media/Penyajian ............................
56
3) Uji Validasi Ahli Bahasa ............................................
57
4) Uji Validasi Guru Fisika ............................................
61
5) Uji Validasi Teman Sejawat .......................................
62
6) Hasil Uji Cutt Off ......................................................
63
b. Uji Coba Skala Kecil.......................................................
63
c. Uji Coba Skala Besar ......................................................
65
4. Tahap Disseminate (Penyebaran) ........................................
68
B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ......................
70
C. Temuan Lapangan.......................................................................
82
D. Keterbatasan Penelitian...............................................................
82
xii
BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ........................................
83
A. Kesimpulan .................................................................................
83
B. Implikasi .....................................................................................
84
C. Saran ...........................................................................................
85
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
86
LAMPIRAN .....................................................................................................
91
xiii
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
1.
Sintaks Problem Based Learning............................................................
15
2.
Daftar Negara Top 10 Emitter ................................................................
32
3.
Kriteria Rerata Total Skor .......................................................................
45
4.
Kriteria Tingkat Gain ..............................................................................
47
5.
Acuan Penentuan Penilaian Psikomotor dan Afektif ..............................
49
6.
Komponen Penilaian Psikomotor ...........................................................
50
7.
Hasil observasi sumber daya sekolah dan inventarisasi sumber belajar .
52
8.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Materi/Isi ......................................
55
9.
Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Media/Penyajian ..........................
56
10. Data Hasil Uji Validasi Ahli Bahasa ......................................................
57
11. Hasil Rekap Penilaian Validasi Ahli Bahasa ..........................................
57
12. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Dosen Ahli ..................................
58
13. Data Hasil Saran Produk Oleh Dosen Ahli .............................................
59
14. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Guru Fisika .....................
60
15. Hasil Rekap Penilaian Validasi Produk Oleh Teman Sejawat ................
61
16. Data Hasil Uji Validasi Produk Oleh Guru dan Teman Sejawat ............
62
17. Data Hasil Saran Produk Oleh Guru Fisika dan Teman Sejawat ............
62
18. Data Hasil Validasi Produk Oleh para Ahli ............................................
63
19. Data Hasil Respon Siswa pada Uji Coba Skala Kecil ............................
64
20. Data Hasil Saran Produk Oleh Siswa Skala Kecil ..................................
64
21. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Kognitif ...............................................
66
22. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .................................................
67
23. Data Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..........................................
68
24. Data Hasil Respon Guru MGMP Fisika .................................................
69
xiv
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
1.
Ilustrasi Efek Rumah Kaca .......................................................................
27
2.
Radiasi Matahari yang Ditransmisikan ke Bumi ......................................
27
3.
Langkah-langkah Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based Learning (PBL) ..............................................................................
40
4.
Hasil Validasi Ahli Terkait Aspek yang Dinilai .......................................
58
5.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Afektif .........................................
67
6.
Histogram Hasil Belajar Siswa Ranah Psikomotor ..................................
68
xv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran
Halaman
1.
Hasil Observasi Sumber Daya Sekolah dan Inventaris .............................
91
2.
Hasil Angket Pengungkap Kebutuhan Siswa ...........................................
93
3.
Keterangan outline Pada Modul................................................................
96
4.
Silabus .......................................................................................................
98
5.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran .........................................................
120
6.
Data Hasil Uji Validasi Ahli Materi/Isi ....................................................
148
7.
Data Hasil Uji Validasi Media/Penyajian .................................................
153
8.
Data Hasil Uji Validasi Bahasa .................................................................
158
9.
Data Hasil Uji Validasi Guru Fisika .........................................................
160
10. Data Hasil Uji Validasi Teman Sejawat ...................................................
165
11. Hasil Rekap Uji Cut Off Modul PBL ........................................................
170
12. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Kecil ...............................................
171
13. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Kognitif ...........................................
182
14. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Afektif .............................................
184
15. Hasil Rekap Prestasi Belajar Ranah Psikomotor ......................................
186
16. Hasil Rekap Angket Uji Coba Skala Luas ................................................
188
17. Hasil Rekap Angket Disseminate (Penyebaran) MGMP ..........................
197
18. Uji Coba Instrumen Soal ...........................................................................
202
19. Uji Normalitas Exel ..................................................................................
206
20. Uji Normalitas SPSS 18 ............................................................................
211
21. Uji Homogenitas SPSS 18 ........................................................................
217
22. Uji Paired Sample T-Test SPSS 18 ...........................................................
218
23. Foto-Foto Kegiatan ...................................................................................
223
24. LKS ...........................................................................................................
227
25. SK Penelitian ............................................................................................
238
xvi
