MA

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING (PBL) UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS PADA MATERI USAHA DAN ENERGI DI SMA/MA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidiakan Sains Minat Utama Fisika

Oleh: Ulfatun Handayani S831402075

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI

Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa: 1. Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based Learning (PBL) untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis pada Materi Usaha dan Energi Di SMA/MA” 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 menerima 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 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 Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.

Surakarta,

2016

Mahasiswa

Ulfatun Handayani NIM S831402074

ii

iii

iv

MOTTO “Bahwa Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaannya sendiri” (Q.S Ar-Ra’du 11 ) “Barang siapa menempuh satu jalan untuk mencari ilmu pengetahuan maka Allah akan memudahkan kepadanya jalan menuju surga.” (H.R. Muslim) “Tetaplah berusaha dan jangan ada kata putus asa, teruslah berdoa dan berihktiar pasti ada jalan keluar untuk meraih keinginan dan cita-cita yang kita impikan.” (Penulis)

v

PERSEMBAHAN

Tesis ini ku persembahkan Kepada: 1. kedua orang tuaku (Bpk Hanafi and Ibu Hamimah) yang sangat ku cintai, yang selalu memberikan dukungan berupa moril, material, dan spiritual kepada penulis. Atas ridho kalian yang selalu mendukung kerja kerasku serta menyertai perjuanganku dengan ketulusan do’a yang tiada hentinya. 2. AdekQ (Muhidin Al-Zarkani) yang selalu ngangenin sehingga penulis termotivasi dan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Keluaragaku, Saudara-saudaraku, and Teman-temanku yang selalu mendukung kerja kerasku serta menyertai perjuanganku dengan ketulusan do’a yang tiada hentinya, semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang setimpal. 4. Almamaterku Universitas Sebelas Maret yang telah menjadi layar dalam mengarungi samudera kehidupan ini.

Amin Ya Robbal ‘Alamin. Thank You All…..

vi

Ulfatun Handayani. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based Learning (PBL) Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Pada Materi Usaha dan Energi Di SMA/MA. Tesis. Pembimbing: Dr. M. Masykuri, M.Si. Kopembimbing: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK Penelitian ini bertjuan untuk; (1) mengetahui karakteristik modul Fisika berbasis Problem Based Learning (PBL) pada materi usaha dan energi di SMA/MA; (2) mengetahui kelayakan modul Fisika berbasis PBL pada materi usaha dan energi di SMA/MA; (3) mengetahui modul fisika berbasis PBL efektif untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis pada materi usaha dan energi di SMA/MA Metode penelitian ini adalah R&D dengan mengacu model 4-D (four D model) yang dikemukakan oleh Thiagarajan. Model 4-D terdiri dari define (pendefinisian), design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebarluasan). Modul tersebut disusun dengan muatan berbasis Problem Based Learning (PBL) yang terdiri dari siswa terlibat aktif pada pemecahan masalah, siswa dapat memecahkan masalah dengan mengumpulkan data, siswa mengembangkan hasil karyanya, dan siswa dapat menganalisis hasil pemecahan masalahnya. Selain itu, modul juga dilengkapi dengan tahapan PBL yang dimunculkan sebagai kerangka dalam modul karena merupakan bagian dari pendekatan saintifik yang perlu dikembangkan pada kurikulum 2013. Modul dinilai berdasarkan kelayakan materi, media, dan bahasa, serta uji coba (terbatas dan kelompok besar) kepada siswa, dan tahap penyebaran pada Guru Fisika. Pengumpulan data penelitian menggunakan angket analisis kebutuhan, lembar validasi, angket respon, dan angket disseminate (penyebaran). Hasil penelitian sebagai berikut: (1) modul fisika disusun dengan berbasis PBL untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah pembelajaran pada modul disesuaikan dengan langkah pembelajaran berbasis PBL; (2) modul dikategorikan layak dengan hasil perhitungan (ahli materi, ahli media, ahli bahasa, guru, dan teman sejawat) yang menunjukkan nilai rata-rata 86,78 > cut off 85,12 serta didukung dengan respon positif dari siswa dan hasil disseminate yang dilakukan pada Guru fisika yang mengkategorikan modul sangat baik; (3) penggunaan modul tersebut dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa berdasarkan hasil perhitungan N-Gain menunjukkan nilai 0,43 dengan kategori sedang. Kata kunci: Modul, Problem Based Learning (PBL), Keterampilan Berpikir Kritis.

vii

Ulfatun Handayani. 2016. Development of Physics Module Basis Problem Based Learning (PBL) to Increase the Critical Thinking Skill of Effort and Energy Material in SMA/MA. Thesis. Consultant: Dr. M. Masykuri, M.Si.Co-Consultant: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. Study Program of Master Degree of Physics Sains Education, Education and Teacher faculty, Sebelas Maret University.

ABSTRACT This research was purposed; (1) to know the characteristics of physics module basis Problem Based Learning (PBL) in effort and energy material in SMA/MA (2) to know the expedience of physics module basis Problem Based Learning (PBL) in effort and energy material in SMA/MA; (3) to know the of physics module basis PBL effectively can increase a critical thinking skill in effort and energy material in SMA/MA. This research was R&D method referenced to 4-D model (four D model) which was pointed by Thiagarajan. 4-D model consist of define, design, develop and disseminate. This module was arranged with load basis Problem Based Learning (PBL) consisted of student who active in problem solving, student can solve the problem by collecting the data, student develops his activity, and student can analyse the result of the problem solving. In other hands, a module was also completed by PBL stage which was appeared as a framework in module because it was a part of scientific approach that necessitate to develop in curriculum 2013. A module was valued through of the expedience of material, media, language, and test (small or big groups) to students, and spread phase to the physics teachers. Technique of collecting data used questionnaire and requirement analysis manual, validation paper, response requirement, and disseminate requirement. The results of this research were; (1) physics module was arranged with basis PBL to increase the critical thinking skill of student had characteristic as the teaching step in the module relied on the teaching step of PBL (2) a module can be categorized in reasonable with extrapolation result (material expert, median expert, language expert, teacher and close friends) that showed average value 86, 78 > cut off 85, 12 and supported with positive response from student and disseminate result that was done to the physic teacher who categorized very good module (3) the usage of the module can increase the student critical thinking skill through the count result N-Gain showing 0.43 with average category. Keyword: Module, Problem Based Learning (PBL), the critical thinking skill

viii

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based Learning (PBL) untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis pada Materi Usaha dan Energi di SMA/MA”. Sholawat serta salam penulis haturkan kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menuntun ummat sehingga bisa mengenal yang baik dan yang tidak baik. Dalam penyusunan tesis ini, penulis menyadari tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati 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. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan sekaligus selaku dosen Pembimbing yang telah memberikan motivasi, bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga sehingga tesis ini terselesaikan dengan baik. 3. Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., selaku dosen Kopembimbing yang telah memberikan motivasi, bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga sehingga tesis ini terselesaikan dengan baik. 4. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah banyak memberikan bimbingan dan ilmu pengetahuan kepada penulis selama menempuh kuliah di Program Pascasarjana. 5. Ibu Aminah, S.Pd, Guru Fisika SMA Negeri I Suralaga yang telah mengijinkan dan membantu selama pelaksanaan penelitian. 6. Siswa-siswi SMA I Suralaga yang telah membantu terlaksananya penelitian. 7. Kedua orang tua, adek, dan segenap keluarga yang telah memberikan doa, motivasi, serta dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

ix

8. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta minat utama Fisika angkatan 2014 yang telah banyak memberikan motivasi, dukungan dan masukan dalam penyusunan tesis ini. 9. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penyusunan tesis ini. Penulis

menyadari bahwa dalam penyusunan tesis

ini

masih

banyak

kekurangannya, oleh karena itu penulis berharap kepada semua pihak untuk memberikan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan tesis ini. Pada akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan.

Surakarta,

Penulis

x

2016

DAFTAR ISI

Halaman 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 .................................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xvi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah ............................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ......................................................................................... 6 C. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 6 D. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 7 E. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ...................................................... 7 F. Asumsi dan Keterbatasan yang Dikembangkan ........................................... 8 G. Definisi Istilah .............................................................................................. 8 BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 10 A. Tinjauan Pustaka ........................................................................................... 10 1. Problem Based Learning (PBL) .............................................................. 10 a. Pengertian PBL .................................................................................. 10 b. Teori Belajar yang Mendukung PBL ................................................. 11 c. Karakteristik PBL .............................................................................. 12 d. Langkah-langkah Tahapan PBL ......................................................... 14

xi

e. Kelebihan dan Kekurangan PBL ....................................................... 16 2. Modul ....................................................................................................... 17 a. Pengertian Modul ............................................................................... 17 b. Tujuan dan Manfaat Penyusunan Modul ........................................... 18 c. Prinsip-prinsip Penyusunan Modul .................................................... 19 d. Karakteristik Modul Pembelajaran Fisika ......................................... 19 e. Komponen-komponen Penyusun Modul Fisika ................................. 19 f. Langkah-langkah Penyusun Modul Fisika ......................................... 22 g. Kelebihan dan Kekurangan Modul Fisika ......................................... 23 3. Pembelajaran Fisika ................................................................................ 24 4. Keterampilan Berpikir Kritis .................................................................. 26 a. Pengertian Berpikir Kritis ................................................................. 26 b. Komponen dan langkah-langkah berfikir kritis ................................ 28 c. Karakteristik Keterampilan Berpikir Kritis ...................................... 29 5. Usaha dan Energi .................................................................................... 30 a. Usaha ................................................................................................ 30 b. Energi ............................................................................................... 31 c. Daya .................................................................................................. 31 B. Penelitian yang Relevan ............................................................................... 31 C. Kerangka Berpikir ........................................................................................ 34 BAB III METODE PENELITIAN PENGEMBANGAN ........................................ 36 A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 36 B. Subyek Penelitian .......................................................................................... 36 C. Desain Pengembangan ................................................................................... 36 D. Prosedur Pengembangan ............................................................................... 38 E. Instrumen Pengumpulan Data ....................................................................... 41 F. Teknik Analisis Data .................................................................................... 43 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ......................................... 48 A. Deskripsi hasil prosedur pengembangan produk .......................................... 48 1. Tahap Pendefinisian (Define) ................................................................. 48 2. Tahap Perancangan (Design) ................................................................... 51 3. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................................ 54

xii

4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ........................................................... 64 B. Pembahasan .................................................................................................. 65 C. Temuan Dilapangan ...................................................................................... 76 D. Keterbatasan Penelitian ................................................................................ 77 BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ............................................ 79 A. Kesimpulan ................................................................................................... 79 B. Implikasi ....................................................................................................... 80 C. Saran ............................................................................................................. 80 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 81 LAMPIRAN ............................................................................................................. 85

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Sintaks Problem Based Learning (PBL) ..................................................... 15 Tabel 2.2 Hubungan Media Pembelajaran dengan Tujuan Pembelajaran ................... 22 Tabel 2.3 Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................................................ 30 Tabel 3.1. Analisis Validasi Produk Oleh Para Ahli ................................................... 42 Tabel 3.2 Aturan Pemberian Skor ............................................................................... 43 Tabel 3.3 Kriteria Kategori Penilaian Ideal ................................................................ 44 Tabel 3.4 Kriteria Penilaian Modul ............................................................................. 45 Tabel 3.5 Skor Angket Berdasarkan Skala Likert ....................................................... 45 Tabel 3.6 Distribusi Frekuensi ..................................................................................... 46 Tabel 3.7 Kategori N-Gain .......................................................................................... 47 Tabel 4.1. Hasil Analisis Validasi Produk Oleh Para Ahli........................................... 54 Tabel 4.2 Hasil Validasi dan Revisi Modul Oleh Validator ........................................ 56 Tabel 4.3 Hasil Angket Uji Coba Terbatas .................................................................. 61 Tabel 4.4 Hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Terbatas ........................ 62 Tabel 4.5 Hasil Revisi Setelah Uji Coba Terbatas ...................................................... 62 Tabel 4.6 Penilaian Psikomotorik................................................................................. 63 Tabel 4.7 Penilaian Keefektifan ................................................................................... 64 Tabel 4.8 Hasil Analisis Respon Guru Terhadap Modul Berbasis PBL ..................... 65 Tabel 4.9 Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................................................ 71 Tabel 4.10 Hasil Keterlaksanaan Sintak PBL ............................................................. 72

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Kerucut Pengalaman Edgar Dale ............................................................ 21 Gambar 3.1 Langkah-langkah Pengembangan Modul Fisika Berbasis PBL .............. 37 Gambar 3.2 Rentang Skor Angket Berdasarkan Skala Likert ..................................... 46 Gambar 4.1 Tampilan Halaman Depan ....................................................................... 52 Gambar 4.2 Petunjuk Penggunaan Modul ................................................................... 52 Gambar 4.3 Tampilan Awal Modul ............................................................................. 52 Gambar 4.4 Tampilan Forum Diskusi dan Rancangan Eksperimen ........................... 53 Gambar 4.5 Tampilan Materi dan Soal Evaluasi ......................................................... 53 Gambar 4.6 Tampilan Cover Belakang Modul ........................................................... 53 Gambar 4.7 Diagram Penilaian Psikomotorik .............................................................. 63 Gambar 4.8 Diagram Penilaian Keefektifan................................................................. 64 Gambar 4.9 Diagram Keterampilan Berpikir Kritis .................................................... 71 Gambar 4.10 Diagram Keterlaksanaan Sintak PBL .................................................... 72

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lam.

Halaman

1. Angket Analisis Kebutuhan Guru .................................................................... 85 2. Angket Analisis Kebutuhan Siswa ................................................................... 88 3. Angket Validasi Modul Komponen Materi ...................................................... 91 4. Angket Validasi Modul Komponen Kebahasaan ............................................ 95 5. Angket Validasi Modul Komponen Media ..................................................... 98 6. Angket Validasi Modul Komponen Guru dan Teman Sejawat ....................... 111 7. Angket Keterbacaan Modul .............................................................................. 121 8. Angket Respon Siswa ....................................................................................... 122 9. Silabus .............................................................................................................. 125 10. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) ...................................................... 129 11. Keterlaksanaan Langkah Pembelajaran PBL ................................................... 138 12. Instrumen Soal Validitas .................................................................................. 139 13. Instrumen Berpikir Kritis ................................................................................. 146 14. Hasil Angket Analisis Kebutuhan Guru ........................................................... 151 15. Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa .......................................................... 156 16. Hasil Analisis Angket Keterbacaan Modul ...................................................... 159 17. Hasil Analisis Angket Respon Siswa .............................................................. 160 18. Hasil Analisis Angket Penilaian Produk oleh Validator .................................. 162 19. Hasil Analisis Angket Penyebaran Modul ........................................................ 172 20. Hasil Analisis Keterlaksanaan Langkah Pembelajaran PBL ............................ 175 21. Hasil Analisis Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ......................................... 176 22. Hasil Analisis N-Gain Score Siswa .................................................................. 178 23. Hasil Analisis Quest ......................................................................................... 179 24. Hasil Analisis Pengamatan Aspek Psikomotor dan Keefektifan Siswa ........... 212 25. Hasil UN dan US SMA Negeri 1 Suralaga Tahun 2014 dan 2015 ................... 214 26. Lembar Kerja Siswa (LKS) .............................................................................. 216 27. Foto Hasil Penelitian ........................................................................................ 218

xvi