MTs BERORIENTASI PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI TEKANAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN PROBLEM SOLVING SISWA TESIS

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA SMP/MTs BERORIENTASI PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI TEKANAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN PROBLEM SOLVING SISWA TESIS Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Pendidikan Sains Minat Utama : Pendidikan IPA

Oleh: Rachma Indah Kurnia S831108051

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU KEPENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

i

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA SMP/MTs BERORIENTASI PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI TEKANAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN PROBLEM SOLVING SISWA

TESIS

Oleh

Komisi

Nama

Tanda tangan

Tanggal

Pembimbing Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. M. Masykuri, M.Si. NIP 196811241994031001 Dr. Sarwanto, M.Si. NIP 196909011994031002 Telah dinyatakan memenuhi syarat Pada tanggal………..2014

Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Kependidikan UNS

Dr. M. Masykuri, M.Si NIP 19681124 199403 1 001

ii

......2014

…..2014

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA SMP/MTs BERORIENTASI PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI TEKANAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN PROBLEM SOLVING SISWA

TESIS

Oleh Rachma Indah Kurnia S831108051

Tim Penguji Jabatan

Nama

Tanda Tangan

Ketua

Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd NIP 19520116 1980031001

Sekretaris

Sukarmin, M.Si., Ph.D. NIP 19670802 2000121001

Anggota Penguji

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si NIP 19681124 1994031001

Tanggal

Dr. Sarwanto, M.Si NIP 19690901 1994031002

Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat Pada tanggal…………………2014 Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Kependidikan UNS,

Ketua Program Studi Pendidikan Sains,

Dr. Mohammad Masykuri, M.Si NIP 19681124 1994031001

Prof. Dr. Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP 19600727 1987021001

iii

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS

Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa: 1. Tesis yang berjudul: “PENGEMBANGAN MODUL FISIKA SMP/MTs BERORIENTASI PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI TEKANAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN PROBLEM SOLVING 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 atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai 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 (Permendiknas No 17, tahun 2010) 2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurangkurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi sebagian atau keseluruhan Tesis ini, maka Prodi Pendidikan Sains PPs UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Pendidikan Sains PPs UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.

Surakarta, 20 September 2014 Mahasiswa

Rachma Indah Kurnia S831108051

iv

KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan Puji Syukur Kehadirat Allah SWT, atas berkat dan anugeran-Nya penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Pengembangan Modul Fisika SMP/Mts Berorientasi Problem Based Learning Pada Materi Tekanan Untuk Meningkatkan Kemampuan Problem Solving Siswa”. Tesis ini ditulis untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Magister Pendidikan pada Program Studi Sains Universitas Sebelas Maret Surakarta. Selama menyelesaikan penulisan tesis ini, penulis telah dibantu oleh berbagai pihak, baik berupa bantuan materi, motivasi, maupun bantuan lainnya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret 2. Prof. Dr. Furqon Hidayatullah, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Kependidikan Universitas Sebelas Maret 3. Dr. M. Masykuri, M.Si., selaku Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Kependidikan UNS sekaligus dosen pembimbing I yang dengan tulus hati dan penuh kesabaran memberikan bimbingan intensif dalam penulisan tesis ini. 4. Dr. Sarwanto, M.Si., selaku dosen pembimbing II yang juga dengan tulus hati dan penuh kesabaran memberikan bimbingan intensif dalam penulisan tesis ini 5. Ibu Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., selaku penelaah modul dan validator 6. Bapak/Ibu dosen dan karyawan Program Studi Pendidikan Sains Pascasarjana Universitas Sebelas Maret

v

7. Ibu Nurlaila Djadjuli, M.Pd., selaku Kepala SMP Negeri 1 Kecamatan Jetis yang telah memberikan ijin penelitian dan bantuan. 8. Keluargaku yang telah memberikan motivasi dan kesabaran 9. Bapak/Ibu guru Fisika SMP Negeri 1 Kecamatan Jetis, Ponorogo 10. Rekan-rekan mahasiswa S-2 kelas IPA yang telah memberikan bantuan untuk penyelesaian tesis ini. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan untuk itu diharapkan adanya kritik dan saran yang membangun guna kesempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap tesisi ini bermanfaat.

Penulis

vi

Rachma Indah Kurnia. 2014. Penerapan Modul Fisika SMP/Mts Berorientasi Problem Based Learning pada Materi Tekanan untuk Meningkatkan Kemampuan Problem Solving Siswa. Pembimbing I: Dr. M.Masykuri, M.Si, II: Dr. Sarwanto, M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Kependidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kurang memadainya bahan ajar yang sesuai dengan karakteristik PBL pada mata pelajaran IPA Problem Solving di SMP Negeri 1 Kecamatan Jetis sehingga menyebabkan belum adanya peningkatan kemampuan problem solving siswa secara signifikan. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menghasilkan Modul fisika berorientasi PBL dengan materi tekanan yang valid (2) mengetahui keefektifan modul untuk menunjang proses pembelajaran PBL dan keefektifan modul untuk meningkatkan kemampuan problem solving siswa. Jenis penelitian adalah penelitian dan pengembangan (R & D) dengan menggunakan model pengembangan bahan ajar 4-D. Pengembangan bahan ajar berupa Modul fisika mengacu pada pembelajaran berdasarkan masalah dengan materi pokok tekanan. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas VIII SMP Negeri 1 Kecamatan Jetis tahun pelajaran 2013-2014 yang terdiri dari 6 kelas parallel yang diambil secara acak, terdiri dari 1 kelas kontrol yaitu kelas VIII B dan 1 kelas eksperimen yaitu VIIIA. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh kesimpulan 1) Modul Fisika berorientasi Problem Based Learning untuk siswa kelas VIII dengan materi pokok Tekanan telah valid untuk digunakan. Kevalidan dapat dilihat dari hasil validasi dari ahli yaitu sebesar 3,41 yang menyatakan bahwa keseluruhan komponen (materi, bahasa dan tampilan) yang ada di dalam modul berkategori baik. 2) modul dinyatakan efektif dalam menunjang proses pembelajaran karena kelas yang menggunakan modul; ketuntasan belajar siswa tercapai, kemampuan guru dalam mengelola pembelajaran memenuhi kriteria efektif, aktivitas siswa dalam kelas eksperimen memenuhi kriteria aktif, dan respon siswa terhadap pembelajaran di kelas adalah positif. Modul dinyatakan efektif untuk meningkatkan kemampuan problem solving, karena skor rerata N-Gain yang dicapai oleh kelas eksperimen sebesar 0,56 dengan 6 siswa berkategori tinggi, 17 siswa berkategori sedang dan 2 siswa berkategori rendah. Sedangkan pada kelas eksperimen, skor rerata N-Gain yang dicapai sebesar 0,40 dengan 16 siswa berkategori sedang dan 9 siswa berkategri rendah. Seluruh indikator kemampuan Problem Solving pada kelas eksperimen meningkat jika dibandingkan dengan kelas kontrol. Peningkatan tertinggi terdapat pada indikator memberi alasan yang logis dan terendah pada indikator memprediksi. Hasil Uji statistik memperoleh signifikansi sebesar 0,003 yang menunjukkan bahwa terdapat peningkatan kemampuan Problem Solving yang signifikan pada kelas yang menggunakan modul Fisika berorientasi PBL dibandingkan kelas yang tidak menggunakan modul. Kata Kunci: Modul berorientasi PBL, Keefektifan Pembelajaran Kemampuan Problem Solving,

vii

DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul ...................................................................................................... i Pengesahan Pembimbing ..................................................................................... ii Pengesahan Penguji ............................................................................................ iii Pernyataan Orisinalitas dan Publikasi Isi Tesis .................................................... iv Kata Pengantar..................................................................................................... v Abstrak ............................................................................................................... vi Daftar Isi............................................................................................................ vii Daftar Tabel ......................................................................................................... x Daftar Grafik ...................................................................................................... xi Daftar Gambar ................................................................................................... xii Daftar Lampiran ............................................................................................... xiv BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................... 1 A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .............................................................................. 5 C. Tujuan Penelitian................................................................................ 5 D. Asumsi dan Keterbatasan.................................................................... 5 E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 8 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 9 A. Kajian Teori 1. Modul ........................................................................................... 9 a. Pengertian Modul .................................................................... 9 b. Tujuan, Fungsi, dan Kegunaan Modul ................................... 10 c. Karakteristik Modul .............................................................. 11 d. Jenis-jenis Modul .................................................................. 12 e. Unsur-unsur Modul ............................................................... 13 f. Langkah-langkah Pembuatan Modul ..................................... 14 2. Pembelajaran Berdasarkan Masalah (PBL) ................................. 16 a. Pengertian PBL ..................................................................... 16 b. Beberapa Pandangan yang Melandasi PBL............................ 19 c. Karakteristik PBL ................................................................. 25

viii

d. Tahapan PBL ........................................................................ 27 e. Kelebihan dan Kekurangan PBL ........................................... 29 3. Keefektifan Pembelajaran ........................................................... 31 4. Kemampuan Problem Solving ..................................................... 34 a. Definisi Kemampuan Problem Solving.................................. 34 b. Pentingnya Kemampuan Problem Solving ............................ 35 c. Langkah-langkah Problem Solving ........................................ 36 d. Ciri-ciri Problem Solver yang Baik ....................................... 38 5. Materi Tekanan........................................................................... 40 B. Penelitian yang Relevan ................................................................... 49 C. Kerangka Berpikir ............................................................................ 53 BAB III. METODE PENELITIAN A. Metode Pengembangan Modul ......................................................... 56 B. Prosedur Pengembangan Modul ....................................................... 64 C. Uji Coba Produk ............................................................................... 65 1. Desain Uji Coba Produk ............................................................. 65 2. Subjek Penelitian ........................................................................ 66 3. Instrumen Pengumpulan Data ..................................................... 67 4. Teknik Analisis Data................................................................... 70 BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................... 81 A. Define .............................................................................................. 81 B. Design .............................................................................................. 85 C. Develop ............................................................................................ 92 D. Hasil Uji Coba ................................................................................ 117 1. Uji Coba Terbatas ..................................................................... 117 2. Uji Coba Diperluas ................................................................... 117 E. Pembahasan.................................................................................... 128 BAB V. PENUTUP ......................................................................................... 135 A. Kesimpulan .................................................................................... 135 B. Saran .............................................................................................. 136 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 137 LAMPIRAN .................................................................................................... 140

ix

DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Tahapan Model PBL .................................................................................... 28 2.2 Indikator Kemampuan Problem Solving ....................................................... 39 3.1 Kriteria Keaktifan Siswa dalam Pembelajaran .............................................. 75 3.2 Kriteria Kemampuan Guru dalam Mengelola Kelas ..................................... 75 4.1 Ringkasan Hasil Validasi Silabus Dosen Ahli .............................................. 96 4.2 Ringkasan Hasil Validasi RPP Dosen Ahli ................................................. 102 4.3 Ringkasan Hasil Validasi Modul PBL ........................................................ 115 4.4 Ringkasan Hasil Validasi Soal Kemampuan Problem Solving .................... 115 4.5 Respon Siswa terhadap PBL ...................................................................... 119 4.6 Rekapitulasi Penilaian Kemampuan Guru Mengelola Kelas ....................... 120 4.7 Rekapitulasi Pencapaian Keefektifan Pembelajaran .................................... 122 4.8 Hasil Validasi Butir Soal ............................................................................ 123 4.9 Hasil Tes Kesukaran Soal........................................................................... 124 4.10 Hasil Tes Daya Beda ................................................................................ 125 4.11 Hasil Uji Normalitas N-Gain .................................................................... 126 4.12 Hasil Uji Homogenitas N-Gain................................................................. 126 4.13 Uji t-Independent Sample N-Gain ............................................................ 126 4.14 Rekapitulasi N-Gain per-Indikator Kemampuan Problem Solving ............ 133

x

DAFTAR GRAFIK Halaman 4.1 Aktivitas Siswa Selama Pembelajaran PBL dengan Modul ......................... 117 4.2 Respon Siswa Terhadap Pembelajaran Berdasarkan Masalah ..................... 118 4.3 Ketuntasan Klasikal Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ........................ 122 4.2 Keterpenuhan Indikator Kemampuan Problem Solving dalam Soal ............ 130 4.3 Rerata N-Gain Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen.................................. 131 4.4 Pencapaian Kategori N-Gain Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ............ 132 4.5 N-Gain per-Indikator.................................................................................. 133

xi

DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 PBL dan Proses Penguasaan Konsep ............................................................ 19 2.1 Balok ........................................................................................................... 42 2.2 Tekanan Atmosfer pada Permukaan Zat Cair................................................ 43 2.3 Tekanan Zat Cair pada Bejana Berhubungan ................................................ 44 2.4 Pengangkat Hidrolik .................................................................................... 45 2.5 Tekanan Diteruskan oleh Zat Cair ................................................................ 46 2.6 Perbedaan Gaya Berat Benda yang Tercelup dan Tidak Tercelup ................. 47 2.7 Gaya-gaya yang bekerja pada Benda yang Tercelup ..................................... 48 3.1 Pre-test dan Post-test Control Design .......................................................... 61 3.2 Modifikasi Model Pengembangan Media Pembelajaran 4-D ........................ 62 4.1 Peta Konsep Tekanan ................................................................................... 83 4.2 Bagan Kegiatan Siswa Kelas Eksperimen..................................................... 84 4.3 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-1 Silabus Pembelajaran .............................. 93 4.4 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-2 Silabus Pembelajaran .............................. 94 4.5 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-3 Silabus Pembelajaran .............................. 95 4.6 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-4 Silabus Pembelajaran .............................. 96 4.7 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-1 RPP ........................................................ 98 4.8 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-2 RPP ........................................................ 99 4.9 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-3 RPP ...................................................... 100 4.10 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-1 Layout Modul ..................................... 104 4.11 Sebelum dan Sesudah Revisi ke-2 Layout Modul ..................................... 105 4.12 Sebelum dan Sesudah Revisi Rumusan Masalah ...................................... 106

xii

4.13 Sebelum dan Sesudah Revisi Langkah Percobaan..................................... 107 4.14 Sebelum dan Sesudah Revisi Miskonsepsi Prinsip Archimedes ................ 108 4.15 Sebelum dan Sesudah Revisi Kekontrasan Warna .................................... 109 4.16 Sebelum dan Sesudah Revisi Cara Penggunaan Modul ............................. 110 4.17 Sebelum dan Sesudah Revisi Peta Isi Modul ............................................ 110 4.18 Sebelum dan Sesudah Revisi Daftar Isi .................................................... 111 4.19 Sebelum dan Sesudah Revisi Bagian Pendahuluan ................................... 111 4.20 Sebelum dan Sesudah Revisi Tampilan Gambar ....................................... 112 4.21 Sebelum dan Sesudah Revisi Rumusan Masalah ...................................... 113 4.22 Sebelum dan Sesudah Revisi Ketidakkonsistenan Font............................. 114 4.23 Sebelum dan Sesudah Revisi Rangkuman Materi ..................................... 115

xiii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.

Pembagian Beban Kerja Guru Semester Ganjil Tahun Ajaran 142 2013/2014

Lampiran 2.

Hasil Wawancara Dengan Wakasek Kurikulum SMPN 1 Kec. Jetis

144

Lampiran 3.

Hasil Wawancara Dengan Guru IPA Problem Solving

145

Lampiran 4.

Hasil Wawancara Dengan Siswa SMPN 1 Kec. Jetis

147

Lampiran 5.

Contoh Hasil UAS Semester Ganjil Tahun 2013-2014 Mapel IPA 148 Problem Solving

Lampiran 6.

Nilai IPA Problem Solving Semester Ganjil Tahun 2013-2014

151

Lampiran 7.

Silabus

153

Lampiran 8.

Hasil Validasi Ahli Silabus

158

Lampiran 9.

RPP Pertemuan 1

159

Lampiran 10.

Hasil Validasi Ahli RPPI

163

Lampiran 11.

RPP Pertemuan 2

164

Lampiran 12.

Hasil Validasi Ahli RPP 2

168

Lampiran 13.

RPP Pertemuan 3

169

Lampiran 14.

Hasil Validasi Ahli RPP 3

173

Lampiran 15.

RPP Pertemuan 4

174

Lampiran 16.

Hasil Validasi Ahli RPP 4

178

Lampiran 17.

RPP Pertemuan 5

179

Lampiran 18.

Hasil Validasi Ahli RPP 5

183

Lampiran 19.

Hasil Validasi Ahli Modul Fisika Berorientasi PBL

184

Lampiran 20.

Indikator Kemampuan Problem Solving Siswa

186

xiv

Lampiran 21.

Kisi-Kisi Soal Problem Solving

187

Lampiran 22.

Rekapitulasi Keterpenuhan Indikator Kemampuan Problem Solving

189

Lampiran 23.

Soal Kemampuan Problem Solving

190

Lampiran 24.

Hasil Validasi Ahli I Soal Problem Solving

204

Lampiran 25.

Hasil Validasi Ahli 2 Problem Solving

205

Lampiran 26.

Hasil Perhitungan Reliabilitas Butir Soal

206

Lampiran 27.

Hasil Perhitungan Validasi Butir Soal

207

Lampiran 28.

Hasil Perhitungan Taraf Kesukaran Soal

209

Lampiran 29.

Hasil Perhitungan Daya Beda Soal

212

Lampiran 30.

Rekapitulasi Soal Digunakan

216

Lampiran 31.

Kisi-Kisi Angket Keterbacaan Modul

217

Lampiran 32.

Contoh Angket Keterbacaan Modul

218

Lampiran 33.

Analisis Keterbacaan Modul

220

Lampiran 34.

Lembar Observasi Keterpenuhan Model PBL Dalam Modul

221

Lampiran 35.

Hasil Pengamatan Aktivitas Siswa Selama Pembelajaran

223

Lampiran 36.

Hasil Observasi Kemampuan Guru Dalam Mengelola Pembelajaran

230

Lampiran 37.

Contoh Angket Respon Siswa Terhadap Pembelajaran

238

Lampiran 38.

Perhitungan N-Gain Siswa Per-Kelas

239

Lampiran 39.

Perhitungan N-Gain Per-Indikator Problem Solving

240

Lampiran 40.

Uji Normalitas Dan Homogenitas Data N-Gain

247

Lampiran 41.

Uji Signifikansi N-Gain

248

Lampiran 42.

Surat Keterangan Telah Melaksanakan Penelitian

249

xv