PENGEMBANGAN LEMBAR KERJA SISWA BERBASIS MASALAH BERMUATAN GREEN CHEMISTRY UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS SISWA
TESIS diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Pendidikan
Oleh LAELY ZAHRO 0402513011
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA KONSENTRASI KIMIA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG TAHUN 2015
PENGESAHAN UJIAN TESIS
Tesis dengan judul “Pengembangan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry untuk Meningkatkan Keterampilan Generik Sains Siswa” karya, Nama
: Laely Zahro
NIM
: 0402513011
Program studi
: Pendidikan IPA Konsentrasi Kimia
telah dipertahankan dalam Sidang Panitia Ujian Tesis Program Pascasarjana, Universitas Negeri Semarang pada hari Sabtu, tanggal 14 November 2015. Semarang, November 2015 Panitia Ujian Ketua,
Sekretaris,
Prof. Dr. Achmad Slamet, M.Si NIP 196105241986011001
Prof. Drs. Nathan Hindarto, Ph.D NIP 195206131976121002
Penguji I,
Penguji II,
Dr. Antonius Tri Widodo NIP 195205201976031004
Dr. Sri Wardani, M.Si NIP 195711081983032001 Penguji III,
Prof. Dr. Sudarmin, M.Si NIP 196601231992031003
PERNYATAAN KEASLIAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa yang tertulis dalam tesis ini benar-benar karya sendiri, bukan jiplakan dari karya tulis orang lain atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku, baik sebagian atau seluruhnya. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam tesis ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah. Atas pernyataan ini saya siap menanggung
resiko/sanksi
yang
dijatuhkan
apabila
ditemukan
adanya
pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya ini.
Semarang,
November 2015
Yang membuat pernyataan,
Laely Zahro 0402513011
ii
Moto dan Persembahan Moto “Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar akan menjadi pemilik masa depan” (Mario Teguh) “Saat kita kerjakan segala sesuatu secara bersama-sama, maka hal apapun yang terlihat berat akan mudah terlewati” (Bumidinasty) “Dengan merusak alam sekitar berarti kita juga merusak diri sendiri, karena manusia adalah bagian dari alam” (Anonim)
Tesis ini dengan bangga saya persembahkan untuk: Universitas Negeri Semarang Program Pascasarjana Prodi Pendidikan IPA Konsentrasi Kimia.
iii
ABSTRAK Zahro, Laely. 2015. “Pengembangan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry untuk Meningkatkan Keterampilan Generik Sains Siswa”. Tesis. Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam. Program Pascasarjana. Universitas Negeri Semarang. Pembimbing I Prof. Dr. Sudarmin, M.Si., Pembimbing II Dr. Sri Wardani, M.Si. Kata kunci: (Pembelajaran berbasis masalah, green chemistry, keterampilan generik sains) Pada era persaingan bebas saat ini, bangsa Indonesia harus meningkatkan kualitas sumber daya manusia agar memiliki daya saing yang tinggi. Oleh karena itu pola pikir setiap siswa harus dikembangkan agar memiliki keunggulan kompetitif. Terkait dengan persiapan sumber daya manusia yang berkualitas, siswa perlu dibekali keterampilan berpikir dan bertindak berdasarkan pengetahuan yang dimilikinya yaitu keterampilan generik sains. Fokus dan tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah LKS berbasis masalah bermuatan green chemistry yang dikembangkan valid, dapat meningkatkan keterampilan generik sains siswa (inferensi logika dan kesadaran skala besaran), efektif, dan mendapat respon positif dari siswa. Metode penelitian ini yaitu research and development. Hasil penelitian menunjukkan LKS yang dikembangkan sangat layak digunakan dalam pembelajaran kimia. Rerata N-gain keterampilan generik inferensi logika mencapai (0,769) tinggi dan kesadaran skala besaran mencapai (0,620) sedang. Perangkat pembelajaran juga dapat meningkatkan pengetahuan green chemistry dengan rerata N-gain mencapai (0,476) sedang dan rerata N-gain kemampuan pemecahan masalah mencapai (0,571) sedang. Uji signifikansi menggunakan paired simple t-test menunjukkan terjadi peningkatan yang signifikan sebelum dan sesudah pembelajaran. Keefektifan penelitian ini dilihat dari ketuntasan belajar pada aspek kognitif mencapai nilai KKM. Hasil pengujian hipotesis didapatkan bahwa subjek penelitian ini sudah mencapai ketuntasan belajar. Lebih dari 75% siswa memberikan respon positif terhadap pembelajaran menggunakan LKS berbasis masalah bermuatan green chemistry. Keterampilan generik sains berkembang dengan baik karena dengan menggunakan LKS berbasis masalah bermuatan green chemistry siswa diarahkan menemukan pengetahuannya sendiri dan memahami materi yang dihubungkan dengan dunia nyata sehingga menghasilkan konsep yang kuat. Kesimpulan penelitian ini adalah LKS berbasis masalah bermuatan green chemistry yang dikembangkan valid, dapat meningkatkan keterampilan generik sains siswa, efektif, dan mendapat respon positif dari siswa.
iv
ABSTRACT
Zahro, Laely. 2015. “Developing The Student Worksheet Based on Problem with Green Chemistry Content to Increase Science Generic Skills of Student “. Thesis. Natural Science Program. Graduate Program. Semarang State University. Lecturer I Prof. Dr. Sudarmin, M.Si., Lecturer II Dr. Sri Wardani, M.Si. Keyword: (Problem based learning, Green chemistry, Science generik skills) At this free competition era, the Indonesian nation must improve the quality of human resources in order to have high competitiveness. Therefore, the mindset of every student must be developed in order to have competitive advantage. Related to the preparation of qualified of human resources, students are given the ability to think and act on scientific knowledge possessed, is known as generic science skills. The focus and purpose of this research are to know whether the student worksheet based on problem with green chemistry content that is developed is valid, can increase science generic skills of student, effective, and get positive respond from students. The method of this research is research and development. The result shows the worksheet is very worthy to used in teaching chemistry. The average of N-gain generic skills of the logical inference is high (0,769) and the sense of scale is medium (0,620). The learning set can also improve the knowledge of green chemistry with the average of N-gain achieve 0,476 (medium) and the problem solving skills increase with the average of Ngain achieve 0,571 (medium). The enhancement of significance is tested by using paired simple t-test shows that there is an enhancement significantly before and after applying. The effectiveness of this research is seen from the value of cognitive aspect that achieves KKM. The result of hypothesis is the subject of this research has achieved the thoroughness of learning. More than 75% of students give positive respons in learning by using the worksheet. Science generic skills is able to develop well because by using the student worksheet based on problem with green chemistry content in learning, the students are guided to discover their knowledge and understand the matter which is related to the real life, so that they get the strong concept. The conclusion of this research is the student worksheet based on problem with green chemistry content that is developed is valid. It can enhance the students’ science generic skills, effective, and get positive respons from students in learning.
v
PRAKATA Puji syukur Alhamdulillah Kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayah yang telah diberikan-Nya dan terima kasih kepada Bapak dan Ibu yang senantiasa mencurahkan kasih sayang, semangat, dukungan, dan doa yang tulus sehingga penulis mampu menyelesaikan tesis ini. Tesis ini disusun sebagai tugas akhir menyelesaikan studi Strata 2 (S2) untuk memenuhi sebagian dari syarat memperoleh gelar Magister Pendidikan (M.Pd) di Program Pascasarjana (PPs) Universitas Negeri Semarang. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya tesis ini tidak terlepas dari bantuan, dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat: 1. Rektor Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan kesempatan untuk menempuh studi di Unnes. 2. Direktur Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan kesempatan untuk menempuh studi di PPs Unnes. 3. Prof. Drs. Nathan Hindarto, Ph.D sebagai Ketua Program Studi Pendidikan IPA Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan saran dalam menyelesaikan tesis ini. 4. Prof. Dr. Sudarmin, M.Si, sebagai Pembimbing I, yang dengan kesabaran dan sepenuh hati memberikan bimbingan dan arahan selama menempuh studi dan menyelesaikan tesis ini.
vi
5. Dr. Sri Wardani, M.Si, sebagai Pembimbing II, yang dengan penuh kesabaran dan sepenuh hati membimbing dan memberi masukan dalam proses penulisan tesis ini. 6. Dr. Antonius Tri Widodo sebagai Penguji utama yang telah memberikan bimbingan dan saran dalam menyelesaikan tesis ini. 7. Dr. Murbangun Nuswowati, M.Si, sebagai validator yang telah berkenan memberikan penilaian serta kritik dan saran sehingga diperoleh perangkat pembelajaran yang dikembangkan dengan baik. 8. Wiwiek Indah S.Pd, M.Pd, sebagai validator yang telah memberikan penilaian dan saran terhadap perangkat pembelajaran yang dikembangkan. 9. Para dosen pada Program Studi Pendidikan IPA konsentrasi Kimia S2 PPs Unnes, yang telah membimbing penulis dalam memperoleh ilmu dan pengetahuan. 10. Kepala MAN 1 Semarang, yang telah memberikan kesempatan dan ijin dalam pelaksanaan penelitian. 11. Semua teman-teman mahasiswa PPs Prodi IPA konsentrasi Kimia Unnes Angkatan 2013 yang telah memberikan dorongan, motivasi dan semangat hingga penyusunan tesis ini selesai. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam tesis ini, sehingga penulis sangat mengharapkan masukan yang bermanfaat. Semoga tesis ini dapat menjadi bahan referensi dan tentunya bermanfaat bagi semua. Semarang,
Penulis
vii
Oktober 2015
DAFTAR ISI
Halaman PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................................................... i PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................... ii MOTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... iii ABSTRAK ............................................................................................................ iv ABSTRACT ............................................................................................................. v PRAKATA ............................................................................................................ vi DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xv BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1
1.2
Identifikasi Masalah ................................................................................... 7
1.3
Cakupan Masalah ....................................................................................... 8
1.4
Rumusan Masalah ...................................................................................... 8
1.5
Tujuan Penelitian ....................................................................................... 9
1.6
Manfaat Penelitian ................................................................................... 10
1.6.1
Manfaat Teoritis ....................................................................................... 10
1.6.2
Manfaat Praktis ........................................................................................ 10
1.7
Spesifikasi Produk yang dikembangkan .................................................. 11
1.8
Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ............................................... 11
viii
BAB II
KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA TEORITIS, DAN KERANGKA
BERPIKIR 2.1
Kajian Pustaka ........................................................................................ 13
2.2
Kerangka Teoritis ................................................................................... 16
2.2.1
Bahan Ajar dan Pengembangannya ....................................................... 16
2.2.2
Lembar Kerja Siswa ............................................................................... 18
2.2.3
Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) ...................................... 21
2.2.4
Green Chemistry .................................................................................... 25
2.2.5
Hasil Belajar ........................................................................................... 29
2.2.6
Keterampilan Generik Sains .................................................................. 33
2.2.7
Kemampuan Pemecahan masalah .......................................................... 40
2.3
Kerangka Berpikir .................................................................................. 42
2.4
Hipotesis Penelitian ................................................................................ 46
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Desain penelitian .................................................................................... 47
3.1.1
Jenis Penelitian ....................................................................................... 47
3.1.2
Model Pengembangan ............................................................................ 47
3.1.3
Desain Uji Coba ..................................................................................... 48
3.1.4
Waktu dan Lokasi Penelitian ................................................................. 48
3.2.
Prosedur penelitian ................................................................................. 48
3.3
Subjek Penelitian .................................................................................... 56
3.4
Teknik dan Instrumen Pengumpul Data ................................................. 56
3.4.1
Jenis Data ............................................................................................... 56
3.4.2
Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 57
3.4.3
Instrumen Pengumpulan Data ................................................................ 58
3.5
Uji Validitas dan Reliabilitas ................................................................. 60
3.6
Teknik Analisis Data ............................................................................. 68
3.6.1
Analisis Kevalidan LKS ........................................................................ 68
3.6.2
Analisis Keefektifan LKS ..................................................................... 69
3.6.3
Analisis Peningkatan Keterampilan Generik Sains, Pengetahuan Green Chemistry, dan Kemampuan Pemecahan Masalah ..................... 70
ix
3.6.4
Analisis Deskriptif Hasil Belajar Afektif ............................................... 71
3.6.5
Analisis Deskriptif Hasil Belajar Psikomotorik ..................................... 72
3.6.6
Analisis Deskriptif Hasil Respon Siswa ................................................ 73
3.6.7
Penentuan Keberhasilan Penelitian ........................................................ 73
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Penelitian ..................................................................................... 75
4.1.1
Hasil Analisis Tahap Pendefinisian (Define) ........................................ 75
4.1.2
Hasil Analisis Tahap Perancangan (Design) ......................................... 84
4.1.3
Hasil Analisis Tahap Pengembangan (Develop) ................................... 88
4.1.3.1
Hasil Uji Validasi LKS Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry ................................................................................... 88
4.1.3.2
Hasil Uji Validasi Perangkat Pembelajaran ......................................... 93
4.1.3.3
Hasil Analisis Uji Coba Soal Kognitif Terintegrasi Keterampilan Generik Sains, Kemampuan Pemecahan Masalah, dan Pengetahuan Green Chemistry ................................................................................... 98
4.1.3.4
Hasil Uji Coba Kelompok Kecil ......................................................... 103
4.1.3.5
Hasil Uji Coba Kelompok Besar ......................................................... 106
4.1.3.6
Hasil Uji Coba Lapangan .................................................................... 108
4.1.3.6.1 Hasil Analisis Keefektifan LKS Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry ................................................................................. 108 4.1.3.6.2 Hasil Analisis Peningkatan Keterampilan Generik Sains, Pengetahuan Green Chemistry, dan Kemampuan Pemecahan Masalah ............................................................................................... 113 4.1.4
Hasil Analisis Respon Siswa .............................................................. 115
4.2
Pembahasan ......................................................................................... 116
4.2.1
Analisis Uji Kelayakan ....................................................................... 116
4.2.2
Analisis Uji Keefektifan ..................................................................... 120
4.2.3
Analisis Peningkatan Keterampilan Generik Sains ............................ 123
4.2.4
Analisis Peningkatan Kemampuan Pemecahan Masalah ................... 128
4.2.5
Analisis Peningkatan Pengetahuan Green Chemistry......................... 131
4.2.6
Analisis Hasil Respon Siswa ............................................................. 136
x
BAB V 5.1
Simpulan .............................................................................................. 138
5.2
Implikasi .............................................................................................. 139
5.3
Saran .................................................................................................... 140
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 141 LAMPIRAN....................................................................................................... 148
xi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.1
Nilai Ulangan Harian Materi Hidrolisis Garam Tahun Ajaran 2013/2014 .................................................................................................. 2
2.1
Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis Masalah ................................ 24
2.2
Nilai dan Deskripsi Karakter ................................................................... 32
2.3
Indikator Keterampilan Generik Sains .................................................... 37
3.1
Jenis Data Penelitian ................................................................................ 56
3.2
Kriteria Nilai Afektif ............................................................................... 71
3.3
Kriteria Nilai Psikomotorik ..................................................................... 72
4.1
SK dan KD Materi Hidrolisis Garam ...................................................... 77
4.2
Rekap Hasil Skor Validasi Perangkat Pembelajaran oleh Pakar ................................................................................................. 94
4.3
Rekap Hasil Validasi Silabus dari Ketiga Validator ................................ 95
4.4
Rekap Hasil Validasi RPP dari Ketiga Validator .................................... 96
4.5
Rekap Hasil Validasi Bahan Ajar dari Ketiga Validator ......................... 97
4.6
Rekap Hasil Validasi Soal Kognitif terintegrasi Keterampilan Generik Sains, Soal Kemampuan Pemecahan Masalah, dan Soal Pengetahuan Green Chemistry dari Ketiga Validator ..................... 97
4.7
Rekap Hasil Validasi Lembar Observasi Afektif dan Psikomotorik dari Ketiga Validator ........................................................ 98
4.8
Data Analisis Validitas Butir Uji Coba Soal Kognitif Terintegrasi Keterampilan Generik Sains ............................................... 99
4.9
Data Analisis Tingkat Kesukaran Uji Coba Soal Kognitif Terintegrasi Keterampilan Generik Sains ............................................... 99
4.10
Data Analisis Daya Pembeda Uji Coba Soal Kognitif Terintegrasi Keterampilan Generik Sains ............................................... 99
4.11
Data Analisis Tingkat Kesukaran Uji Coba Soal Kemampuan Pemecahan Masalah .......................................................... 101
4.12
Data Analisis Daya Pembeda Uji Coba Soal Kemampuan Pemecahan Masalah .......................................................... 101
xii
4.13
Data Analisis Validitas Butir Uji Coba Soal Pengetahuan Green Chemistry .................................................................................... 102
4.14
Data Analisis Tingkat Kesukaran Uji Coba Soal Pengetahuan Green Chemistry .................................................................................... 102
4.15
Data Analisis Daya Pembeda Uji Coba Soal Pengetahuan Green Chemistry .................................................................................... 102
4.16
Hasil Analisis Keterbacaan LKS ........................................................... 104
4.17
Catatan Keterlaksanaan dan Evaluasi LKS pada Uji Coba Kelompok Kecil ..................................................................................... 105
4.18
Hasil Perhitungan Reliabilitas Lembar Observasi Afektif dan Lembar Observasi Psikomotorik ............................................................ 106
4.19
Hasil Perhitungan Validitas Butir Lembar Angket Respon Siswa ...................................................................................................... 107
4.20
Hasil N-gain Pretest dan Postest Uji Coba Kelompok Besar ................ 108
4.21
Tingkat Ketercapaian Jenis Karakter Sosial pada Pertemuan Pertama sampai dengan Pertemuan Keempat ...................... 110
4.22
Tingkat Ketercapaian Jenis Karakter Individu pada Pertemuan Pertama sampai dengan Pertemuan Keempat ...................... 111
4.23
Persentase Skor Tiap Aspek Psikomotorik Siswa ................................. 112
4.24
Hasil Uji Normalitas One-Sample Kolmorogrov-Smirnov..................... 113
4.25
Hasil N-gain Pretest dan Postest Uji Coba Lapangan ........................... 114
4.26
Hasil Uji t Pretest dan Postest ............................................................... 114
4.27
Hasil Analisis Angket Respon Siswa ..................................................... 115
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Bagan 12 Prinsip Green Chemistry ......................................................... 27
2.2
Paradigma Penelitian Pola Hubungan Pengaruh Model Pembelajaran terhadap Hasil Belajar dan Peningkatan Keterampilan Generik Sains .................................................................... 38
2.3
Bagan Kerangka Berpikir ........................................................................ 45
3.1
Bagan Prosedur Pengembangan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry ..................................................... 55
4.1
Rata-Rata Hasil Perhitungan Validasi LKS ............................................. 90
4.2
Jenis Huruf Sebelum dan Sesudah Validasi ............................................. 91
4.3
Tampilan Gambar Sebelum dan Sesudah Validasi .................................. 91
4.4
Desain Sampul LKS Sebelum dan Sesudah Validasi .............................. 92
4.5
Isi LKS Sebelum dan Sesudah Validasi .................................................. 92
4.6
Skor Rerata Nilai Karakter Tiap Pertemuan .......................................... 110
4.7
Nilai N-gain Tiap Indikator Keterampilan Generik Sains ..................... 124
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1
Lembar Validasi Silabus ........................................................................ 148
2
Lembar Validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran .......................... 154
3
Lembar Validasi Bahan Ajar ................................................................. 160
4
Lembar Validasi LKS ............................................................................ 166
5
Lembar Validasi Soal Kognitif terintegrsai Keterampilan Generik Sains ......................................................................................... 172
6
Lembar Validasi Soal Kemampuan Pemecahan Masalah ..................... 181
7
Lembar Validasi Soal Pengetahuan Green Chemistry ........................... 190
8
Lembar Validasi Instrumen Lembar Observasi Afektif ........................ 199
9
Lembar Validasi Instrumen Lembar Observasi Psikomotorik ............... 205
10
Lembar Validasi Lembar Angket Respon Siswa ................................... 211
11
Kisi-kisi Soal Kognitif terintegrasi Keterampilan Generik Sains .......................................................................................................217
12
Soal Kognitif terintegrsai Keterampilan Generik Sains ........................ 222
13
Kunci Jawaban dan Rubrik Penilaian Soal Kognitif terintegrasi Keterampilan Generik Sains ............................................... 234
14
Rubrik Tes Kemampuan Pemecahan Masalah ...................................... 246
15
Kisi-kisi dan Soal Pengetahuan Green Chemistry ................................. 252
16
Lembar Observasi Afektif ..................................................................... 260
17
Lembar Observasi Psikomotorik ............................................................ 263
18
Lembar Angket Respon Siswa ............................................................... 268
19
Perhitungan Validitas LKS .................................................................... 269
20
Silabus .................................................................................................... 271
21
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ...................................................... 276
22
Hasil Analisis Soal Kognitif terintegrasi Keterampilan Generik Sains ......................................................................................... 296
23
Hasil Analisis Soal Kemampuan Pemecahan Masalah .......................... 301
xv
24
Hasil Analisis Soal Pengetahuan Green Chemistry ............................... 306
25
Perhitungan Reliabilitas Lembar Observasi Afektif .............................. 312
26
Perhitungan Reliabilitas Lembar Observasi Psikomotorik .................... 314
27
Perhitungan Validitas Butir dan Reliabilitas Lembar Angket Respon Siswa ......................................................................................... 316
28
Analisis N-gain Peningkatan Keterampilan Generik Sains Uji Coba Kelompok Besar ..................................................................... 320
29
Analisis N-Gain Peningkatan Kemampuan Pemecahan Masalah Uji Coba Kelompok Besar....................................................... 324
30
Analisis N-Gain Peningkatan Pengetahuan Green Chemistry Uji Coba Kelompok Besar ..................................................................... 325
31
Daftar Nilai Pretest dan Postest Soal Kognitif Terintegrasi Keterampilan Generik Sains .................................................................. 326
32
Uji Ketuntasan Belajar ........................................................................... 328
33
Data Skor Total Karakter Siswa ............................................................ 329
34
Data Nilai Psikomotorik Siswa .............................................................. 331
35
Hasil Uji Normalitas Data Pretest dan Postest Keterampilan Generik Sains ......................................................................................... 334
36
Hasil Uji Normalitas Pretest dan Postest Kemampuan Pemecahan Masalah ............................................................................... 335
37
Hasil Uji Normalitas Data Pretest dan Postest Pengetahuan Green Chemistry .................................................................................... 336
38
Analisis N-gain Peningkatan Keterampilan Generik Sains Uji Coba Lapangan ................................................................................ 337
39
Analisis N-Gain Peningkatan Kemampuan Pemecahan Masalah Uji Lapangan ........................................................................... 343
40
Analisis N-Gain Peningkatan Pengetahuan Green Chemistry Uji Coba Lapangan ................................................................................ 345
41
Hasil Uji t Pretest dan Postest Keterampilan Generik Sains ................ 347
42
Hasil Uji t Pretest dan Postest Kemampuan Pemecahan Masalah .................................................................................................. 350
43
Hasil Uji t Pretest dan Postest Pengetahuan Green Chemistry ............................................................................................... 352
44
Jawaban Pretest dan Postest Siswa ....................................................... 354
45
Dokumentasi Kegiatan Pembelajaran .................................................... 378
xvi
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah Pesatnya kemajuan teknologi terutama bidang informasi di era globalisasi, membawa dampak ketatnya persaingan di segala bidang kehidupan. Lulusan pendidikan nasional harus memiliki keunggulan kompetitif dan komparatif sesuai standar mutu nasional. Sejalan dengan perkembangan IPTEK yang pesat dan perubahan masyarakat yang dinamis, perlu disiapkan warga negara Indonesia yang mampu bersaing bebas dan memiliki ketangguhan dalam berpikir, bersikap, dan bertindak berdasarkan pemahaman konsep-konsep dan prinsip-prinsip sains serta penerapannya (Yokhebed dkk. 2012:183). Pendidikan memiliki peranan yang sangat sentral dalam meningkatkan kualitas sumber daya manusia. Salah satu tujuan dari pendidikan nasional adalah usaha untuk mencerdaskan kehidupan bangsa (Herman, 2007:47). Usaha yang sudah dilakukan oleh pemerintah pusat untuk mencapai tujuan pendidikan nasional, yaitu melengkapi sarana prasarana sekolah, menyempurnakan strategi yang bisa digunakan dan diimplementasikan di kelas, melakukan sertifikasi guru yang bertujuan untuk menunjang terlaksananya pendidikan dengan baik serta melakukan penyempurnaan kurikulum. Guru berperan penting dalam upaya peningkatan kualitas pendidikan yang berkaitan dengan tugas pokok dan fungsinya sebagai pendidik. Untuk menyelenggarakan pembelajaran aktif, kreatif, efektif, dan bermakna maka guru perlu merancang perencanaan pembelajaran, 1
2
pemilihan
model
pembelajaran
yang
bervariasi,
menggunakan
media
pembelajaran yang menarik dan alat evaluasi yang baik (Chodijah dkk. 2012). Upaya untuk meningkatkan kualitas pendidikan harus dilakukan terusmenerus. Namun, mutu pendidikan belum menunjukkan hasil yang diharapkan. Hal tersebut dapat dilihat dari rendahnya hasil belajar siswa. Berdasarkan kajian data, diketahui bahwa hasil belajar siswa SMA/sederajat masih rendah dalam hal pencapaian nilai kriteria ketuntasan minimal (KKM 75), terutama untuk mata pelajaran MIPA. Kimia merupakan salah satu cabang pelajaran MIPA yang masih dianggap sulit. Mata pelajaran kimia merupakan produk pengetahuan alam berupa fakta, teori, prinsip, dan hukum dari proses dan sikap ilmiah. Siswa seringkali kesulitan memahami materi kimia karena bersifat abstrak. Kesulitan tersebut membawa dampak kurang baik bagi pemahaman siswa mengenai berbagai konsep kimia (Wasonowati dkk. 2014:66). Berdasarkan hasil observasi lapangan, kajian data, dan wawancara terhadap guru kimia di MAN 1 Semarang diketahui bahwa siswa masih mengalami kesulitan dalam memahami materi kimia, salah satu materi tersebut adalah hidrolisis garam. Hasil nilai ulangan harian materi hidrolisis garam pada tahun ajaran 2013/2014 disajikan pada tabel berikut: Tabel 1.1 Nilai Ulangan Harian Materi Hidrolisis Garam Tahun Ajaran 2013/2014 Kelas
Rata-rata
(%) ketuntasan
XI IPA 63,64 XI IPA 64,65 XI IPA 61,31 XI IPA 68,33 Sumber: Arsip Ibu Sukanti
65,47 % 60,85 % 62,34 % 68,36 %
Nilai tertinggi
Nilai terendah
70 80 72 82
50 53 50 55
3
Berkaitan dengan penyiapan SDM yang berkualitas, pembelajaran kimia seharusnya juga dapat membekali siswa dengan keterampilan berpikir dengan tujuan agar siswa memiliki kemampuan berpikir dan bertindak berdasarkan pengetahuan yang dimilikinya atau lebih dikenal dengan keterampilan generik sains. Keterampilan generik sains merupakan keterampilan dasar yang dapat digunakan untuk mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi (Liliasari, 2009:6). Pembelajaran yang bertujuan untuk meningkatkan keterampilan generik sains merupakan pembelajaran yang mengintegrasikan keterampilan generik sains ke dalam sistem penyajian materi secara terpadu. Fokus proses pembelajaran diarahkan pada pengembangan keterampilan individu siswa dalam memproses pengetahuan, menemukan dan mengembangkan sendiri fakta, konsep, dan nilainilai yang diperlukan. Siswa diberikan kesempatan langsung untuk terlibat dalam aktivitas dan pengalaman ilmiah untuk mendapatkan informasi ilmiah dan memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari (Aktamis & Ergin, 2008:12). Keterampilan
generik
sangat
penting
diterapkan
dalam
proses
pembelajaran, karena siswa dengan keterampilan generik memiliki prospek pekerjaan yang lebih baik setelah lulus dari sekolah, siswa mempunyai kesempatan untuk dapat bekerja pada bidang ilmu lain selain bidang ilmu yang dikuasai oleh lulusan (Freudenberg et al. 2011:81), dan siswa dapat menjadi pelajar yang sukses dan praktisi sukses baik dalam pendidikan, kerja atau aspek lain dalam kehidupan mereka (Daud, 2013). Mengingat begitu pentingnya penguasaan akan keterampilan generik sains, maka pada penelitian ini dikembangkan suatu program pembelajaran yang
4
mengkondisikan siswa agar dapat mengembangkan keterampilan generik sainsnya. Keterampilan generik sains yang dikembangkan pada penelitian ini berdasarkan analisis konsep hidrolisis garam adalah keterampilan generik sains inferensi logika dan kesadaran tentang skala besaran. Keterampilan generik sains inferensi logika adalah keterampilan untuk dapat mengambil kesimpulan sebagai akibat logis dari hukum-hukum terdahulu tanpa atau ketika melakukan percobaan sedangkan keterampilan generik sains kesadaran tentang skala besaran yaitu keterampilan memahami skala atau besaran-besaran ukuran kimia secara benar (Sudarmin, 2007:45). Salah satu cara untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan memperbaiki kualitas proses serta hasil belajar siswa yaitu dengan menerapkan suatu model pembelajaran yang sesuai dengan karakteristik materi dan kondisi siswa. Hidrolisis garam merupakan materi yang berupa penggabungan konsep dan perhitungan matematika, sehingga diperlukan cara berpikir dan analisis yang tinggi. Oleh karena itu, untuk membantu keaktifan berpikir siswa diperlukan model pembelajaran ilmiah dimana siswa mencari dan membangun sendiri informasi dari sesuatu yang dipelajari (Wasonowati dkk. 2014:68). Salah satu model pembelajaran ilmiah adalah pembelajaran berbasis masalah atau Problem Based Learning (PBL). PBL merupakan suatu pendekatan pembelajaran yang diawali dengan menghadapkan siswa dengan masalah. Siswa dengan segenap pengetahuan dan kemampuan yang telah dimilikinya dituntut untuk menyelesaikan masalah yang kaya dengan konsep-konsep (Herman, 2007). Model PBL dipilih karena PBL
5
merupakan pendekatan pembelajaran yang berpusat pada siswa sehingga memungkinkan siswa menjadi peserta aktif, bekerja sama dalam belajar dan dalam tim (Ates & Erylmaz, 2011:13), serta membantu mereka menemukan solusi alternatif terhadap masalah-masalah yang mereka hadapi dalam kehidupan seharihari (Tosun & Senocak, 2013:62). Hasil penelitian Sulaiman dan Eldy (2014) menyatakan bahwa dengan menerapkan PBL terintegrasi secara online dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Hasil penelitian lain oleh Aziz et al (2014) menyatakan bahwa penerapan PBL tanpa atau dengan metode ceramah dapat meningkatkan keterampilan belajar mandiri dan tanggung jawab siswa. Selain itu hasil penelitian Wahyudi dan Nurhayati (2014) menyatakan bahwa dengan menerapkan model PBL melalui pendekatan inkuiri dapat meningkatkan keterampilan generik sains pengamatan langsung, inferensi logika, pemodelan matematik, dan kemampuan membangun konsep, karena model PBL memberikan penekanan pada keterampilan berpikir siswa. Siswa mengalami proses berpikir secara kritis dan analitis untuk mencari dan menemukan sendiri jawaban dari masalah yang dipertanyakan. Penerapan PBL juga dapat mengembangkan kemampuan pemecahan masalah (Thomas, 2009:255). Kemampuan pemecahan masalah adalah suatu kemampuan seorang siswa dalam menggunakan proses berpikirnya untuk memecahkan masalah. Proses pemecahan masalah melalui pengumpulan fakta, analisis informasi, menyusun berbagai alternatif pemecahan, dan memilih pemecahan masalah yang paling efektif (Hamzah, 2003). Kemampuan pemecahan
6
masalah perlu dimiliki agar siswa dapat menggunakannya untuk belajar kimia lebih lanjut atau menghadapi masalah-masalah dalam kehidupan sehari-hari. Masalah yang disajikan dalam pembelajaran menggunakan PBL adalah masalah yang mampu menggali rasa keingintahuan siswa, yaitu masalah yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari (Maggi & Claire, 2004:68). Penelitian Hjeresen, Shcutt, & Boese (2000) menyatakan bahwa pada 50 tahun mendatang ada 10 masalah besar yang dihadapi manusia yaitu mengenai masalah 1) energi, 2) air, 3) makanan, 4) lingkungan, 5) kemiskinan, 6) teroris dan perang, 7) penyakit, 8) pendidikan, 9) demokrasi, dan 10) populasi. Lima dari sepuluh masalah itu yaitu energi, air, makanan, lingkungan dan penyakit yang mempunyai kaitan erat dengan kimia dan hanya dapat diselesaikan dengan konsep kimia yang baru, yaitu kimia ramah lingkungan (green chemistry). Ada 12 prinsip green chemistry yang berfungsi sebagai panduan pengaplikasian green chemistry dalam tindakan nyata (Anastas & Warner, 2004:3). Siswa dapat ikut serta menjaga kelestarian bumi dalam aktivitas pembelajarannya yaitu dengan menerapkan prinsip-prinsip green chemistry dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan materi hidrolisis garam. Berdasarkan analisis materi, ada tiga prinsip green chemistry yang dapat diterapkan yaitu
use safer solvent and reaction
condition (menggunakan pelarut dan kondisi reaksi yang aman), use of renewable feedstocks (pemakaian bahan baku yang dapat diperbaharui), dan prevent waste (mencegah limbah). Langkah-langkah pembelajaran berbasis masalah dituangkan dalam Lembar Kerja Siswa (LKS) yang digunakan sebagai penuntun belajar. Setiap
7
aspek LKS disesuaikan dengan pembelajaran berbasis masalah. LKS tersebut berisi lembaran-lembaran masalah dan tugas yang harus dikerjakan oleh siswa, berupa petunjuk dan langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah (Prastowo, 2012). LKS ini disiapkan untuk membantu siswa memecahkan skenario masalah yang diberikan dan memudahkan guru dalam melaksanakan pembelajaran berbasis masalah. Berdasarkan latar belakang di atas, maka peneliti tertarik untuk mengembangkan lembar kerja siswa berbasis masalah bermuatan green chemistry untuk meningkatkan keterampilan generik sains siswa.
I.2 Identifikasi Masalah Berdasarkan pemikiran-pemikiran di atas, maka dapat diidentifikasikan masalahmasalah sebagai berikut. 1. Mutu pendidikan belum sesuai harapan sebagai contoh yaitu hasil belajar siswa di MAN 1 Semarang terutama materi hidrolisis garam masih banyak yang belum mencapai nilai KKM. 2. Siswa MAN I Semarang perlu dibekali keterampilan lain untuk menghasilkan lulusan yang kompetitif yaitu dengan mengembangkan keterampilan generik sains. 3. Guru perlu memilih model pembelajaran aktif, kreatif, efektif dan bermakna untuk meningkatkan kualitas pendidikan di MAN I Semarang yaitu dengan menggunakan pembelajaran berbasis masalah.
8
4. Dalam rangka mengikutsertakan siswa MAN I Semarang untuk menjaga kelestarian bumi maka perlu mengintegrasikan prinsip-prinsip green chemistry dalam pembelajaran kimia. 5. Pembelajaran kimia di MAN I Semarang belum menggunakan LKS yang berpendekatan kontruktivism berbasis masalah yang mendorong keaktifan berpikir siswa.
I.3 Cakupan Masalah Cakupan permasalahan dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut. 1. Pengembangan lembar kerja siswa berbasis masalah bermuatan green chemistry dibatasi pada materi hidrolisis garam. 2. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas XI IPA MAN 1 Semarang. 3. Hasil pembelajaran yang diukur melalui tiga aspek yaitu aspek kognitif, aspek afektif, dan aspek psikomotorik. 4. Keterampilan generik sains pada penelitian ini dibatasi pada keterampilan generik sains inferensi logika dan kesadaran tentang skala besaran. 5. Masalah-masalah yang akan diberikan adalah masalah yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan materi hidrolisis garam.
I.4 Rumusan Masalah Memperhatikan latar belakang dan identifikasi masalah di atas, maka permasalahan dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut.
9
1. Seberapa jauh tingkat kevalidan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan? 2. Seberapa jauh tingkat keefektifan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan? 3. Seberapa jauh peningkatan keterampilan generik sains siswa setelah menggunakan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan? 4. Bagaimana respon siswa terhadap penggunaan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry?
I.5 Tujuan Penelitian Berdasarkan rumusan masalah tersebut, maka tujuan penelitian ini yaitu sebagai berikut. 1. Menganalisis tingkat kevalidan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan. 2. Menganalisis tingkat kefektifan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan. 3. Menganalisis peningkatan keterampilan generik sains siswa setelah menggunakan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan. 4. Menganalisis respon siswa terhadap penggunaan Lembar Kerja Siswa Berbasis Masalah Bermuatan Green Chemistry yang dikembangkan.
10
I.6 Manfaat Penelitian Manfaat yang dihasilkan dari penelitian ini yaitu: 1.6.1
Manfaat Teoritis:
Menghasilkan inovasi dalam pengembangan Lembar Kerja Siswa berbasis masalah yang bermuatan prinsip-prinsip green chemistry dalam rangka untuk mengembangkan keterampilan generik sains siswa. Menambah khasanah ilmu dalam bidang pendidikan dalam upaya meningkatkan kualitas pendidikan baik dalam proses pembelajarannya maupun produk yang dihasilkan (siswa). 1.6.2
Manfaat Praktis
1. Bagi peneliti Menambah wawasan dan acuan bagi peneliti dalam menghasilkan lembar kerja siswa sebagai media pembelajaran utama guna meningkatkan hasil belajar dan keterampilan generik sains. 2. Bagi pendidik Sebagai lembar kerja siswa alternatif yang dapat menjadi pilihan bagi guru kimia guna mendukung proses belajar mengajar sehingga pembelajaran tidak bersifat teoritis. 3. Bagi siswa Memberikan gambaran dan melatih siswa tentang cara belajar yang menghubungkaitkan antara konsep dan teori yang dipelajari di sekolah dengan masalah-masalah yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.
11
1.7
Spesifikasi Produk yang Dikembangkan
Produk yang akan dikembangkan dalam penelitian ini adalah silabus, RPP, bahan ajar, LKS dan alat evaluasi. Pengembangan perangkat pembelajaran tersebut mengacu pada kompetensi dasar dan indikator materi hidrolisis garam. Karakteristik lembar kerja siswa berbasis masalah bermuatan green chemistry yang akan dikembangkan yaitu: 1. Full colour sehingga menarik perhatian siswa untuk membaca; 2. Judul LKS yang menggambarkan materi yang akan dituangkan di dalamnya; 3. Tujuan dan indikator yang akan dicapai siswa; 4. Masalah dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan materi hidrolisis garam; 5. Prosedur atau kegiatan berbasis masalah yang bertujuan untuk meningkatkan keterampilan generik sains siswa; 6. Prinsip-prinsip green chemistry yang berkaitan dengan materi hidrolisis garam.
1.8
Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan
Asumsi merupakan anggapan awal yang mendasari dilakukannya suatu penelitian. Asumsi awal dalam penelitian ini adalah: (a) pembelajaran dengan menggunakan metode berbasis masalah akan meningkatkan aktifitas siswa; (b) penggunaan LKS yang sistematis dan menarik akan meningkatkan motivasi siswa, sehingga dapat meningkatkan pemahaman konsep siswa; (c) implementasi konsep green
12
chemistry dalam pembelajaran kimia pada pokok bahasan hidrolisis garam dapat meningkatkan sikap peduli siswa terhadap lingkungan; (d) langkah-langkah pembelajaran berbasis masalah dapat meningkatkan keterampilan generik inferensi logika dan kesadaran skala besaran. Dari asumsi awal ini, maka akan dikembangkan lembar kerja siswa berbasis masalah bermuatan green chemistry dengan harapan dapat meningkatkan keterampilan generik sains siswa. Keterbatasan dalam penelitian ini antara lain: (a) sasaran pengembangan penggunaan LKS dibatasi pada siswa kelas XI IPA MAN 1 Semarang pada pokok bahasan hidrolisis garam; (b) keterampilan generik sains siswa yang diamati dibatasi pada keterampilan generik sains inferensi logika dan kesadaran tentang skala besaran; (c) prosedur pengembangan dari 4D (Define, Design, Develop, dan Dessiminate) disederhanakan menjadi 3D (Define, Design, dan Develop) karena keterbatasan dana, waktu, dan tenaga.
