PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS PBL DENGAN PENEKANAN BERPIKIR KRITIS PADA TEMA POLUSI UDARA UNTUK SISWA KELAS VII MTs. MU’ALLIMAT NAHDLATUL WATHAN PANCOR
TESIS Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidiakan Sains
Oleh: SITI HUURUN IN NIM S831308041
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
i
ii
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa: 1.
Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis PBL dengan Penekanan Berpikir Kritis pada Tema Polusi Udara Untuk Siswa Kelas VII MTs. Mu’allimat NW Pancor” ini adalah karya saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak dapat 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 di kemudian hari terbukti terdapat plagiat karya ilmiah 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 harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Program Studi Magister Pendidikan Sains PPs-UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Pendidikan Sains. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, Januari 2016 Mahasiswa
Siti Huurun In NIM S831308041
iv
MOTTO
“Dan barang siapa berjihad, maka sesungguhnya jihadnya itu untuk dirinya sendiri. Sungguh Allah Mahakaya (tidak memerlukan sesuatu) dari seluruh alam (QS. Al-Ankabut: 6)”
”Jika kamu bersungguh-sungguh, maka kesungguhan itu untuk kebaikanmu sendiri”
v
PERSEMBAHAN
Karya ini dipersembahkan untuk:
Kedua orangtuaku yang telah memberikan dukungan baik moral maupun materil demi terselesaikannya tesis ini.
Kedua saudaraku beserta seluruh anggota keluargaku yang selalu memberikan semangat melalui doa agar tesis ini dapat terselesaikan.
Sahabat Cerdasku yang selalu memberikan kekuatan bathin agar tesis ini dapat diselesaikan.
Teman-teman
tersayangku yang
selalu
memberikan
dorongan semangat dan doa agar tesis ini dapat terselesaikan.
Seseorang yang masih dirahasiakan Allah untukku, yang secara tidak nyata memberikan dukungan semangat untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis PBL dengan Penekananan Berpikir Kritis pada Tema Polusi Udara untuk Meningkatkan Hasil Belajar ini dengan baik. Penyelesaian tesis ini tidak lepas dari kesulitan karena keterbatasan kemampuan. Berkat bantuan, bimbingan, dan motivasi yang diberikan berbagai pihak kepada penulis, maka tesis ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1.
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2.
Dr. M. Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains.
3.
Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., sebagai dosen pembimbing pertama yang telah berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga terselesaikannya tesis ini.
4.
Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si., sebagai dosen pembimbing kedua yang telah berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan saran hingga terselesaikannya tesis ini.
5.
Prof. Dr. Maridi, M.Pd., selaku validator ahli materi yang telah memberikan saran untuk perbaikan isi modul.
6.
Dr. Nunuk Suryani, M.Pd. selaku validator validator ahli media yang telah berkenan memberikan fasilitas, pengarahan, saran, dan motivasi hingga terselesaikannya usulan tesis ini.
7.
Herman Wijaya, M.Pd., sebagai ahli bahasa yang telah memberikan saran untuk perbaikan tata tulis kebahasaan modul.
8.
Nur ‘Aini, M.Pd. dan Hj. Fahriyah, M.Pd. selaku praktisi yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan modul.
9.
Kedua orang tuaku yang selalu memberikan motivasi untuk terselesainya tesis ini.
10. Segenap dosen program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
vii
11. Hj. Bq. Rohmayani, M.Pd. dan H. Burhanuddin, M.Pd. selaku kepala MTs. Mu’allimat NW Pancor dan kepala MTs. NW Pancor yang telah memberikan fasilitas sehingga terselesainya penelitian ini. 12. Teman-teman mahasiswa program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan September 2013 atas kerja sama dan motivasinya. Penulis sadar sepenuhnya bahwa dalam penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga tesis ini bermanfat bagi yang membacanya.
Surakarta, Januari 2016
Penulis
viii
Siti Huurun In. 2015. Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis PBL dengan Penekanan Berpikir Kritis pada Tema Polusi Udara untuk Siswa Kelas VII MTs. Mu’allimat NW Pancor. Tesis. Pembimbing I: Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd. Pembimbing II: Dr. Sarwanto, M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan (1) mendeskripsikan karakteristik modul IPA Terpadu berbasis PBL dengan penekanan bepikir kritis pada tema polusi udara untuk meningkatkan hasil belajar; (2) menguji kelayakan modul IPA Terpadu berbasis PBL dengan penekanan bepikir kritis pada tema polusi udara untuk meningkatkan hasil belajar; (3) menguji keefektifan modul IPA Terpadu berbasis PBL dengan penekanan bepikir kritis pada tema polusi udara untuk meningkatkan hasil belajar. Penelitian ini mengacu pada model pengembangan 4D oleh Thiagarajan yang terdiri dari 4 tahap: 1) tahap pendefinisian, 2) tahap perancangan, 3) tahap pengembangan, dan 4) tahap penyebaran. Subyek pengembangan untuk kelayakan modul divalidasi oleh ahli media, ahli materi, ahli bahasa dan guru IPA (praktisi). Pengumpulan data dilakukan dengan angket, lembar observasi, dan wawancara. Jenis data yang diperoleh adalah data kualitatif dan data kuantitatif. Data kualitatif adalah data tentang hasil observasi, wawancara, serta saran saat validasi dan ujicoba produk terhadap kelayakan modul IPA Terpadu berbasis PBL hasil pengembangan. Sedangkan data kuantitatif diperoleh dari penilaian hasil validasi modul, penilaian angket pada ujicoba terbatas, ujicoba skala besar, angket penyebaran, dan hasil belajar. Hasil penelitian ini adalah: (1) karakteristik modul IPA terpadu berbasis PBL dengan penekanan berpikir kritis pada tema polusi udara adalah modul pembelajaran IPA terpadu dengan penggunaan tema kondisi lingkungan yang memayungi beberapa materi IPA yang terkait, dengan menerapkan model pembelajaran PBL dalam penyampaian materi tersebut, serta diperkuat dengan aspek keterampilan berpikir kritis pada setiap kegiatan PBL dalam modul, (2) kelayakan modul dinilai oleh validator ahli media, bahasa, dan materi serta melibatkan 2 praktisi, dan 10 siswa dalam uji skala kecil. Penilaian yang diberikan ahli dan praktisi berupa angket dalam bentuk penilaian berskala dan kesimpulan penilaian dalam kategoi sangat baik yang berarti layak, sedangkan 10 siswa memberikan penilaian melalui jawaban siswa terhadap kegiatan dalam modul dan respon dalam bentuk angket, dengan hasil jawaban cukup atau sesuai dengan alat ukur jawaban (kunci jawaban) dan respon siswa sangat baik yang berarti layak, (3) modul efektif untuk digunakan dalam pembelajaran IPA dengan memberikan pengaruh positif terhadap hasil belajar IPA sesuai penilaian gain score 0,35 untuk kognitif, 0,5 untuk afektif, dan 0,45 untuk psikomotor, dengan N-gain ternormalisasi sedang dan penilaian terhadap jawaban siswa pada setiap kegiatan dalam modul serta respon siswa dalam penilaian angket kategori sangat baik. Kata Kunci: Modul, IPA Terpadu, Problem Based Learning, Berpikir kritis.
ix
Siti Huurun In. 2015. Development of Integrated Science Module Based of PBL by Emphasis Critical Thinking on the theme of Air Pollution for VII Grade Students of MTs. Mu'allimat NW Pancor. Thesis. Advisor: Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., Coadvisor: Dr. Sarwanto, M.Si., Master of Science Education, Faculty of Teacher Training and Education, University of Sebelas Maret Surakarta. ABSTRACT This research aims to (1) describe the characteristics of Integrated Science module based PBL with emphasis critical thinking on the theme of air pollution to improve learning outcomes; (2) determine the feasibility of Integrated Science module based PBL with emphasis critical thinking on the theme of air pollution to improve learning outcomes; (3) determine the effectiveness of the Integrated Science module based PBL with emphasis critical thinking on the theme of air pollution to improve learning outcomes. This research refers to the 4D development model by Thiagarajan which consists of four phases: 1) The definition phase, 2) design phase, 3) the development phase, and 4) deployment phase. The subject for the development of the feasibility of module validated by media expert, materials expert, linguist and science teacher (practitioner). Data was collected by questionnaire, observation sheets, and interviews. The type of data that be obtained are qualitative and quantitative data. Qualitative data is data about results of observation, interviews, and advices when validating and testing the product on the feasibility of Integrated Science module based PBL development results. While quantitative data was obtained from the assessment results of module validation, assessment questionnaire on a limited trial, a large-scale test, questionnaire dissemination, and learning outcomes. Results of this research are: (1) the characteristics of module IPA-based integrated PBL with emphasis on critical thinking on the theme of air pollution is learning modules science integrated with the use of the theme of environmental conditions which cover several materials science-related, by applying the learning model PBL in the delivery of such materials, and reinforced with critical thinking skills aspects of the operations of PBL in the module, (2) the feasibility of module assessed by validators media expert, language, and materials and involves 2 practitioners, and 10 students in small-scale trials. Assessment provided experts and practitioners in the form of questionnaires in the form of scale assessment and conclusions of assessment in category very good which means feasible, while 10 students provide an assessment through the students' answers to the activities in the module and the response in the form of questionnaire, the results of answers fairly or in accordance with the measuring instrument answer (the answer key) and the response was very good students, which means feasible, (3) The effective module for use in learning science with a positive impact on learning outcomes of science corresponding gain score of 0.35 for cognitive, 0,5 for affective, and 0,45 for psychomotor, as N- gain medium normalized and an assessment of the students' answers on any activities in the module as well as the responses of students in the assessment questionnaires excellent category. Keywords: Module, Integrated Science, Problem Based Learning, Critical thinking.
x
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................................
i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................................
ii
PENGESAHAN .......................................................................................................
iii
PERNYATAAN .......................................................................................................
iv
MOTTO ....................................................................................................................
v
PERSEMBAHAN ....................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ..............................................................................................
vii
ABSTRAK ...............................................................................................................
ix
ABSRACT .................................................................................................................
x
DAFTAR ISI ............................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................
xv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .................................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ..................................................................
1
B. Rumusan Masalah ..........................................................................
6
C. Tujuan Penelitian ............................................................................
7
D. Manfaat Penelitian ..........................................................................
7
E. Spesifikasi Produk ..........................................................................
8
F. Asumsi dan Ketebatasan ..................................................................
9
G. Definisi Istilah ................................................................................
10
KAJIAN PUSTAKA .............................................................................
11
A. Landasan Teori ...............................................................................
11
1. Pembelajaran IPA Terpadu .......................................................
11
2. Modul Pembelajaran ..................................................................
19
3. Model Pembelajaran PBL..........................................................
24
4. Berpikir Kritis ............................................................................
30
5. Hasil Belajar ..............................................................................
35
6. Polusi Udara ..............................................................................
42
xi
B. Penelitian Relevan ...........................................................................
48
C. Kerangka Berpikir ...........................................................................
55
METODE PENELITIAN .......................................................................
60
A. Model Pengembangan .....................................................................
60
B. Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................
60
C. Subyek Penelitian ............................................................................
60
D. Prosedur Pengembangan ..................................................................
61
E. Jenis Data .........................................................................................
66
F. Metode Pengumpulan Data ..............................................................
66
G. Teknik Analisis Data .......................................................................
70
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................
72
A. Deskripsi Data Hasil Penelitian .......................................................
72
1. Tahap Pendefinisian....................................................................
72
2. Tahap Perancangan ....................................................................
76
3. Tahap Pengembangan ................................................................
78
4. Tahap Penyebaran ......................................................................
88
B. Pembahasan Hasil Penelitian ...........................................................
89
C. Temuan Lapangan ...........................................................................
107
D. Keterbatasan Penelitian ...................................................................
108
KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................
109
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................
112
LAMPIRAN-LAMPIRAN ........................................................................................
116
BAB III
BAB IV
BAB V
xii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Model Keterpaduan Fogarty .....................................................................
14
Tabel 2.2 Sintaks PBL ..............................................................................................
27
Tabel 2.3 Sintak Berpikir Kritis ...............................................................................
32
Tabel 2.4 Sintak PBL dengan Penekanan Berpikir Kritis ........................................
34
Tabel 2.5 Kategori Hasil Belajar Kognitif ...............................................................
38
Tabel 3.1 Kriteria Reliabilitas ..................................................................................
68
Tabel 3.2 Kriteri Daya Pembeda ..............................................................................
69
Tabel 3.3 Kriteri Tingkat Kesukaran Soal ................................................................
69
Tabel 3.4 Kriteria Nilai Rerata Total Masing-masing Komponen ...........................
70
Tabel 4.1 Saran Perbaikan Ahli ...............................................................................
79
Tabel 4.2 Hasil Validasi Modul oleh Ahli ................................................................
80
Tabel 4.3 Hasil Validasi Modul oleh Praktisi ...........................................................
80
Tabel 4.4 Rangkuman Perbandingan Jawaban Siswa dengan Kunci Jawaban ........
81
Tabel 4.5 Respon Ujicoba Terbatas ..........................................................................
82
Tabel 4.6 Hasil Belajar Ranah Kognitif ...................................................................
83
Tabel 4.7 Hasil Belajar Ranah Afektif .....................................................................
84
Tabel 4.8 Hasil Belajar Afektif sebelum Menggunakan Modul ...............................
84
Tabel 4.9 Hasil Belajar Psikomotor sebelum Menggunakan Modul ........................
84
Tabel 4.10 Hasil Belajar Ranah Psikomotor ............................................................
85
Tabel 4.11 Rangkuman Jawaban Siswa dalam Ujicoba Skala Besar .......................
86
Tabel 4.12 Respon Siswa dalam Ujicoba Skala Besar ..............................................
88
Tabel 4.13 Hasil Angket Respon Guru .....................................................................
89
Tabel 4.14 Perbaikan Modul Berdasarkan Saran Guru ............................................
89
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Karakteristik Pembelajaran PBL ..........................................................
25
Gambar 2.2 Kerangka Berpikir ................................................................................
59
Gambar 3.1 Tahapan Pengembangan 4D .................................................................
65
Gambar 4.1 Histogram Hasil Belajar Afektif Siswa ................................................
84
Gambar 4.2 Histogram Hasil Belajar Psikomotor Siswa .........................................
85
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Hasil Observasi Sekolah .......................................................................
109
Lampiran 2 Hasil UN dan US MTs. Mu’allimat NW Pancor ..................................
110
Lampiran 3 Kisi-kisi Angket Pengungkap Kebutuhan .............................................
112
Lampiran 4 Hasil Analisis Pengungkap Kebutuhan .................................................
114
Lampiran 5 Silabus ...................................................................................................
120
Lampiran 6 RPP .......................................................................................................
126
Lampiran 7 Draft Kerangka Modul ...........................................................................
153
Lampiran 8 Instrumen Validasi Soal Kognitif .........................................................
158
Lampiran 9 Soal Kognitif (Try Out) Siswa ...............................................................
172
Lampiran 10 Hasil Try Out Siswa ............................................................................
179
Lampiran 11 Hasil Pre-test dan Post-test .................................................................
183
Lampiran 12 Uji Normalitas, Homogenitas, dan Uji T .............................................
185
Lampiran 13 Rubrik Instrumen Validasi ..................................................................
190
Lampiran 14 Hasil Validasi Ahli ...............................................................................
200
Lampiran 15 Hasil Penilaian Modul oleh Ahli .........................................................
222
Lampiran 16 Jawaban Kegiatan Siswa pada Ujicoba Terbatas ................................
234
Lampiran 17 Respon Siswa pada Ujicoba Terbatas .................................................
240
Lampiran 18 Rangkuman Hasil Respon Siswa pada Ujicoba Terbatas ....................
242
Lampiran 19 Respon Siswa pada Ujicoba Skala Besar ............................................
244
Lampiran 20 Rangkuman Hasil Respon Siswa pada Ujicoba Skala Besar ...............
246
Lampiran 21 Respon Guru pada Tahap Penyebaran .................................................
247
Lampiran 22 Rangkuman Hasil Respon Guru ..........................................................
249
Lampiran 23 Rangkuman Hasil Respon Modul .......................................................
251
Lampiran 24 Perhitungan N-Gain ............................................................................
252
Lampiran 25 Perijinan ..............................................................................................
259
xv
