i

PENGARUH PEMBELAJARAN BIOLOGI DENGAN CONCEPT

ATTAINMENT MODEL DAN DISCOVERY LEARNING TERHADAP

KEMAMPUAN LITERASI SAINS KEMAMPUAN PEMECAHAN

MASALAH DAN PRESTASI BELAJAR KOGNITIF SISWA

(Studi Pembelajaran Biologi pada Materi Evolusi Kelas XII IPA Semester II

Di SMAN 1 Karas, Magetan Tahun Pelajaran 2016/2017)

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagaian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Pendidikan Sains

Oleh :

YULIATI

NIM S831508057

PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2018

v

MOTTO

Man Jadda Wajada

vi

PERSEMBAHAN

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan

rahmat, hidayah, dan taufik-Nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan

baik, maka tesis ini akan saya persembahkan kepada :

1. Ayahanda Soemadi dan Ibunda Sunarti atas kasih sayang yang telah diberikan

selama ini serta do’a yang tiada hentinya mengiringi setiap langkah saya, selalu

menjadi motivasi dan penyemangat dalam hidup saya. Terimakasih Ayah dan

Ibunda, semoga Allah mengabulkan do’a dan segala harapan Ayah dan Ibunda.

2. Kedua putra-putri saya, Yoga Wibawa Mukti dan Ramadhani Kusumaningtyas

yang selalu menjadi penyemangat dalam hidup saya.

3. Bapak Prof. Dr. Maridi, M.Pd., dan Bapak Dr. Mohammad Masykuri, M.S

atas bimbingan, motivasi, waktu dan pengalaman yang sangat berharga bagi

saya.

4. Almamater tercinta, Universitas Sebelas Maret.

vii

Yuliati, 2018. Pengaruh Pembelajaran Biologi Dengan Concept Attaimen

Model dan Discovery Learning terhadap Kemampuan Literasi Sains,

Kemampuan Pemecahan Masalah dan Prestasi Belajar Kognitif Siswa (Studi

Pembelajaran Biologi pada Materi Evolusi Kelas XII IPA Semester II

Di SMAN 1 Karas, Magetan Tahun Pelajaran 2016/2017). TESIS.

Pembimbing I : Prof. Dr. Maridi, M.Pd. Pembimbing II: Dr. Mohammad

Masykuri, M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains. Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk : 1) mengetahui apakah ada pengaruh

pembelajaran Concept Attainment Model dan Discovery Learning pada pokok

materi Evolusi terhadap kemampuan literasi sains siswa kelas XII IPA semester II

SMAN 1 Karas Tahun Pelajaran 2016/2017. 2) mengetahui apakah ada pengaruh

pembelajaran Concept Attainment Model dan Discovery Learning pada pokok

materi Evolusi terhadap kemampuan pemecahan masalah siswa kelas XII IPA

semester II SMAN 1 Karas Tahun Pelajaran 2016/2017. 3) untuk mengetahui

apakah ada pengaruh pembelajaran Concept Attainment Model dan Discovery

Learning pada pokok materi Evolusi terhadap prestasi belajar kognitif siswa kelas

XII IPA semester II SMAN 1 Karas Tahun Pelajaran 2016/2017.

Penelitian yang dilakukan merupakan jenis eksperimen. Penelitian ini

dilakukan di SMAN 1 Karas Kabupaten Magetan tahun pelajaran

2016/2017dengan populasi adalah kelas XII IPA. Kelas dipilih dengan

menggunakan simple random sampling. Desain penelitian yang digunakan dalam

penelitian ini adalah Pretest-posttest Control Group Design. Teknik analisis yang

digunakan adalah deskriptif kualitatif-kuantitatif. Data analisis menggunakan uji T

dengan menggunakan SPSS Statistics 18.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa : 1) Ada pengaruh pembelajaran

Concept Attainment Model dan Discovery Learning pada pokok materi Evolusi

terhadap kemampuan literasi sains siswa kelas XII IPA semester II SMAN 1

Karas Tahun Pelajaran 2016/2017. 2) Ada pengaruh pembelajaran Concept

Attainment Model dan Discovery Learning pada pokok materi Evolusi terhadap

kemampuan pemecahan masalah siswa kelas XII IPA semester II SMAN 1 Karas

Tahun Pelajaran 2016/2017. 3) Ada pengaruh pembelajaran Concept Attainment

Model dan Discovery Learning pada pokok materi Evolusi terhadap prestasi

belajar kognitif siswa kelas XII IPA semester II SMAN 1 Karas Tahun Pelajaran

2016/2017 Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa Kemampuan

literasi sains, kemampuan pemecahan masalah dan prestasi belajar kognitif siswa

lebih tinggi jika diajarkan dengan Concept Attainment Model daripada Discovery

Learning.

Kata kunci : Concept Attaiment Model, Discovery Learning, kemampuan

literasi sains, kemampuan pemecahan masalah, prestasi belajar kognitif siswa,

Evolusi

viii

Yuliati, 2018. The Effect of Biology Learning with Concept Attainment Model

and Discovery Learning on Science Literacy Ability, Problem Solving Ability

and Cognitive Learning Achievement of Students (A Study on Biology

Learning in Evolution Material in the second semester of 12th

Science grade

of SMAN 1 Karas, Magetan, in school year of 2016/2017). THESIS.

Counselor: Prof. Dr. Maridi, M.Pd. Co-Counselor: Dr. Mohammad Masykuri,

M.Si. Master of Science Education Study Program. Teacher Training and

Education Faculty. Sebelas Maret University. Surakarta.

ABSTRACT

This research aimed to find out : 1) the influence of learning with Concept

Attainment Model and Discovery Learning in Evolution material to science

literacy ability of the 12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in school

year of 2016/2017, 2) the influence of learning with Concept Attainment Model

and Discovery Learning in Evolution material to problem solving ability of the

12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in school year of 2016/2017,

and 3) the influence of learning with Concept Attainment Model and Discovery

Learning in Evolution material to cognitive learning achievement of the 12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in school year of 2016/2017.

This study was a experimental research, taken place in SMAN 1 Karas of

Magetan Regency in the school year of 2016/2017 with the 12th

Science grades

being the population. The grade was selected using simple random sampling

method. Research design employed was Pretes-postest Control Group Design.

Technique of analyzing data used was descriptive qualitative-quantitative one.

Data analysis was carried out using T-test with SPSS Statistics 18.

The result of research showed that: 1) there is a influence of learning with

Concept Attainment Model and Discovery Learning in Evolution material to

science literacy ability of the 12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in

school year of 2016/2017; 2) there is a influence of learning with Concept

Attainment Model and Discovery Learning in Evolution material to problem

solving ability of the 12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in school

year of 2016/2017, and 3) there is a influence of learning with Concept

Attainment Model and Discovery Learning in Evolution material to cognitive

learning achievement of the 12th

Science graders of SMAN 1 Karas, Magetan, in

school year of 2016/2017. Considering the result of research, it could be

concluded that science literacy ability, problem solving ability, and cognitive

learning achievement of students taught using Concept Attainment Model were

higher than those using Discovery Learning.

Keywords: Concept Attainment Model, Discovery Learning, Science Literacy

Ability, Problem Solving Ability, Cognitive Learning Achievement of Students,

Evolution

ix

PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya dapat menyelesaikan tesis yang berjudul

“Pengaruh Pembelajaran Biologi Dengan Concept Attaiment Model dan

Discovery Learning terhadap Kemampuan Literasi Sains, Kemampuan

Pemecahan Masalah dan Prestasi Belajar Kognitif Siswa (Studi

Pembelajaran Biologi pada Materi Evolusi Kelas XII IPA Semester II Di

SMAN 1 Karas, Magetan Tahun Pelajaran 2016/2017).” dengan lancar.

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. Bapak Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi

Magister Pendidikan Sains, Universitas Sebelas Maret Surakarta sekaligus

dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan

motivasi sehingga penyusunan tesis terselesaikan dengan lancar.

3. Bapak Prof. Dr. Maridi, M.Pd, selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, pengarahan dan motivasi sehingga penyusunan tesis

terselesaikan dengan lancar.

4. Bapak Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., selaku validator ahli perangkat

pembelajaran, Bapak Alanindra S.Pd., M.Sc., selaku validator ahli materi.

5. Bapak Drs. Ridwan selaku Kepala SMAN 1 Karas Kabupaten Magetan yang

telah memberikan ijin untuk melakukan penelitian.

6. Siswa Kelas XII IPA 3 dan XII IPA 4 yang telah berpartisipasi dalam

penelitian ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen, terimakasih banyak atas ilmu dan bimbingan yang telah

diberikan kepada peneliti selama perkuliahan di Program Studi Magister

Pendidikan Sains, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

x

8. Teman-teman Program Studi Magister Pendidikan Sains angkatan 2015 untuk

segala dukungan dan motivasi yang dirikan selama ini.

9. Semua pihak yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan tesis ini masih banyak

kekurangannya. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat

peneliti harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan tesis ini. Akhirnya

peneliti berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, 2018

Penulis

Yuliati

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ............................................ ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... iv

MOTTO ..................................................................................................................... v

PERSEMBAHAN ..................................................................................................... vi

ABSTRAK ................................................................................................................ vii

ABSTRACK ............................................................................................................... viii

PRAKATA ................................................................................................................ x

DAFTAR ISI ............................................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ………………………………………………………………… xv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xvii

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

A. Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1

B. Identifikasi Masalah .................................................................................... 9

C. Pembatasan Masalah ................................................................................... 9

D. Rumusan Masalah ....................................................................................... 10

E. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 11

F. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 11

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS .......... 13

A. Kajian Pustaka ............................................................................................ 13

1. Belajar Biologi ........................................................................................ 13

2. Pembelajaran Concept Attainment Model .............................................. 14

a. Tingkat Pencapaian Konsep dan Analisis Konsep ............................ 17

b. Sintaks Concept Attainment Model ................................................... 18

3. Model Pembelajaran Discovery Learning .............................................. 20

a. Pengertian Discovery Learning ......................................................... 20

b. Sintak Model Discovery Learning ..................................................... 21

xii

c. Kelebihan Model Discovery Learning .............................................. 22

4. Literasi Sains ......................................................................................... 23

a. Kandungan Literasi Sains….. .......................................................... 24

b. Proses Literasi Sains ........................................................................ 24

c. Konteks Literasi Sains ..................................................................... 25

5. Kemampuan Pemecahan Masalah ......................................................... 27

6. Prestasi Belajar Kognitif Siswa ............................................................. 29

7. Pokok Materi Pembelajaran Evolusi ..................................................... 31

a. Pengertian Evolusi ............................................................................. 32

b. Pendapat Ilmuwan Tentang Evokusi ................................................. 33

c. Perbedaan pendapat Lamarc dan Darwin mengenai

Perkembangan Leher Jerapah sebagai Fenomena Evolusi ................ 35

d. Empat Pokok Pikiran Darwin tentang Evolusi .................................. 36

e. Mekanisme Evolusi ............................................................................ 36

f. Pandangan Harun Yahya tentang Evolusi .......................................... 40

g. Pandangan Masyarakat tentang Evolusi ............................................. 43

B. Penelitian yang Relevan ............................................................................. 46

C. Kerangka Berpikir ....................................................................................... 48

D. Hipotesis…. ................................................................................................. 51

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 52

A. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................... 52

1. Tempat Penelitian .................................................................................. 52

2. Waktu Penelitian .................................................................................... 52

B. Rancangan/Desain Penelitian ...................................................................... 53

C. Populasi, Sampel dan Sampling .................................................................. 55

D. Teknik Pengumpulan Data ........................................................................... 58

1. Uji Validitas ........................................................................................... 59

2. Uji Reliabilitas ....................................................................................... 60

E. Teknik Analisa Data .................................................................................... 62

1. Uji Prasarat Analisis .............................................................................. 62

a. Uji Normalitas .................................................................................. 62

xiii

b. Uji Homogenitas .............................................................................. 62

2. Uji Hipotesis .......................................................................................... 63

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 65

A. Hasil Penelitian ............................................................................................ 65

1. Deskripsi Data ......................................................................................... 65

a. Deskripsi Data kemampuan Literasi Sains Siswa .............................. 65

b. Deskripsi Data Nilai Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa.......... 67

c. Deskripsi Data Prestasi Hasil Belajar Kognitif Biologi Siswa ........... 69

2. Pengujian Prasarat Analisis ..................................................................... 70

a. Uji Normalitas ................................................................................... 70

b. Uji Homogenitas ............................................................................... 21

c. Pengujian Hipotesis ........................................................................... 73

B. Pembahasan.................................................................................................. 75

1. Kemampuan Literasi Sains Siswa .......................................................... 80

2. Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa ............................................... 82

3. Hasil Belajar Kognitif Siswa ................................................................. 86

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN .................................................... 90

A. Simpulan ...................................................................................................... 90

B. Implikasi ...................................................................................................... 90

C. Saran ............................................................................................................ 91

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 93

LAMPIRAN .............................................................................................................. 97

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Jadwal Penelitian ............................................................................................... 52

2. Hasil Uji Normalitas Nilai Kemampuan Awal .................................................. 56

3. . Hasil Uji Beda Nilai Kemampuan Awal .......................................................... 57

4. . Hasil Uji Tukey HSD Nilai Kemampuan Awal ............................................... 57

5. Rancangan Penelitian Post-Test Only with Nonequivalent Group ................... 62

6. Hasil Uji Validitas Try Out Tes Kognitif ........................................................... 60

7. Skala Penilaian Reliabilitas Butir Soal atau Item ............................................. 61

8. Hasil Uji Reliabilitas Try Out Tes Kognitif ..................................................... 61

9. Diskripsi Data Kemampuan Literasi Sains siswa ............................................. 66

10. Distribusi Data Nilai Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa ....................... 67

11. Distribusi Data Nilai Hasil Belajar Kognitif Biologi Siswa ............................ 69

12. Hasil Uji Normalitas Nilai Kemampuan Literasi Sains Siswa Kemampuan

Pemecahan Masalah dan Prestasi Belajar Kognitif Siswa .............................. 71

13. Hasil Uji Homogenitas Nilai Kemampuan Literasi Sains Siswa,

Kemampuan Pemecahan Masalah dan Prestasi Belajar Kognitif Siswa ....... 72

14. Hasil Uji Hipotesis Perbedaan Kemampuan Literasi Sains Siswa................... 74

15. Hasil Uji Hipotesis Perbedaan Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa ........ 74

16. Hasil Uji Hipotesis Perbedaan Hasil Belajar Kognitif Siswa .......................... 75

17. Skor Perolehan Kemampuan Literasi Sains tiap Indikator .............................. 81

18. Perolehan Nilai Tiap Indikator Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa ..... 83

19. Hubungan Sintak CAM dan Indikator Kemampuan Pemecahan Masalah ...... 85

20. Perolehan Nilai Tiap Indikator Prestasi Belajar Kognitif Siswa ...................... 86

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Perbedaan Pandangan Lamarck dan Darwin Mengenai Leher Jerapah ........... 36

2. Kondisi Populasi Kupu-kupu Biston betularia di Inggris ................................ 39

3. Kerangka Berpikir ............................................................................................ 49

4. Desain Penelitian ............................................................................................... 54

5. Skema Paradigma Penelitian ............................................................................ 54

6. Perbandingan Nilai Rata-rata Kemampuan Literasi Sains Siswa .................... 66

7. Perbandingan Nilai Rata-rata Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa .......... 68

8. Perbandingan Nilai Rata-rata Hasil Belajar Kognitif Siswa ............................. 70

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Publikasi Hasil Penelitian ............................................................................ 96

2. Silabus ......................................................................................................... 97

3. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Model CAM ...................................... 103

4. Lembar Kegiatan Siswa Model CAM ......................................................... 120

5. Rencana Pembelajaran Model Discovery Learning .................................. 139

6. Lembar Kegiatan Siswa Model Discovery Learning ................................. 156

7. Kisi-kisi Analisis Kebutuhan Guru ............................................................. 176

8. Panduan Wawancara Kebutuhan Guru ...................................................... 177

9. Diskripsi Jawaban Wawancara dengan Guru .............................................. 179

10. Kisi-Kisi Analisis Kebutuhan Siswa ...................................................... 180

11. Panduan Wawancara dengan Siswa ....................................................... 181

12. Diskripsi Jawaban Wawancara dengan Siswa ........................................ 182

13. Rubrik Soal Asesmen Modifikasi Nature of Science Literacy Test ...... 183

14. Istrumen Tes Kemampuan Literasi Sains .................................................... 193

15. Intrumen Tes Kemampuan Pemecahan Masalah ...................................... 199

16. Validitas Uji Coba Tes Prestasi Belajar Kognitif Siswa ........................... 205

17. Uji Reliabilitas Instrumen Tes .................................................................. 207

18. Kisi-Kisi Penulisan Soaal Uji Kompetensi Materi Evolusi ...................... 209

19. Soal Uji Kompetensi Kompetensi Materi Evolusi Kelas XII IPA ............ 206

20. Analisis Uji Normalitas dan Homogenitas Hasil Penelitian .................... 227

21. Analisis Uji Hipotesis Hasil Penelitian .................................................... 231

22. Daftra Skor Perolehan Tes Kemampuan Literasi Sains Siswa Tiap

Indikator ..................................................................................................... 234

23. Daftra Skor Perolehan Tes Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa Tiap

Indikator ...................................................................................................... 236

24. Daftra Skor Perolehan Tes Prestasi Belajar Kognitis Siswa Tiap

Indikator ...................................................................................................... 238

25. Daftar Nilai Harian Ulangan Mutasi ......................................................... 240

xvii

26. Lembar Validasi Materi ........................................................................... 241

27. Lembar Validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Model CAM ....... 244

28. Lembar Validasi LKS Model CAM ......................................................... 247

29. Lembar Validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Model DL ........... 249

30. Lembar Validasi LKS Model DL ............................................................. 252

31. Dokumentasi Foto Penelitian ................................................................... 254

32. Surat Keterangan Kepala SMAN 1 Karas ................................................ 256