perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS PROBLEM BASED
LEARNING (PBL) UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN
BERPIKIR KRITIS PADA MATERI USAHA
DAN ENERGI DI SMA/MA
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Magister Pendidiakan Sains Minat Utama Fisika
Oleh:
Ulfatun Handayani
S831402075
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul: “Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based
Learning (PBL) untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis pada
Materi Usaha dan Energi Di SMA/MA” ini adalah karya saya sendiri dan bebas
plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali tertulis digunakan sebagai acuan
dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka saya
bersedia menerima sanksi, baik tesis beserta gelar magister saya dibatalkan serta
diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku.
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus
seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP UNS sebagai
institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan
sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau
keseluruhan Tesis ini, maka Program Studi Pendidikan Sains FKIP UNS berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi
Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan
publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, 2016
Mahasiswa
Ulfatun Handayani
NIM S831402074
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
MOTTO
“Bahwa Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sebelum
mereka mengubah keadaannya sendiri”
(Q.S Ar-Ra’du 11 )
“Barang siapa menempuh satu jalan untuk mencari ilmu pengetahuan
maka Allah akan memudahkan kepadanya
jalan menuju surga.”
(H.R. Muslim)
“Tetaplah berusaha dan jangan ada kata putus asa, teruslah berdoa
dan berihktiar pasti ada jalan keluar untuk meraih keinginan
dan cita-cita yang kita impikan.”
(Penulis)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
PERSEMBAHAN
Tesis ini ku persembahkan Kepada:
1. kedua orang tuaku (Bpk Hanafi and Ibu Hamimah) yang sangat ku cintai,
yang selalu memberikan dukungan berupa moril, material, dan spiritual
kepada penulis. Atas ridho kalian yang selalu mendukung kerja kerasku
serta menyertai perjuanganku dengan ketulusan do’a yang tiada
hentinya.
2. AdekQ (Muhidin Al-Zarkani) yang selalu ngangenin sehingga penulis
termotivasi dan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Keluaragaku, Saudara-saudaraku, and Teman-temanku yang selalu
mendukung kerja kerasku serta menyertai perjuanganku dengan
ketulusan do’a yang tiada hentinya, semoga Allah SWT membalasnya
dengan balasan yang setimpal.
4. Almamaterku Universitas Sebelas Maret yang telah menjadi layar dalam
mengarungi samudera kehidupan ini.
Amin Ya Robbal ‘Alamin.
Thank You All…..
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
Ulfatun Handayani. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based
Learning (PBL) Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Pada Materi
Usaha dan Energi Di SMA/MA. Tesis. Pembimbing: Dr. M. Masykuri, M.Si.
Kopembimbing: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. Program Studi Magister Pendidikan
Sains Minat Utama Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
ABSTRAK
Penelitian ini bertjuan untuk; (1) mengetahui pengembangan modul fisika
berbasis Problem Based Learning (PBL) pada materi usaha dan energi di SMA/MA; (2)
mengetahui kelayakan modul Fisika berbasis PBL pada materi usaha dan energi di
SMA/MA; (3) mengetahui keefektifan modul fisika berbasis PBL untuk meningkatkan
keterampilan berpikir kritis pada materi usaha dan energi di SMA/MA.
Metode penelitian ini adalah R&D dengan mengacu model 4-D (four D model)
yang dikemukakan oleh Thiagarajan. Model 4-D terdiri dari define (pendefinisian),
design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebarluasan).
Modul tersebut disusun dengan muatan berbasis Problem Based Learning (PBL) yang
terdiri dari siswa terlibat aktif pada pemecahan masalah, siswa dapat memecahkan
masalah dengan mengumpulkan data, siswa mengembangkan hasil karyanya, dan siswa
dapat menganalisis hasil pemecahan masalahnya. Selain itu, modul juga dilengkapi
dengan tahapan PBL yang dimunculkan sebagai kerangka dalam modul karena
merupakan bagian dari pendekatan saintifik yang perlu dikembangkan pada kurikulum
2013. Modul dinilai berdasarkan kelayakan materi, media, dan bahasa, serta uji coba
(terbatas dan kelompok besar) kepada siswa, dan tahap penyebaran pada Guru Fisika.
Pengumpulan data penelitian menggunakan angket analisis kebutuhan, lembar validasi,
angket respon, dan angket disseminate (penyebaran).
Hasil penelitian sebagai berikut: (1) modul fisika disusun dengan berbasis PBL
untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah
pembelajaran pada modul disesuaikan dengan langkah pembelajaran berbasis PBL; (2)
modul dikategorikan layak dengan hasil perhitungan (ahli materi, ahli media, ahli
bahasa, guru, dan teman sejawat) yang menunjukkan nilai rata-rata 86,78 > cut off
85,12 serta didukung dengan respon positif dari siswa dan hasil disseminate yang
dilakukan pada Guru fisika yang mengkategorikan modul sangat baik; (3) penggunaan
modul tersebut dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa berdasarkan hasil
perhitungan N-Gain menunjukkan nilai 0,43 dengan kategori sedang.
Kata kunci: Modul, Problem Based Learning (PBL), Keterampilan Berpikir Kritis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
Ulfatun Handayani. 2016. Development of Physics Module Basis Problem Based
Learning (PBL) to Increase the Critical Thinking Skill of Effort and Energy
Material in SMA/MA. Thesis. Consultant: Dr. M. Masykuri, M.Si.Co-Consultant: Dr.
Nonoh Siti Aminah, M.Pd. Study Program of Master Degree of Physics Sains
Education, Education and Teacher faculty, Sebelas Maret University.
ABSTRACT
This research was purposed; (1) to know the development of physics module
basis Problem Based Learning (PBL) in effort and energy material in SMA/MA (2) to
know the expedience of physics module basis Problem Based Learning (PBL) in effort
and energy material in SMA/MA (3) to know the activeness of physics module basis
PBL can increase a critical thinking skill in effort and energy material in SMA/MA.
This research was R&D method referenced to 4-D model (four D model) which
was pointed by Thiagarajan. 4-D model consist of define, design, develop and
disseminate. This module was arranged with load basis Problem Based Learning (PBL)
consisted of student who active in problem solving, student can solve the problem by
collecting the data, student develops his activity, and student can analyse the result of
the problem solving. In other hands, a module was also completed by PBL stage which
was appeared as a framework in module because it was a part of scientific approach that
necessitate to develop in curriculum 2013. A module was valued through of the
expedience of material, media, language, and test (small or big groups) to students, and
spread phase to the physics teachers. Technique of collecting data used questionnaire
and requirement analysis manual, validation paper, response requirement, and
disseminate requirement.
The results of this research were; (1) physics module was arranged with basis
PBL to increase the critical thinking skill of student had characteristic as the teaching
step in the module relied on the teaching step of PBL (2) a module can be categorized in
reasonable with extrapolation result (material expert, median expert, language expert,
teacher and close friends) that showed average value 86, 78 > cut off 85, 12 and
supported with positive response from student and disseminate result that was done to
the physic teacher who categorized very good module (3) the usage of the module can
increase the student critical thinking skill through the count result N-Gain showing 0.43
with average category.
Keyword: Module, Problem Based Learning (PBL), the critical thinking skill
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena limpahan rahmat
dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul
“Pengembangan Modul Fisika Berbasis Problem Based Learning (PBL) untuk
Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis pada Materi Usaha dan Energi di
SMA/MA”. Sholawat serta salam penulis haturkan kepada Nabi Muhammad SAW,
yang telah menuntun ummat sehingga bisa mengenal yang baik dan yang tidak baik.
Dalam penyusunan tesis ini, penulis menyadari tidak akan selesai tanpa bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan izin
penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.
2. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan
Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta
dan sekaligus selaku dosen Pembimbing yang telah memberikan motivasi,
bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga sehingga tesis ini terselesaikan
dengan baik.
3. Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., selaku dosen Kopembimbing yang telah
memberikan motivasi, bimbingan, arahan, ide dan pemikiran yang berharga
sehingga tesis ini terselesaikan dengan baik.
4. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya Program Studi Magister Pendidikan Sains
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang
telah banyak memberikan bimbingan dan ilmu pengetahuan kepada penulis selama
menempuh kuliah di Program Pascasarjana.
5. Ibu Aminah, S.Pd, Guru Fisika SMA Negeri I Suralaga yang telah mengijinkan dan
membantu selama pelaksanaan penelitian.
6. Siswa-siswi SMA I Suralaga yang telah membantu terlaksananya penelitian.
7. Kedua orang tua, adek, dan segenap keluarga yang telah memberikan doa, motivasi,
serta dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
8. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas
Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta minat utama
Fisika angkatan 2014 yang telah banyak memberikan motivasi, dukungan dan
masukan dalam penyusunan tesis ini.
9. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan penyusunan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih banyak
kekurangannya, oleh karena itu penulis berharap kepada semua pihak untuk
memberikan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan tesis ini.
Pada akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan.
Surakarta, 2016
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ........................................... ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................................ iii
PENGESAHAN PENGUJI ...................................................................................... iv
MOTTO .................................................................................................................... v
PERSEMBAHAN .................................................................................................... vi
ABSTRAK ................................................................................................................ vii
ABSTRACT ............................................................................................................... viii
PRAKATA ............................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ............................................................................................................ xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
A. Latar Belakang Masalah ............................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ......................................................................................... 6
C. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 6
D. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 7
E. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ...................................................... 7
F. Asumsi dan Keterbatasan yang Dikembangkan ........................................... 8
G. Definisi Istilah ............................................................................................... 8
BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 10
A. Tinjauan Pustaka ........................................................................................... 10
1. Problem Based Learning (PBL) .............................................................. 10
a. Pengertian PBL .................................................................................. 10
b. Teori Belajar yang Mendukung PBL ................................................. 11
c. Karakteristik PBL .............................................................................. 12
d. Langkah-langkah Tahapan PBL ......................................................... 14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
e. Kelebihan dan Kekurangan PBL ........................................................ 16
2. Modul ....................................................................................................... 17
a. Pengertian Modul ............................................................................... 17
b. Tujuan dan Manfaat Penyusunan Modul ........................................... 18
c. Prinsip-prinsip Penyusunan Modul .................................................... 19
d. Karakteristik Modul Pembelajaran Fisika .......................................... 19
e. Komponen-komponen Penyusun Modul Fisika ................................. 19
f. Langkah-langkah Penyusun Modul Fisika ......................................... 22
g. Kelebihan dan Kekurangan Modul Fisika ......................................... 23
3. Pembelajaran Fisika ................................................................................ 24
4. Keterampilan Berpikir Kritis .................................................................. 26
a. Pengertian Berpikir Kritis ................................................................. 26
b. Komponen dan langkah-langkah berfikir kritis ................................ 28
c. Karakteristik Keterampilan Berpikir Kritis ...................................... 29
5. Usaha dan Energi .................................................................................... 30
a. Usaha ................................................................................................ 30
b. Energi ................................................................................................ 31
c. Daya .................................................................................................. 31
B. Penelitian yang Relevan ............................................................................... 31
C. Kerangka Berpikir ........................................................................................ 34
BAB III METODE PENELITIAN PENGEMBANGAN ........................................ 36
A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 36
B. Subyek Penelitian .......................................................................................... 36
C. Desain Pengembangan ................................................................................... 36
D. Prosedur Pengembangan ............................................................................... 38
E. Instrumen Pengumpulan Data ....................................................................... 41
F. Teknik Analisis Data .................................................................................... 43
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ......................................... 48
A. Deskripsi hasil prosedur pengembangan produk .......................................... 48
1. Tahap Pendefinisian (Define) ................................................................. 48
2. Tahap Perancangan (Design) ................................................................... 51
3. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................................ 54
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ........................................................... 64
B. Pembahasan .................................................................................................. 65
C. Temuan Dilapangan ...................................................................................... 76
D. Keterbatasan Penelitian ................................................................................ 77
BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ............................................ 79
A. Kesimpulan ................................................................................................... 79
B. Implikasi ....................................................................................................... 80
C. Saran ............................................................................................................. 80
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 81
LAMPIRAN ............................................................................................................. 85
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sintaks Problem Based Learning (PBL) ..................................................... 15
Tabel 2.2 Hubungan Media Pembelajaran dengan Tujuan Pembelajaran ................... 22
Tabel 2.3 Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................................................ 30
Tabel 3.1. Analisis Validasi Produk Oleh Para Ahli ................................................... 42
Tabel 3.2 Aturan Pemberian Skor ............................................................................... 43
Tabel 3.3 Kriteria Kategori Penilaian Ideal ................................................................ 44
Tabel 3.4 Kriteria Penilaian Modul ............................................................................. 45
Tabel 3.5 Skor Angket Berdasarkan Skala Likert ....................................................... 45
Tabel 3.6 Distribusi Frekuensi ..................................................................................... 46
Tabel 3.7 Kategori N-Gain .......................................................................................... 47
Tabel 4.1. Hasil Analisis Validasi Produk Oleh Para Ahli ........................................... 54
Tabel 4.2 Hasil Validasi dan Revisi Modul Oleh Validator ........................................ 56
Tabel 4.3 Hasil Angket Uji Coba Terbatas .................................................................. 61
Tabel 4.4 Hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Terbatas ........................ 62
Tabel 4.5 Hasil Revisi Setelah Uji Coba Terbatas ...................................................... 62
Tabel 4.6 Penilaian Psikomotorik ................................................................................. 63
Tabel 4.7 Penilaian Keefektifan ................................................................................... 64
Tabel 4.8 Hasil Analisis Respon Guru Terhadap Modul Berbasis PBL ..................... 65
Tabel 4.9 Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................................................ 71
Tabel 4.10 Hasil Keterlaksanaan Sintak PBL ............................................................. 72
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Kerucut Pengalaman Edgar Dale ............................................................ 21
Gambar 3.1 Langkah-langkah Pengembangan Modul Fisika Berbasis PBL .............. 37
Gambar 3.2 Rentang Skor Angket Berdasarkan Skala Likert ..................................... 46
Gambar 4.1 Tampilan Halaman Depan ....................................................................... 52
Gambar 4.2 Petunjuk Penggunaan Modul ................................................................... 52
Gambar 4.3 Tampilan Awal Modul ............................................................................. 52
Gambar 4.4 Tampilan Forum Diskusi dan Rancangan Eksperimen ........................... 53
Gambar 4.5 Tampilan Materi dan Soal Evaluasi ......................................................... 53
Gambar 4.6 Tampilan Cover Belakang Modul ........................................................... 53
Gambar 4.7 Diagram Penilaian Psikomotorik .............................................................. 63
Gambar 4.8 Diagram Penilaian Keefektifan................................................................. 64
Gambar 4.9 Diagram Keterampilan Berpikir Kritis .................................................... 71
Gambar 4.10 Diagram Keterlaksanaan Sintak PBL .................................................... 72
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lam. Halaman
1. Angket Analisis Kebutuhan Guru ..................................................................... 85
2. Angket Analisis Kebutuhan Siswa ................................................................... 88
3. Angket Validasi Modul Komponen Materi ...................................................... 91
4. Angket Validasi Modul Komponen Kebahasaan ............................................ 95
5. Angket Validasi Modul Komponen Media ..................................................... 98
6. Angket Validasi Modul Komponen Guru dan Teman Sejawat ....................... 111
7. Angket Keterbacaan Modul .............................................................................. 121
8. Angket Respon Siswa ....................................................................................... 122
9. Silabus .............................................................................................................. 125
10. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) ...................................................... 129
11. Keterlaksanaan Langkah Pembelajaran PBL ................................................... 138
12. Instrumen Soal Validitas .................................................................................. 139
13. Instrumen Berpikir Kritis .................................................................................. 146
14. Hasil Angket Analisis Kebutuhan Guru ........................................................... 151
15. Hasil Angket Analisis Kebutuhan Siswa .......................................................... 156
16. Hasil Analisis Angket Keterbacaan Modul ...................................................... 159
17. Hasil Analisis Angket Respon Siswa .............................................................. 160
18. Hasil Analisis Angket Penilaian Produk oleh Validator .................................. 162
19. Hasil Analisis Angket Penyebaran Modul ........................................................ 172
20. Hasil Analisis Keterlaksanaan Langkah Pembelajaran PBL ............................ 175
21. Hasil Analisis Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ......................................... 176
22. Hasil Analisis N-Gain Score Siswa .................................................................. 178
23. Hasil Analisis Quest ......................................................................................... 179
24. Hasil Analisis Pengamatan Aspek Psikomotor dan Keefektifan Siswa ........... 212
25. Hasil UN dan US SMA Negeri 1 Suralaga Tahun 2014 dan 2015 ................... 214
26. Lembar Kerja Siswa (LKS) .............................................................................. 216
27. Foto Hasil Penelitian ........................................................................................ 218