i

PENGEMBANGAN DESAIN PEMBELAJARAN IPA

BERVISI KONSERVASI MATERI PENCEMARAN

LINGKUNGAN DI SMP NEGERI 2 WATUKUMPUL

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Magister Pendidikan

Oleh

Heru Susilo

0402513055

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

ii

iii

iv

MOTO DAN PERSEMBAHAN

MOTO

“Pendidikan konservasi dapat mengembangkan pengetahuan dan sikap peduli

lingkungan pada siswa”

“Childrens should be engaged to the nature to gain environmental attitude”

PERSEMBAHAN

Tesis ini penulis persembahkan untuk prodi pendidikan IPA konsentrasi pendidikan

biologi pascasarjana Universitas Negeri Semarang

v

ABSTRAK

Susilo, Heru. 2015. “Pengembangan Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi

Materi Pencemaran Lingkungan di SMP Negeri 2 Watukumpul”. Tesis. Program

Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam. Program Pascasarjana. Universitas

Negeri Semarang. Pembimbing I Dr. Andreas Priyono Budi Prasetyo M.Ed.,

Pembimbing II Dr. Sri Ngabekti, M.S.

Kata Kunci: desain pembelajaran; pendidikan konservasi; pengembangan

SMP Negeri 2 Watukumpul merupakan salah satu sekolah menengah pertama di

Pemalang. Siswa-siswa di sekolah tersebut tidak mengenal ancaman kerusakan

lingkungan akibat pencemaran bahan kimia di lingkungan sekitar mereka. Penelitian

ini bertujuan untuk mengembangkan desain pembelajaran biologi bervisi konservasi

berdasarkan analisis kebutuhan dan mengevaluasi pengaruh penggunaan desain

pembelajaran terhadap pengetahuan dan sikap peduli lingkungan. Desain

pembelajaran dikembangkan menggunakan pendekatan researh and development

(R&D) dengan tahap analisis kebutuhan, pengembangan draf, validasi draft, dan

ujicoba. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) sekolah belum mendorong guru

untuk mengembangkan desain pembelajaran biologi untuk pendidikan konservasi.

Sekolah belum mengintegrasikan pendidikan konservasi dalam pengajaran biologi;

(2) desain pembelajaran yang didokumentasikan dalam bentuk silabus dan RPP

dikembangkan dengan mengikuti 8 learning management question dinyatakan valid

oleh 5 validator (skor penilaian > 80%); (3) penggunaan desain pembelajaran

berpengaruh signifikan terhadap pengetahuan dan sikap peduli lingkungan. Uji

Kruskal-Walls menunjukkan terdapat perbedaan skor pengetahuan maupun sikap

peduli lingkungan pada ketiga kelompok ( =20,24; p<0,05 dan =16,94;

p<0,05). ̅ pengetahuan adalah 41,78; 61,68; 79,82 sedangkan ̅ sikap adalah

69,21; 75,74; 81,78. Temuan lain adalah pengetahuan berkorelasi positif terhadap

sikap peduli lingkungan dengan R2 sebesar 35%.

vi

ABSTRACT

Susilo, Heru. 2015. “Developing Science Learning Design Grounded in

Conservation at SMP Negeri 2 Watukumpul”. Thesis. Post Graduate Program Of

Science Education. Semarang State University. First supervisor Dr. Andreas

Priyono Budi Prasetyo M.Ed., second supervisor Dr. Sri Ngabekti, M.S.

Keyword: conservation education; developing; learning design

Watukumpul Yunior High School is one of the secondary schools at Pemalang

whose students are not familiar with environmental threat caused by chemical

poisons from their surroundings. This research was aimed at developing new

biology learning design grounded in conservation education, based on their needs

analysis, and examining the effect of the use of the learning design on students’

understanding and environmental attitudes. The learning design was developed

through research and development (R&D) approaches, starting from needs

analysis, draft development, and field testing.The findings showed that (1) the

school did not yet previously encourage teachers to develop the biology learning

design for conservation education. The school did not yet integrate biology teaching

with conservation education; (2) the learning design, in the form of lesson plan and

sylabus, focused on 8 key questions, was validly assessed by five validators (got

score more than 80% respectively). (3) the use of the learning design brought a

significant effect on student knowledge and environmental attitude. Kruskal-Walls

test showed the significant difference of knowledge and environmental attitudes

among three groups ( =20,24; p<0,05 and =16,94; p<0,05 respectively). ̅ of

knowledge were 41,78; 61,68; 79,82 respectively while ̅ of environmental attitudes

were 69,21; 75,74; 81,78 respectively. Other finding also indicated that knowledge

had positive correlation with environmental attitudes, with contribution (R2) 35%.

vii

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tesis yang berjudul

“Pengembangan Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi Materi Pencemaran

Lingkungan di SMP N 2 Watukumpul”. Tesis ini disusun sebagai salah satu

persyaratan meraih gelar Magister Pendidikan pada Program Studi Pendidikan IPA

Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang.

Pada kesempatan ini, perkenankan saya menyampaikan ucapan terima kasih

dan penghargaan setinggi-tingginya kepada pihak-pihak yang telah membantu

penyelesaian penelitian ini. Untuk itu saya sampaikan terima kasih kepada:

1. Direktur Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang yang telah

berkenan memberikan tugas menyusun tesis dan memintakan izin penelitian.

2. Prof. Nathan Hindarto, Ph.D selaku Ketua Program Studi Pendidikan IPA

Pascasarjana Universitas Negeri Semarang yang telah memberi petunjuk dan

nasihat.

3. Dr. Andreas Priyono Budi Prasetyo M.Ed (Pembimbing I) dan Dr. Sri Ngabekti,

M.S (Pembimbing II) yang senantiasa memberikan arahan, bimbingan penulisan

tesis, dan memberi motivasi sehingga memperlancar penulisan tesis ini.

4. Seluruh dosen Program Studi Pendidikan IPA Pascasarjana Universitas Negeri

Semarang yang telah memberi bekal ilmu.

5. Kepala sekolah dan guru IPA SMP Negeri 2 Watukumpul yang telah

mengizinkan peneliti untuk melakukan penelitian.

viii

6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tesis ini yang tidak dapat

disebutkan satu persatu.

Semoga karya ini bermanfaat untuk pengembangan pembelajaran Ilmu

Pengetahuan Alam.

Heru susilo

ix

DAFTAR ISI

Halaman

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

PENGESAHAN UJIAN TESIS .................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ........................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ iv

ABSTRAK .................................................................................................... v

PRAKATA ..................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................

xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ...................................................................... 3

1.3 Cakupan Masalah .......................................................................... 3

1.4 Rumusan Masalah ......................................................................... 3

1.5 Tujuan Penelitian ............................................................................ 4

1.6 Penegasan Istilah ........................................................................... 4

1.7 Manfaat Penelitian ......................................................................... 6

1.8 Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ....................................... 7

1.9 Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan .....................................

7

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA TEORITIS DAN

KERANGKA BERFIKIR

2.1 Kajian Pustaka .............................................................................. 9

2.1.1 Konservasi ................................................................................... 9

2.1.2 Pendidikan Konservasi ................................................................ 9

2.1.3 Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi ............................ 11

2.1.4 Pengetahuan dan sikap lingkungan ............................................. 15

2.2 Kerangka Teoritik ......................................................................... 17

2.3 Kerangka pikir .............................................................................. 19

x

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Desain Penelitian .......................................................................... 20

3.2 Prosedur Pengembangan .............................................................. 20

3.3 Sumber Data Penelitian ................................................................ 23

3.4 Instrumen dan Teknik Pengumpulan Data ................................... 23

3.5 Validitas dan Reliabilitas Instrumen ............................................. 23

3.6 Teknik analisis data ...................................................................... 24

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Desain Pembelajaran Materi Pencemaran Lingkungan

di SMP N 2 Watukumpul ..............................................................

28

4.2 Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi .............................. 39

4.3 Validasi Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi ................ 32

4.4 Pengaruh Desain Pembelajaran IPA Bervisi Konservasi

Terhadap Pengetahuan Dan Sikap Peduli Lingkungan ................

34

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan ....................................................................................... 43

5.2 Implikasi ....................................................................................... 43

5.3 Saran .............................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 45

LAMPIRAN ................................................................................................. 50

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Spesifikasi produk desain pembelajaran bervisi konservasi ................... 7

2. Prosedur Pengembangan desain Pembelajaran berdasarkan 8-LMQ ..... 14

3. Sumber data penelitian ........................................................................... 23

4. Instrumen dan teknik pengumpulan data .............................................. 23

5. Kriteria kelayakan desain pembelajaran IPA bervisi konservasi .......... 25

6. Hasil studi dokumentasi desain pembelajaran materi pencemaran di

SMP N 2 Watukumpul ............................................................................

28

7. Hasil pengembangan desain pembelajaran IPA bervisi konservasi…… 30

8. Hasil uji Kruskal-Walls .......................................................................... 34

9. Rata-rata dan standar deviasi skor pengetahuan dan sikap peduli

lingkungan .............................................................................................

34

10. Hasil uji regresi pengetahuan terhadap lingkungan ................................ 40

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Petani menggunakan pupuk kimia dan pestisida ................................... 9

2. Skema hubungan pembejaran IPA bervisi konservasi, pengetahuan,

sikap, dan perilaku ..................................................................................

18

3. Kerangka pikir penelitian ........................................................................ 19

4. Rancangan uji coba desain pembelajaran IPA bervisi konservasi ......... 22

5. Hasil validasi desain pembelajaran IPA bervisi konservasi .................. 33

6. Scaterplot hubungan variabel pengetahuan dan sikap peduli

lingkungan .............................................................................................

39

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Silabus ................................................................................................... 50

2. Rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP) ............................................ 52

3. Rekapitulasi validasi desain pembelajaran IPA bervisi konservasi ....... 57

4. Daftar hadir dan daftar nilai pengetahuan dan sikap peduli lingkungan 68

5. Hasil analisis butir soal pengetahuan dan angket sikap peduli

lingkungan .............................................................................................

69

6. Hasil uji Kruskal-Walls dan Uji Mann-Whitney .................................... 76

7. Hasil uji regresi pengetahuan terhadap sikap peduli lingkungan ........... 78

8. Dokumentasi .......................................................................................... 79

9. Hasil pekerjaan siswa ............................................................................. 82

10. Rekapitulasi sikap siswa terhadap penggunaan pupuk kimia dan

pestisida ..................................................................................................

90

11. Soal uji coba ........................................................................................... 91

12. Soal yang digunakan .............................................................................. 93

13. Angket sikap peduli lingkungan (uji coba) ............................................ 99

14. Angket sikap peduli lingkungan yang digunakan ................................... 102

15. Surat keterangan telah melakukan penelitian ........................................ 104

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Watukumpul dihadapkan dengan masalah kerusakan lingkungan akibat

pencemaran bahan kimia. Penggunaan bahan kimia dalam kegiatan pertanian

berupa pupuk dan pestisida memberikan dampak negatif pada sumberdaya alam

baik tanah, air, maupun udara. Pupuk kimia menyebabkan kerusakan pada tanah

akibat perubahan pH, berkurangnya populasi organisme tanah (Savci, 2012), serta

meningkatkan kadar nitrogen dan fosfat di perairan (Divya & Belagaly, 2012).

Lebih lanjut senyawa dalam pupuk dan pestisida kimia juga berkontribusi dalam

peristiwa pemanasan global. Hal ini menjadi ancaman serius bagi kelangsungan

hidup manusia dan makhluk hidup lainnya.

Konservasi menjadi agenda penting dalam menyikapi permasalahan

kerusakan lingkungan. UU no 32 tahun 2009 menegaskan bahwa pemerintah

mendorong konservasi sebagai usaha pengelolaan sumber daya alam sehingga

dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan. Konservasi juga menjadi agenda untuk

menyelamatkan sistem penyangga kehidupan seperti lahan pertanian, hutan, dan

perairan (IUCN, 1980).

Usaha untuk mendorong kegiatan konservasi hanya dapat dilakukan dengan

mengubah perilaku manusia (Schultz, 2014). Artinya, perilaku manusia terhadap

lingkungan (environmental behavior) menjadi faktor penentu kelestarian sumber

daya alam. Namun demikian, mengubah perilaku manusia bukan hal yang mudah

(Jacobson et al., 2006). Perilaku tidak dapat diubah dalam waktu yang singkat,

sehingga perlu upaya yang berkelanjutan.

1

2

Pendidikan konservasi merupakan usaha untuk membentuk manusia yang

pro terhadap alam. Pendidikan konservasi bertujuan untuk menyadarkan dan

meningkatkan kepedulian tentang alam serta mendorong perlindungan dan

pemulihan atas alam. Untuk mencapai tujuan tersebut, pendidikan konservasi telah

banyak diintegrasikan dalam pembelajaran formal di sekolah. Integrasi pendidikan

konservasi dalam pembelajaran di sekolah bertujuan untuk menciptakan generasi

masa depan yang memiliki perilaku positif terhadap lingkungan. Pelaksanaan

pendidikan konservasi di sekolah menunjukkan pengaruh positif terhadap

pengetahuan dan sikap lingkungan (El Salam et al., 2009) serta perilaku (Wiliams,

2011).

Guru memiliki peran sentral dalam melaksanakan pendidikan konservasi

yang efektif di sekolah. Peran guru dapat diwujudkan melalui kegiatan mendesain

pembelajaran yang mengintegrasikan pendidikan konservasi. Persoalan nyata di

sekolah adalah masih sedikit desain pembelajaran yang mengintegrasikan

pendidikan konservasi. 92% dari 27 silabus dan RPP di Semarang dan sekitarnya

belum secara tegas mengimplementasikan pendidikan konservasi dalam

pembelajaran biologi (Prasetyo, 2013).

Berdasarkan uraian yang telah disampaikan, perlu pengembangan desain

pembelajaran yang mengintegrasikan pendidikan konservasi. Hal ini bertujuan

untuk menanamkan pengetahuan dan sikap peduli lingkungan. Sikap merupakan

prediktor bagi perilaku manusia. Seseorang yang memiliki sikap peduli terhadap

lingkungan akan cenderung berperilaku positif terhadap lingkungan. Lebih lanjut,

Eilam & Taman (2012) menyatakan bahwa pembentukan sikap peduli lingkungan

menjadi prioritas dalam melaksanakan pendidikan konservasi lingkungan. Oleh

3

karena itu, penelitian ini akan mengembangkan desain pembelajaran IPA bervisi

konservasi untuk membentuk pengetahuan dan sikap peduli lingkungan pada siswa

SMP Negeri 2 Watukumpul.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, dapat diidentifikasi beberapa

permasalahan sebagai berikut.

1. Aktivitas pertanian berupa penggunaan pupuk kimia dan pestisida menimbulkan

ancaman pencemaran lahan pertanian dan perairan di sekitarnya.

2. Masih sedikit desain pembelajaran yang secara tegas menekankan nilai

konservasi lingkungan.

1.3 Cakupan Masalah

Penelitian ini dibatasi pada pengembangan desain pembelajaran IPA bervisi

konservasi materi pencemaran lingkungan untuk siswa SMP N 2 Watukumpul.

1.4 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. bagaimana desain pembelajaran materi pencemaran lingkungan yang digunakan

guru SMP Negeri 2 Watukumpul?

2. bagaimana mengembangkan desain pembelajaran IPA bervisi konservasi materi

pencemaran lingkungan?

3. bagaimana validitas desain pembelajaran IPA bervisi konservasi materi

pencemaran lingkungan berdasarkan penilaian pakar?

4

4. apakah desain pembelajaran IPA bervisi konservasi berpengaruh terhadap

pengetahuan dan sikap peduli lingkungan?

1.5 Tujuan Penelitian

Berdasarkan pada rumusan masalah, maka tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. menganalisis desain pembelajaran materi pencemaran lingkungan di SMP

Negeri 2 Watukumpul sebagai pondasi pengembangan desain pembelajaran

IPA bervisi konservasi.

2. menghasilkan desain pembelajaran IPA bervisi konservasi materi pencemaran

lingkungan.

3. mengevaluasi validitas desain pembelajaran IPA bervisi konservasi materi

pencemaran lingkungan berdasarkan penilaian pakar.

4. mengevaluasi pengaruh desain pembelajaran IPA bervisi konservasi terhadap

pengetahuan dan sikap peduli lingkungan.

1.6 Penegasan Istilah

Untuk menghindari kesalahpahaman dalam memahami istilah kunci pada

penelitian, dibuat penjelasan terhadap istilah-istilah berikut.

1. Desain Pembelajaran IPA bervisi konservasi

Desain pembelajaran merupakan deskripsi proses belajar mengajar pada

suatu unit pembelajaran (Koper, 2006). Lynch (2008) mendefinisikan desain

pembelajaran sebagai perencanaan pembelajaran. Merujuk pada dua definisi

tersebut, penelitian ini mendefinisikan desain pembelajaran sebagai perencanaan

5

pembelajaran yang terwujudkan dalam langkah-langkah pembelajaran yang

dilakukan oleh guru dan siswa.

Desain pembelajaran IPA bervisi konservasi diartikan sebagai perencanaan

pembelajaran IPA yang mengintegrasikan hakikat pendidikan IPA dan pendidikan

konservasi. Hakikat pendidikan IPA adalah inkuiri tentang alam, siswa belajar

secara ilmiah tentang fenomena alam melalui proses penyelidikan. Hakikat

konservasi adalah caring, protecting, repairing. Pendidikan konservasi adalah

pendidikan yang (1) menyadarkan dan meningkatkan kepedulian tentang alam

(caring), (2) mendorong perlindungan atas alam (protecting), dan (3) mendorong

usaha pemulihan atas alam (repairing). Menurut Palmer (1998) pendidikan

konservasi diwujudkan melalui belajar tentang alam (learning about environment),

di alam (learning in environment) dan untuk alam (learning for environment). Oleh

sebab itu, desain pembelajaran IPA yang bervisi konservasi diwujudkan sebagai

langkah-langkah pembelajaran IPA yang mendorong siswa belajar secara ilmiah

(inkuiri) tentang alam dan belajar untuk mendorong usaha perlindungan terhadap

alam. Desain pembelajaran IPA bervisi konservasi dalam penelitian ini

didefinisikan secara operasional sebagai skor keterlibatan siswa dalam

pembelajaran IPA yang diukur melalui jumlah kehadiran siswa selama

implementasi desain pembelajaran.

2. Pengetahuan lingkungan

Pengetahuan lingkungan merupakan pengetahuan yang dimiliki seseorang

mengenai lingkungan dan permasalahannya. Pengetahuan lingkungan dalam

6

penelitian ini didefinisikan secara operasional sebagai skor pengetahuan tentang

materi pencemaran lingkungan yang diukur dengan soal tes tertulis.

3. Sikap peduli lingkungan

Milfont (2009) mendefinisikan sikap peduli lingkungan sebagai

kecenderungan psikologi yang diwujudkan dalam bentuk respon evaluatif

mengenai persepsi terhadap lingkungan dan permasalahannya dengan tingkatan

suka (favour) atau tidak suka (disfavour). Sikap peduli lingkungan memiliki tiga

komponen yaitu kognitif, afektif, dan konatif (Schultz et al., 2004 & Yin, 1999).

Sikap peduli lingkungan dalam penelitian ini didefinisikan secara operasional

sebagai skor yang diperoleh melalui ekspresi pendapat (sangat setuju, setuju, netral,

tidak setuju, sangat tidak setuju) mengenai pernyataan (item) dalam skala sikap

peduli lingkungan. Skala sikap peduli lingkungan dirancang dengan pertimbangan

keyakinan mengenai lingkungan (kognitif), afek/perasaan terhadap lingkungan

(afektif), dan niat untuk berbuat (konatif).

1.7 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut.

1. Mengembangkan pengetahuan dan sikap peduli lingkungan bagi siswa di SMP

Negeri 2 Watukumpul

2. Menambah informasi bagi guru IPA SMP Negeri 2 Watukumpul mengenai

pembelajaran yang mencerminkan pendidikan konservasi.

3. Sekolah dapat mensosialisasikan penggunaan desain pembelajaran IPA bervisi

konservasi materi pencemaran lingkungan

7

1.8 Spesifikasi Produk yang Dikembangkan

Spesifikasi produk hasil pengembangan disajikan pada Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Spesifikasi Produk Desain Pembelajaran Bervisi Konservasi

Komponen Konsep Pengembangan

Indikator - Melibatkan pencapaian aspek pengetahuan dan sikap peduli

lingkungan

Kegiatan

belajar

- Berisi kegiatan pembelajaran yang mengintegrasikan hakikat

pembelajaran IPA (proses inkuiri) dan hakikat pendidikan

konservasi

Materi ajar - Topik yang didiskusikan adalah isu konservasi di wilayah

pedesaan terkait kerusakan lahan pertanian akibat penggnaan

pupuk dan pestisida kimia.

Penilaian - Menggunakan penilaian autentik

1.9 Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan

1.9.1 Asumsi Pengembangan

Pengembangan desain pembelajaran pada penelitian ini didasarkan pada

asumsi bahwa 1) Pembelajaran IPA yang melibatkan siswa secara langsung dengan

lingkungan dapat membentuk pengetahuan siswa dengan baik (Minner et al.,

2009). Interaksi dengan lingkungan dapat menumbuhkan sikap peduli lingkungan.

2) Pendidikan konservasi merupakan pendidikan yang bertujuan untuk membentuk

populasi manusia yang memiliki kesadaran, pengetahuan, sikap, skill, dan motivasi

terhadap pelestarian lingkungan. 3) Pengembangan desain pembelajaran dilakukan

dengan menggunakan delapan Learning Management Question (8LMQ) seperti

yang dilakukan oleh Smith et al. (2005)

1.9.2 Keterbatasan Pengembangan

Keterbatasan pengembangan pada penelitian ini adalah: 1) pengembangan

desain pembelajaran IPA bervisi konservasi terbatas pada permasalahan yang

8

terjadi di Watukumpul yaitu pencemaran lingkungan baik air, tanah dan udara yang

disebabkan oleh pupuk kimia dan pestisida. 2) uji coba produk hasil pengembangan

masih terbatas pada skala kecil. Desain ujicoba juga belum menggunakan kontrol

sebagai pembanding. Akibatnya simpulan dalam penelitian ini belum dapat

digeneralisasikan di sekolah-sekolah lain.