PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS CASE-BASED LEARNING

MENGGUNAKAN ANALOGI UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN

LITERASI SAINS PADA MATERI ALAT OPTIK KELAS X SMA/MA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Ainur Rokhmah

NIM S831508003

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017

ii

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS CASE-BASED LEARNING

MENGGUNAKAN ANALOGI UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN

LITERASI SAINS PADA MATERI ALAT OPTIK KELAS X SMA/MA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Ainur Rokhmah

NIM S831508003

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017

iii

iv

v

vi

Ainur Rokhmah. 2017. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Case-Based

Learning Menggunakan Analogi untuk Meningkatkan Kemampuan Literasi Sains

Pada Materi Alat Optik Kelas X SMA/MA. Tesis. Pembimbing: Prof. Dr. Widha

Sunarno, M.Pd., Kopembimbing: Dr. M. Masykuri, M.Si. Program Studi Magister

Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menganalisis karakteristik modul fisika

berbasis case-based learning menggunakan analogi untuk meningkatkan

kemampuan literasi sains siswa; 2) menganalisis kelayakan modul fisika berbasis

berbasis case-based learning menggunakan analogi untuk meningkatkan

kemampuan literasi sains siswa; 3) menganalisis efektivitas modul fisika berbasis

case-based learning menggunakan analogi terhadap hasil belajar dan kemampuan

literasi sains siswa pada materi alat optik.

Pengembangan modul berbasis case-based learning menggunakan analogi

ini merupakan penelitian Research and Development (R&D) dengan

menggunakan 4-D Model Thiagarajan yang terdiri dari 4 tahap yaitu: tahap

pendefinisian (define), tahap perencanaan (design), tahap pengembangan

(develop), dan tahap penyebaran (disseminate). Modul divalidasi oleh 3 dosen ahli

(ahli materi, ahli bahasa dan ahli media), 2 peer reviewer dan 2 reviewer. Modul

berbasis case-based learning menggunakan analogi yang dikembangkan diujicoba

terbatas pada 8 orang siswa Kelas XI. Setelah direvisi, modul berbasis case-based

learning menggunakan analogi diujicoba skala besar pada Kelas X MIA 4 MBI

Amanatul Ummah. Data yang diperoleh dari hasil penelitian ini dianalisis dengan

teknik analisis deskriptif kualitatif dan analisis deskriptif kuantitatif.

Berdasarkan hasil penelitian dan pengembangan dapat disimpulkan bahwa:

1) karakteristik modul fisika berbasis case-based learning menggunakan analogi

yaitu berupa modul cetak yang menggunakan materi alat optik dengan memuat

sintaks case-based learning untuk meningkatkan kemampuan literasi sains siswa

antara lain penamaan ilmiah, kemampuan observasional dan eksperimental dasar,

kaidah bukti saintifik, postulat ilmiah, dan disposisi ilmiah yang ditunjukkan

dengan ikon tertentu; 2) modul fisika berbasis case-based learning menggunakan

analogi layak digunakan berdasarkan hasil validasi dan dianalisis menggunakan

cut off score dengan persentase keidealan 84,77%, hasil angket keterbacaan modul

oleh siswa modul layak digunakan (82,72%) dan hasil respons guru dalam tahap

penyebaran modul layak digunakan (88,75%); 3) modul fisika berbasis case-

based learning menggunakan analogi efektif digunakan dalam pembelajaran

dengan 84% nilai hasil belajar siswa mencapai KKM dan dapat meningkatkan

kemampuan literasi sains siswa berdasarkan hasil N-gain score sebesar 0,52

dengan kategori peningkatan sedang.

Kata Kunci: alat optik, analogi, case-based learning, literasi sains

vii

Ainur Rokhmah. 2017. The Development of Case-Based Learning Physics

Module Using Analogy to Increase Science Literacy Skills in Optical Instruments

of Grade X Highschools Student. Thesis. Consultant: Prof. Dr. Widha Sunarno,

M.Pd., Co-consultant: Dr. M. Masykuri, M.Si. Master of Science Education

Program, Faculty of Teacher Training and Education, University of Sebelas

Maret, Surakarta.

ABSTRACT

This research aims to: 1) analyze characteristic of case-based learning

physics modul using analogy to increase science literacy skills; 2) analyze

feasibility of case-based learning physics modul using analogy to increase science

literacy skills; 3) analyze effectiveness of case-based learning physics modul

using analogy to increase science literacy skills and students achievement in

optical instruments chapter.

The process of development was used 4-D models by Thiagarajan. The

developed module assessed by 3 experts lecture (material, media, and linguistic),

2 reviewer, and 2 peer reviewer. Firts, module was tested in limited scale of 8

students Grade XI MBI Amanatul Ummah. After revision process, module was

tested in Grade X MIA 4 MBI Amanatul Ummah. The data analyzed by

qualitative and quantitative description technique.

The conclusions of the result are: 1) the characteristic of the developed

module were printed module based on case-based learning model using analogy to

increase science literacy skills. It contains five phases of case-based learning

process and five indicators of science literacy. That was scientific nomenclature,

intellectual process skills, rules of scientific evidence, postulate of science, and

scientific disposition. Analogy was used textual, pictorial, structural-functional,

organisator, activator, sinthesys, wide, and expanded; 2) case-based learning

physics module using analogy was able to use based on validation process with

cut off score 84.77%, students respond 82.72%, and teachers respond 88.75%; 3)

case-based learning physics module using analogy was effective to use in

instruction with 84% students reach over minimum criteria and n-gain score of

science literacy skills 0.52 with categorized as medium.

Keywords:analogy, case-based learning, optical instrument, science literacy

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal tesis

yang berjudul “Pengembangan Modul Fisika Berbasis Case-Based Learning

Menggunakan Analogi untuk Meningkatkan Literasi Sains Materi Alat

Optik Kelas X SMA/MA” dengan sebaik-baiknya.

Dalam penyusunan proposal tesis ini penulis menyadari tidak akan selesai

tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister

Pendidikan Sains FKIP UNS sekaligus Pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan, arahan, petunjuk, dan dorongan selama penyusunan tesis ini.

2. Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd. selaku Pembimbing I yang telah banyak

memberi bimbingan, arahan, dan dorongan dalam penyelesaian tesis.

3. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang

telah memberikan ilmu selama penulis belajar di Universitas Sebelas Maret.

4. Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., Prof. Dr. Nunuk Suryani, M.Pd., dan Rumi

Prasetyaningrum, M.Pd., Khoirun Nisa’ Retno Ning Tiyas, M.Pd., Irhamilla

Aisyah N. F., S.Pd., Dewanta Arya N., M.Pd., M.Si., dan Selestina K. J., S.Pd.

selaku validator modul pembelajaran.

5. Bapak H. Achmad Chudori, S.S., M.Pd. selaku Kepala MBI Amanatul

Ummah yang telah memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian.

6. Bapak/Ibu Guru serta siswa Kelas X MIA 4 Putra dan Kelas X MIA 6 Putri

MBI Amanatul Ummah tahun ajaran 2016-2017 yang telah membantu dan

ikut serta dalam penelitian ini.

7. Bapak dan ibuku serta seluruh keluarga yang tidak pernah berhenti

memberikan doa serta dukungan moral dan materi.

8. Teman-teman Magister Pendidikan Sains Angkatan 2015 Universitas Sebelas

Maret yang bersama-sama berjuang dalam menyelesaikan tesis.

ix

9. Sahabat-sahabatku yang selalu memberikan dukungan dan semangat.

10. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tesis ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini masih banyak kekurangan,

oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan

untuk memperbaiki dan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini

bermanfaat bagi dunia pendidikan.

Surakarta, Juni 2017

Penulis

x

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tesis ini dipersembahkan kepada:

Bapak Suwito dan Ibu Mutamimah, terima kasih atas doa yang tidak

pernah putus dan dukungan yang diberikan selama ini

Mas Ari dan Mbak Nana yang selalu memberi dukungan dan semangat

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... ii

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

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

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS .......................... v

ABSTRAK ......................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

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

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

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

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

B. Rumusan Masalah ............................................................................. 5

C. Tujuan Pengembangan ...................................................................... 5

D. Pentingnya Pengembangan................................................................ 6

E. Spesifikasi Produk Yang Diharapkan ................................................ 6

F. Asumsi Dan Keterbatasan Pengembangan ........................................ 7

G. Definisi Istilah ................................................................................... 8

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR .......................... 9

A. Kajian Pustaka ................................................................................... 9

1. Landasan Filosofis Model Cased-Based Learning ..................... 9

2. Model Pembelajaran Case-Based Learning .............................. 10

3. Analogi dalam Pembelajaran..................................................... 15

4. Modul Pembelajaran.................................................................. 20

5. Kemampuan Literasi Sains ........................................................ 24

6. Keterkaitan antara Case Based-Learning, Analogi,

xii

dan Kemampuan Literasi Sains ................................................. 27

7. Hasil Belajar .............................................................................. 29

8. Materi Alat Optik ...................................................................... 31

B. Kajian Penelitian Yang Relevan...................................................... 44

C. Kerangka Berpikir ........................................................................... 47

BAB III METODE PENELITIAN.................................................................... 51

A. Jenis Penelitian ...................................................................................... 51

B. Prosedur Penelitian ................................................................................ 51

1. Tahap Pendefinisian (Define) ........................................................... 51

2. Tahap Perancangan (Design) ............................................................ 53

3. Tahap Pengembangan (Develop) ...................................................... 54

4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ..................................................... 58

BAB IV HASIL PENELITIAN ........................................................................ 60

A. Hasil Studi Pendahuluan ....................................................................... 60

B. Tahap Pendefinisian (Define) ................................................................ 62

1. Analisis Ujung Depan ..................................................................... 62

2. Analisis Siswa ................................................................................. 66

3. Analisis Bahan Ajar Sejenis ............................................................ 68

4. Analisis Konsep .............................................................................. 73

5. Analisis Tugas ................................................................................. 73

6. Perumusan Tujuan Pembelajaran .................................................... 74

C. Tahap Perancangan (Design) ................................................................ 75

1. Penyusunan Instrumen .................................................................... 75

2. Pemilihan Media ............................................................................. 76

3. Pemilihan Format ............................................................................ 76

4. Desain Awal .................................................................................... 78

D. Tahap Pengembangan (Develop)........................................................... 82

1. Validasi ........................................................................................... 82

2. Revisi I ............................................................................................ 87

3. Uji Coba Terbatas ........................................................................... 91

4. Revisi II ........................................................................................... 94

xiii

5. Uji Coba Skala Besar ...................................................................... 96

6. Revisi III........................................................................................ 109

E. Tahap Penyebaran (Disseminate) ........................................................ 110

F. Keterbatasan Penelitian ....................................................................... 111

G. Diseminasi dan Publikasi Hasil Penelitian .......................................... 112

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 113

A. Kesimpulan .......................................................................................... 113

B. Implikasi .............................................................................................. 115

C. Saran .................................................................................................... 115

Daftar Pustaka ................................................................................................. 117

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Klasifikasi Analogi...................................................................................... 17

2.2 Analogi dalam Penelitian ............................................................................ 18

2.3 Keterkaitan antara Case-Based Learning, Analogi, dan Kemampuan

Literasi Sains ............................................................................................... 28

2.4 Indeks Bias Pada Beberapa Medium........................................................... 33

2.5 Analogi Antara Kamera dengan Mata......................................................... 43

3.1 Skor Skala Likert......................................................................................... 55

3.2 Interpretasi Skor .......................................................................................... 56

3.3 Kriteria Peningkatan Skor Gain .................................................................. 58

4.1 Hasil Analisis Kebutuhan Guru .................................................................. 63

4.2 Hasil Analisis Kebutuhan Siswa ................................................................. 67

4.3 Data Hasil Analisis Indikator Literasi Sains Pada Buku A dan Buku B ..... 70

4.4 Jenis Analogi Pada Buku A dan Buku B .................................................... 71

4.5 Pemetaan Konsep dan Keterampilan Yang Ditingkatkan ........................... 74

4.6 Daftar Instrumen dan Fungsinya ................................................................. 75

4.7 Hasil Validasi Ahli Materi .......................................................................... 83

4.8 Hasil Validasi Ahli Media ........................................................................... 84

4.9 Hasil Validasi Ahli Bahasa ......................................................................... 84

4.10 Hasil Validasi Praktisi ............................................................................... 85

4.11 Hasil Validasi Teman Sejawat .................................................................. 86

4.12 Hasil Analisis Validasi Modul .................................................................. 86

4.13 Saran dan Revisi I ..................................................................................... 87

4.14 Hasil Respons Siswa terhadap Modul ....................................................... 91

4.15 Saran dan Revisi II .................................................................................... 94

4.16 Keterlaksanaan Model Pembelajaran Case-based Learning..................... 97

4.17 Hasil Skor N-gain Indikator Kemampuan Literasi Sains ......................... 99

4.18 Ketuntasan Hasil Belajar Kompetensi Pengetahuan ............................... 106

4.19 Hasil Analisis Validasi Modul ................................................................ 107

xv

4.20 Saran dan Revisi III ................................................................................. 109

4.21 Hasil Analisis Angket Penyebaran Modul .............................................. 110

4.22 Hasil dan Perbaikan Tahap Penyebaran .................................................. 111

4.23 Daftar Diseminasi dan Publikasi Hasil Penelitian .................................. 112

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Kerangka Pengembangan Ilmu Pengetahuan Alam .................................... 26

2.2 (a) Pemantulan cahaya (b) Pembentukan sinar pantul menggunakan Prinsip

Huygens ..................................................................................................... 31

2.3 Geometri untuk menurunkan Hukum Snellius tentang pembiasan dari Prinsip

Fermat. ....................................................................................................... 34

2.4 Bagian-bagian Mata .................................................................................... 36

2.5 (a) Mata rabun dekat. (b) Lensa cekung untuk membantu rabun dekat ...... 38

2.6 (a) Mata rabun jauh (b) Lensa cembung untuk membantu rabun jauh ....... 39

2.7 Pembentukan Bayangan pada Kaca Pembesar ............................................ 40

2.8 (a) Bagian-bagian mata dan pembentukan bayangan pada mata (b) Bagian-

bagian kamera dan pembentukan bayangan pada kamera ......................... 43

4.1 Desain Kegiatan Belajar, Tujuan, dan Studi Kasus .................................... 79

4.2 Desain Kegiatan Percobaan......................................................................... 79

4.3 Desain Bagian Tes Pemahaman Literasi Sains dan Materi ......................... 80

4.4 Desain Fenomena Sehari-hari ..................................................................... 80

4.5 Desain Evaluasi ........................................................................................... 81

4.6 Revisi Kegiatan Percobaan ......................................................................... 89

4.7 Revisi Perbaikan Studi Kasus ..................................................................... 90

4.8 Revisi Gambar Pembentukan Bayangan ..................................................... 90

4.9 Persentase Kontribusi Modul Terhadap Kemampuan Literasi Sains .......... 92

4.10 Revisi Desain Teleskop Galileo ................................................................ 95

4.11 Revisi Penambahan Contoh Soal .............................................................. 95

4.12 Contoh Soal Indikator Disposisi Ilmiah .................................................. 100

4.13 Contoh Hasil Analisis Siswa pada Percobaan II ..................................... 101

4.14 Grafik Nilai Kompetensi Sikap Sosial Siswa.......................................... 103

4.15 Grafik Nilai Kompetensi Keterampilan Siswa ........................................ 105

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Kisi-kisi Analisis Kebutuhan Guru ............................................................. 120

2. Hasil Analisis Kebutuhan Guru .................................................................. 122

3. Kisi-kisi Analisis Kebutuhan Siswa. ........................................................... 130

4. Hasil Analisis Kebutuhan Siswa ................................................................. 131

5. Kisi-kisi Analisis Analogi Materi Alat Optik ............................................. 132

6. Hasil Analisis Analogi Materi Alat Optik ................................................... 133

7. Kisi-kisi Analisis Literasi Sains dalam Buku Fisika Kelas X SMA/MA ... 134

8. Hasil Analisis Literasi Sains dalam Buku Fisika Kelas X SMA/MA ......... 135

9. Kisi-kisi Analisis Model Pembelajaran Case-Based Learning Materi Alat

Optik dalam Buku Fisika Kelas X SMA/MA ............................................. 137

10. Hasil Analisis Model Pembelajaran Case-Based Learning Materi Alat

Optik dalam Buku Fisika Kelas X SMA/MA ............................................. 138

11. Silabus ....................................................................................................... 139

12. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ......................................................... 142

13. Lembar Penilaian Sikap ............................................................................ 153

14. Rubrik Penilaian Keterampilan ................................................................. 156

15. Kisi-kisi Soal Kognitif .............................................................................. 158

16. Soal Tes Kognitif ...................................................................................... 169

17. Soal Pretest Literasi Sains ........................................................................ 173

18. Soal Posttest Literasi Sains ....................................................................... 175

19. Hasil Validasi Ahli Materi ........................................................................ 177

20. Hasil Validasi Ahli Media ......................................................................... 178

21. Hasil Validasi Ahli Bahasa ....................................................................... 180

22. Hasil Validasi Praktisi/Guru Fisika ........................................................... 181

23. Hasil Validasi Teman Sejawat .................................................................. 183

24. Angket Keterbacaan Modul oleh Siswa .................................................... 185

25. Analisis Angket Keterbacaan Modul oleh Siswa ...................................... 187

26. Hasil Tes Validitas Item dengan QUEST ................................................. 188

27. Rekapitulasi Penilaian Kompetensi Sikap Sosial ...................................... 189

xviii

28. Rekapitulasi Penilaian Kompetensi Keterampilan .................................... 190

29. Rekapitulasi Penilaian Kompetensi Pengetahuan ..................................... 191

30. Rekapitulasi Pretest–Posttest dan Skor N gain Ternormalisasi

Kemampuan Literasi Sains ....................................................................... 192

31. Analisis Hasil Diseminasi ......................................................................... 193

32. Dokumentasi Kegiatan Penelitian ............................................................. 195

xvi