i

PENGEMBANGAN MODUL PEMBELAJARAN FISIKA SMA BERBASIS

DISCOVERY LEARNING DENGAN PENDEKATAN CONTEXTUAL

TEACHING AND LEARNING PADA MATERI DINAMIKA ROTASI

UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Disusun Oleh:

Robert Setiawan Putro

S831508072

PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN SAINS

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2018

ii

iii

iv

v

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat

Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan penyusunan tesis ini dengan judul “Pengembangan Modul

Pembelajaran Fisika SMA berbasis Discovery Learning (DL) dengan pendekatan

Contextual Teaching and Learning (CTL) untuk Meningkatkan Keterampilan

Berpikir Kritis Siswa”. Tesis ini disusun dalam rangka mendapatkan legalitas

formal dalam melaksanakan penelitian yang sesungguhnya untuk memenuhi

sebagian persyaratan mencapai derajat magister pada Program Studi Pendidikan

Sains Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusunan tesis ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai

pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung. Berkenaan dengan hal ini,

ungkapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis

sampaikan kepada yang terhormat :

1. Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah. M.Pd., selaku Dekan FKIP

Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah berkenan memberikan

bantuan berupa sarana dan fasilitas dalam menempuh pendidikan program

pascasarjana.

2. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. selaku Ketua Program Studi Magister

Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret Surakarta, yang telah

memberikan bimbingan, pengarahan, ide, dan pemikiran yang berharga dalam

penyusunan tesis ini.

3. Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. selaku pembimbing pertama yang telah

memberikan bimbingan dan pengarahan yang sangat berharga selama

penyusunan tesis ini.

4. Dr. Sarwanto, M.Si. selaku pembimbing kedua yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahan yang sangat berharga selama penyusunan tesis

ini.

5. Drs. Dwi Ajar Siswandono selaku validator guru SMA yang memberikan

penilaian dan arahan sehingga tesis ini menjadi lebih baik.

vi

6. Bapak dan Ibu dosen Program Pascasarjana Pendidikan Sains UNS Surakarta

yang telah memberikan banyak pengalaman dan wawasan keilmuannya

kepada penulis.

7. Teman-teman kuliah di Program Studi magister Pendidikan Sains, FKIP

Universitas Sebelas Maret Surakarta dan semua pihak yang membantu

terselesainya tesis ini.

8. Drs. Enim Hartono, M.Pd selaku Kepala MAN 2 Kediri yang telah

memberikan ijin dan dukungan kepada penulis untuk mengadakan penelitian

di sekolah ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan tesis ini masih

terdapat kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun

dari semua pihak sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan tesis ini. Semoga

tesis ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta, . …………………. 2017

Penulis

vii

MOTTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah

selesai dari satu urusan, kerjakan dengan sungguh-sungguh urusan yang lain”

(Q.S. Al-Insyiroh : 5-7)

“Maka nikmat Tuhanmu manakah yang kamu dustakan? Jadilah hamba yang

selalu bersyukur dan berserah diri pada-Nya”

(Q.S. Ar-Rahman :13)

viii

PERSEMBAHAN

Tesis ini saya persembahkan untuk:

Orang tua tercinta, Ibu Romsiatun dan Alm. Bapak Edy Purwanto serta

Saudara-saudara kediri, yang selalu memberi do’a dan dukungan serta

motivasi yang tiada henti. Tidak lupa seluruh sahabat Pascasarjana 2015

Pendidikan Sains yang selalu memberi support.

ix

Robert Setiawan Putro. 2017. Pengembangan Modul Fisika SMA Berbasis

Discovery Learning dengan Pendekatan Contextual Teaching and Learning

Pada Materi Dinamika Rotasi Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir

Kritis Siswa. TESIS. Pembimbing I: Dra. Suparmi, M.A, Ph.D, Pembimbing II:

Dr. Sarwanto M.Si. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian dan pengembangan ini bertujuan untuk: 1) mengetahui

karakteristik modul pembelajaran Fisika berbasis Discovery Learning (DL)

dengan pendekatan Contextual Teaching and Learning (CTL) untuk

meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa, 2) mengetahui kelayakan modul

pembelajaran Fisika berbasis Discovery Learning (DL) dengan pendekatan

Contextual Teaching and Learning (CTL) untuk meningkatkan kemampuan

berpikir kritis siswa, 3) mengetahui efektivitas modul pembelajaran Fisika

berbasis Discovery Learning (DL) dengan pendekatan Contextual Teaching and

Learning (CTL) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.

Penelitian ini merupakan penelitian dan pengembangan, untuk

mengembangan modul fisika berbasis CTL, pengembangan ini menggunakan

model 4-D yang dikemukakan oleh Thiagarajan dengan tahapan pendefinisian

(define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran

(disseminate). Sampel pengembangan meliputi sampel validasi produk sejumlah 7

validator, sampel uji coba terbatas sejumlah 15 orang siswa, dan sampel uji coba

diperluas sejumlah 36 siswa. Teknik pengumpulan data dimulai dengan tahap tes

awal kemampuan berpikir kritis, studi pendahuluan, desain produk, validasi draf I,

uji coba produk secara terbatas dan diperluas. Instrumen yang digunakan adalah

lembar validasi modul, silabus, RPP, kisi-kisi soal hasil belajar, serta angket

respon siswa.

Hasil penelitian menunjukkan: 1) karakteristik modul pembelajaran fisika

sma berbasis DL dengan pendekatan CTL pada materi dinamika rotasi untuk

meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa yang memuat enam sintaks DL

dan tujuh komponen utama pembelajaran CTL; 2) kelayakan modul pembelajaran

fisika sma berbasis DL dengan pendekatan CTL pada materi dinamika rotasi

untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa dinilai berkualifikasi sangat

baik oleh penilaian ahli materi, ahli media dan ahli bahasa serta berkualifikasi

baik menurut peer reviewer dan praktisi; 3) efektifitas peningkatan kemampuan

berpikir kritis siswa setelah menggunakan modul pembelajaran fisika SMA

berbasis DL dengan pendekatan CTL pada materi dinamika rotasi untuk

meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa memiliki kriteria efektif yang

sedang dengan pencapaian KKM sebesar 72,23%.

Kata kunci: modul pembelajaran, Discovery Learning (DL), Contextual Teaching

and Learning (CTL), berpikir kritis, dinamika rotasi.

x

Robert Setiawan Putro. 2017. Development of Physics Module Based Discovery

Learning High School with Contextual Teaching and Learning Approach In

Rotational Dynamics Material To Improve Student Critical Thinking Ability.

THESIS. Counselor I: Dra. Suparmi, M.A, Ph.D, Advisor II: Dr. Sarwanto M.Si.

Master Program of Science Education, Faculty of Teacher Training and

Education, Sebelas Maret University Surakarta.

ABSTRACT

This research and development aims to: 1) know the characteristics of

Physics learning module based on Discovery Learning (DL) with Contextual

Teaching and Learning (CTL) approach to improve students' critical thinking

ability; 2) to know the feasibility of Physics learning module based on Discovery

Learning (DL) Contextual Teaching and Learning (CTL) approach to improve

students 'critical thinking ability; 3) to know the effectiveness of Discovery

Learning (Physics-based) physics learning module with Contextual Teaching and

Learning (CTL) approach to improve students' critical thinking ability.

This research is a research and development, to develop CTL-based

physics module, this development using 4-D model proposed by Thiagarajan with

definitions, design, development and disseminate. The development sample

includes a validation sample of 7 validator products, a limited sample of 15

students, and an expanded sample of 36 students. Data collection techniques begin

with the initial test phase of critical thinking skills, preliminary study, product

design, validation of draft I, product trials are limited and expanded. Instrument

used is module validation sheet, syllabus, RPP, lecture about learning result, and

student response questionnaire.

The results showed: 1) the characteristic of DLL-based physics learning

module with CTL approach on rotational dynamics material to improve students'

critical thinking skills containing six DL syntax and seven main components of

CTL learning; 2) the feasibility of the DLL-based physics learning module with

CTL approach on rotational dynamics material to improve the critical thinking

ability of students is considered to be highly qualified by the assessment of

material experts, media experts and linguists as well as qualified according to peer

reviewers and practitioners; 3) the effectiveness of improving students' critical

thinking skills after using DLL-based high school physics learning module with

CTL approach on rotational dynamics material to improve critical thinking ability

of students having effective criterion with achieving KKM of 72.23%.

Keywords : learning module, Discovery Learning (DL), Contextual Teaching and

Learning (CTL), critical thinking, rotational dynamics.

xi

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS .............. iv

KATA PENGANTAR ....................................................................................... v

MOTTO ........................................................................................................... vii

PERSEMBAHAN ........................................................................................... viii

ABSTRAK ........................................................................................................ ix

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

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

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

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvi

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

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

B. Identifikasi Masalah .................................................................... 5

C. Pembatasan Masalah ................................................................... 5

D. Perumusan Masalah ..................................................................... 6

E. Tujuan Penelitian ......................................................................... 7

F. Spesifikasi Produk yang Di kembangkan .................................... 7

G. Pentingnya Pengembangan .......................................................... 8

H. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan ................................... 9

I. Definisi Istilah ............................................................................. 9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 10

A. Kajian Teori ............................................................................... 10

1. Arti belajar ........................................................................... 10

2. Teori Belajar ........................................................................ 11

3. Pembelajaran DL (Discovery Learning) ............................. 18

4. Pembelajaran CTL (Contextual Teaching and Learning) ... 19

5. Modul .................................................................................. 28

xii

6. Konsep Dinamika rotasi ...................................................... 36

7. Hasil Belajar ........................................................................ 44

8. Keterampilan Berpikir Kritis ............................................... 50

B. Penelitian yang Relevan ............................................................ 52

C. Kerangka Berpikir ..................................................................... 55

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 58

A. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 58

B. Subjek Penelitian ....................................................................... 58

C. Model Penelitian dan Pengembangan ....................................... 58

D. Prosedur Penelitian .................................................................... 60

E. Instrumen Penelitian .................................................................. 61

F. Teknik Analisis Data ................................................................. 62

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

A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ................................................. 65

B. Publikasi Karya Ilmiah .............................................................. 92

C. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan .................... 93

D. Temuan Lapangan ..................................................................... 99

E. Keterbatasan Penelitian ............................................................. 99

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN ................................ 100

A. Kesimpulan .............................................................................. 100

B. Implikasi .................................................................................. 101

C. Saran ........................................................................................ 102

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 103

LAMPIRAN ................................................................................................... 109

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Momen Gaya Menyebabkan Gerak Rotasi Benda ...................... 35

Gambar 2.2 Arah Gaya Memenuhi Kaidah tangan Kanan ............................. 36

Gambar 2.3 Sebuah Partikel Berotasi Akibat Pengaruh Gaya Tangensial ..... 39

Gambar 2.4 Besar Energi Kinetik Benda Ketika Menggelinding ................... 40

Gambar 2.5 Roda Berotasi Pada Sumbu Tetap ............................................... 40

Gambar 2.6 Arah Momentum Sudut ............................................................... 42

Gambar 2.7 Kerangka Berpikir Penelitian ...................................................... 55

Gambar 3.1 Desain Modul Fisika Berbasis CTL ............................................ 57

Gambar 3.2. Desain eksperimen One-Group Pretest-Posttest Design ........... 59

Gambar 4.1 Histogram Rekapitulasi Hasil Analisis Bahan Ajar .................... 71

Gambar 4.2 Histogram Rekapitulasi Hasil Validasi Modul Pembelajaran ..... 80

Gambar 4.3. Gambar revisi sampul................................................................. 81

Gambar 4.4. Gambar revisi praktikum ............................................................ 82

Gambar 4.5. Gambar revisi indikator. ............................................................. 82

Gambar 4.6. Gambar revisi penomoran. ......................................................... 83

Gambar 4.7 Histogram Distribusi Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ......... 86

Gambar 4.8 Histogram Aspek Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ............... 87

Gambar 4.9 Histogram Ketercapaian Sintaks Discovery Learning ................ 90

Gambar 4.10 Histogram Keterpenuhan Komponen CTL ............................... 91

Gambar 4.11. Skor Keterbacaan dan Respon Siswa Uji Kelompok Kecil ..... 97

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Hubungan Antara Belajar Penerimaan Dan Belajar Bermakna ...... 13

Tabel 2.2 Karakteristik Intelektual Perkembangan Kognitif Piaget ............... 17

Tabel 2.3 Momen Inersia Berbagai Benda Tegar Homogen........................... 37

Tabel 2.4 Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................................... 50

Tabel 3.1 Kriteria Rerata Total Skor ............................................................... 61

Tabel 4.1 Deskripsi Data Proses Penelitian Pengembangan Modul ............... 65

Tabel 4.2 Rata-rata hasil tes kemampuan awal berpikir kritis siswa .............. 67

Tabel 4.3 Hasil Analisis Angket Observasi Pembelajaran ............................. 67

Tabel 4.4 Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa ........................................ 68

Tabel 4.5 Hasil Analisis Angket Kinerja Siswa .............................................. 69

Tabel 4.6. Hasil Analisis Bahan Ajar .............................................................. 70

Tabel 4.7 Hasil Observasi SDS dan Inventarisasi Sumber Belajar ................. 72

Tabel 4.8 Hasil Analisis Validasi Modul oleh Dosen ..................................... 75

Tabel 4.9 Saran oleh Validator Ahli Materi .................................................... 76

Tabel 4.10 Saran oleh Validator Ahli Media .................................................. 77

Tabel 4.11 Saran oleh Validator Ahli Bahasa ................................................. 78

Tabel 4.12 Hasil Analisis Validasi Modul oleh Guru/praktisi ........................ 79

Tabel 4.13 Hasil Analisis Validasi Modul oleh Teman sejawat ..................... 79

Tabel 4.13 Saran dan Hasil Perbaikan dari Uji Coba Kecil ............................ 84

Tabel 4.14 Hasil Analisi Respon Siswa pada Uji Coba Kecil ........................ 84

Tabel 4.16 Data Keterampilan Berpikir Kritis ................................................ 85

Tabel 4.17 Distribusi Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ............................. 85

Tabel 4.18 Deskripsi Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................. 86

Tabel 4.19 N-Gain Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ..................... 87

Tabel 4.20 Hasil Analisis Respon Siswa pada Uji Coba Besar ...................... 88

Tabel 4.21 Deskripsi Data Hasil Penilaian Keterampilan ............................... 88

Tabel 4.22 Deskripsi Data Hasil Penilaian Sikap ........................................... 89

Tabel 4.20. Rekap Observasi Ketercapaian sintaks Discovery Learning ....... 89

xv

Tabel 4.21. Rekap Observasi Keterpenuhan komponen CTL......................... 90

Tabel 4.22 Respon Guru Fisika Terhadap Modul Pembelajaran .................... 92

Tabel 4.23 Publikasi Karya Ilmiah.................................................................. 92

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Kisi, Angket dan Hasil Observasi Pembelajaran ......................... 110

Lampiran 2 Kisi, Angket dan Hasil Kebutuhan Siswa ................................... 117

Lampiran 3 Kisi, Angket dan Hasil Kinerja Siswa ......................................... 120

Lampiran 4 Hasil Analisis Bahan Ajar ........................................................... 123

Lampiran 5 Kisi, Angket dan Hasil Validasi Modul ...................................... 147

Lampiran 6 Kisi, Angket dan Hasil Penilaian Produk .................................... 181

Lampiran 7 Hasil Wawancara ......................................................................... 184

Lampiran 8 Silabus dan RPP .......................................................................... 192

Lampiran 9 Instrumen Pretes dan Postes serta Kunci Jawaban ...................... 217

Lampiran 10 Angket Respon Siswa ................................................................ 235

Lampiran 11 Hasil Analisis Keterlaksanaan DL dan CTL ............................. 237

Lampiran 12 Kisi, Angket dan Hasil Psikomotor Siswa................................. 244

Lampiran 13 Kisi, Angket dan Hasil Afektif Siswa ....................................... 248

Lampiran 14 Kisi, Angket dan Hasil Penyebaran Modul ............................... 253

Lampiran 15 Dokumentasi Penelitian ............................................................. 262

Lampiran 16 Surat-Surat Penelitian ................................................................ 265

17