i

PENGEMBANGAN PERANGKAT PEMBELAJARAN FISIKA BERBASIS

PROBLEM BASED LEARNING BERBANTUAN WEB UNTUK

MENINGKATKAN KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH DAN

KETERAMPILAN KOLABORASI PESERTA DIDIK SMA

Oleh:

RIZKY NUR APRILIASARI

17726251052

Tesis ini ditulis untuk memenuhi sebagian persyaratan

untuk mendapatkan gelar Magister Pendidikan

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2019

ii

ABSTRAK

RIZKY NUR APRILIASARI: Pengembangan Perangkat Pembelajaran Fisika Berbasis Problem-Based Learning Berbantuan Web untuk Meningkatkan Kemampuan Pemecahan Masalah dan Keterampilan Kolaborasi Peserta Didik SMA. Tesis. Yogyakarta: Program Pascasarjana, Universitas Negeri Yogyakarta, 2019.

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menghasilkan perangkat pembelajaran fisika berbasis problem-based learning (PBL) berbantuan web yang layak digunakan untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi peserta didik dalam pembelajaran fisika SMA, (2) mengungkapkan keefektifan perangkat pembelajaran yang dikembangkan tersebut dalam meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi peserta didik SMA.

Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan yang menggunakan model pengembangan 4D Thiagarajan et al., (1947) yang terdiri dari define, design, develop, dan disseminate. Subjek uji coba terbatas adalah 20 peserta didik kelas X MIA SMAN 2 Klaten. Subjek uji lapangan operasional pada kelas eksperimen dan kontrol masing-masing sebanyak 36 peserta didik pada tiga kelas X MIA SMAN 2 Klaten. Instrumen perangkat pembelajaran berupa silabus, RPP, LKPD, materi pembelajaran, dan media pembelajaran, serta instrumen pengumpulan data berupa lembar validasi, soal tes kemampuan pemecahan masalah, angket keterampilan kolaborasi, dan angket respon peserta didik. Teknik analisis data menggunakan analisis gain, uji statistik multivariat Hotteling’s Trace, dan analisis Effect Size.

Hasil penelitian adalah sebagai berikut. (1) Perangkat pembelajaran yang dikembangkan layak digunakan dalam pembelajaran berdasarkan penilaian para ahli secara keseluruhan dengan kategori “sangat baik” dan penilaian peserta didik dengan kategori “baik”. (2) Perangkat pembelajaran yang dikembangkan efektif dalam meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi peserta didik berdasarkan analisis gain, secara berturut-turut peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi peserta didik sebesar 0,62 dan 0,48. Hasil analisis uji multivariat Hotteling’s Trace menunjukkan nilai signifikansi lebih kecil dari 0,05 yakni sebesar 0,000 sehingga terdapat perbedaan peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi, dan nilai effect size besar perbedaan peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan keterampilan kolaborasi secara berturut-turut sebesar 0,52 (berkategori sedang) dan 0,25 (berkategori sedang).

Kata Kunci: kemampuan pemecahan masalah, keterampilan kolaborasi, PBL,

perangkat pembelajaran, web

iii

ABSTRACT

RIZKY NUR APRILIASARI: Developing Physics Learning Kits Based on Problem-Based Learning Web-Helped to Improve the Problem Solving and Collaboration Skills of Senior High School Students. Thesis. Yogyakarta: Graduate School, Yogyakarta State University, 2019.

The research aims to: (1) web-assisted Physics teaching kits based on problem-based learning (PBL) feasible to improve students' problem solving skills and collaboration skills in high school physics teaching, (2) reveal the effectiveness of the developed teaching kits in improving the problem solving and collaboration skills of senior high school students.

The research is research and development using the 4D model based on Thiagarajan et al., (1947) which consists of the stages of defining, designing, developing, and disseminating. The limited-testing subjects are 20 grade 10 science students of Senior High School (SMAN) 2 Klaten. The subjects of the operational field trials in the experimental and control classes are three classes of grade 10 science students, each consisting of 36 students. The teaching kits consist of a syllabus, lesson plans, students' worksheet, learning materials, learning media, and also data collecting instruments consisting of validation page, problem solving test, collaboration skill questionnaire, and students' response questionnaire. The data analysis techniques were descriptive statistic, gain analysis, multivariate statistic testing of Hotteling's Trace and Effect Size analysis.

The result shows that: (1) the developed PBL-based physics teaching kits are suitable for use in learning, and based on the overall assessment by experts they are in a very good category and based on the assessment by students they are in a "good" category. (2) The developed teaching kits are effective in improving students' problem solving skills and collaboration skills based on the gain analysis in succession of students' problem solving skills and collaboration skills of 0.62 and 0.48. The result of the multivariate analysis of Hotteling's Trace shows a significance value smaller than 0.05 which is equal to 0.000 so that there are differences in problem solving skills and collaboration skills improvement, and based on the value of a large Effect Size the difference in the increase in problem-solving abilities and collaboration skills ranges from 0.52 (medium category) and 0.25 (medium category).

Keywords: collaboration skill, PBL, problem solving skill, teaching kits, web

PER}IYATAAITI KEASLIAN KARYA

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama

NIM

Program Studi

: RizkyNur Apriliasari

:17726251052

: Pendidikan Fisika

Dengan ini menyatakan bahwa tesis ini merupakan hasil karya saya sendiri dan

belum pernah diajukan untuk memperoleh gslar magister di suatu perguruan

tinggi, dan separ{ang pengetahuan saya dalam tesis ini tidak terdapst karya atau

pendapat yang pemah ditulis atau diterbi*an oleh orang lain kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daffarpustaka.

Rizlry Nur APriliasari

I'lIJo[17726251052

lv

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakaatuh

Alhamdulillahi rabbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT, yang

telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis mampu

menyelesaikan penyusunan tesis yang berjudul “Pengembangan Perangkat

Pembelajaran Fisika Berbasis Problem Based Learning Berbantuan Web

untuk Meningkatkan Kemampuan Pemecahan Masalah dan Keterampilan

Kolaborasi Peserta Didik SMA” dengan baik dan lancar.

Penyusunan tesis ini dapat terlaksana dengan baik atas bantuan,

bimbingan, arahan, motivasi, dan dukungan dari berbagai pihak secara langsung

maupun tidak langsung. Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan

yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat Prof. Suparwoto, M.Pd selaku

dosen pembimbing. Selain itu, ucapan terima kasih dan penghargaan penulis

sampaikan kepada:

1. Rektor Universitas Negeri Yogyakarta dan Direktur Program Pascasarjana

beserta staf, yang telah banyak membantu sehingga tesis ini dapat terwujud.

2. Ketua Program Studi Pascasarjana Pendidikan Fisika serta para dosen yang

telah memberikan semangat dan bekal ilmu.

3. Prof. Dr. Jumadi, M.Pd., Dr. Kuncoro Asih Nugroho, S.Pd., M.Pd., M.Sc.,

dan Dr. Restu Widiatmono, S.Si., M.Si. selaku validator yang telah

memberikan penilaian, saran, dan masukan demi perbaikan instrumen

penelitian.

4. Kepala SMAN 2 Klaten, Drs. Medi Widada, M.Hum atas ijin dan

kesempatannya sehingga pelaksanaan penelitian dapat berjalan dengan lancar

dan terselesaikan.

5. Agnes, S.Pd. dan Neti, S.Pd. selaku penilai dan guru di SMAN 2 Klaten yang

telah memberikan penilaian, saran, dan masukan demi perbaikan proguk

perangkat pembelajaran serta bekerjasama dengan penulis dalam

melaksanakan penelitian sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

6. Kedua orang tua yang telah mendoakan dan memotivasi serta memfasilitasi

sehingga penulis dapat menyelesaikan studi di Program Pascasarjana

Pendidikan Fisika Universitas Negeri Yogyakarta.

7. Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Pendidikan Fisika tahun 2017 yang

telah memberikan motivasi, semangat dan bantuan baik secara langsung atau

tidak langsung dalam menyelesaikan tesis ini,Semoga bantuan, bimbingan, dan dukungan yang telah diberikan mendapat

balasan yang lebih dari Allah SWT. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa

penyusunan tesis ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritikdari semua pihak untuk perbaikan di masa yang akan datang. Semoga tesis inidapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Wassalamu' alaikum Worahmatullahi Wabarakaatuh

Yogyakarta,.. ?. P... J. lr ! i 2olg

Rizky Nui Apriliasari

NIM 177262s10s2

vlr

viii

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM .................................................................................... i

ABSTRAK .................................................................................................. ii

ABSTRACT ................................................................................................. iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................... iv

LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... v

KATA PENGANTAR ............................................................................... vi

DAFTAR ISI .............................................................................................. viii

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

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xv

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

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

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

C. Pembatasan Masalah ........................................................................ 10

D. Rumusan Masalah ............................................................................ 11

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

F. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan ......................................... 12

G. Manfaat Pengembangan ................................................................... 14

H. Asumsi Pengembangan .................................................................... 14

BAB II KAJIAN PUSTAKA ..................................................................... 16

A. Kajian Teori ..................................................................................... 16

1. Pembelajaran Fisika ................................................................... 16

2. Perangkat Pembelajaran ............................................................. 19

3. Problem Based Learning (PBL) ................................................ 26

4. Pembelajaran Berbantuan Website ............................................ 29

5. Kemampuan Memecahkan Masalah .......................................... 38

ix

6. Keterampilan Kolaborasi ........................................................... 42

7. Materi Usaha dan Energi ........................................................... 48

B. Kajian Penelitian yang Relevan ....................................................... 58

C. Kerangka Berpikir ........................................................................... 60

D. Pertanyaan Pengembangan .............................................................. 66

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................... 67

A. Model Pengembangan ..................................................................... 67

B. Prosedur Pengembangan .................................................................. 67

1. Tahap Pendefinisian (Define) .................................................... 68

2. Tahap Perancangan (Design) ..................................................... 71

3. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................... 75

4. Tahap Penyebaran (Desseminate) .............................................. 78

C. Desain Uji Coba Produk .................................................................. 78

1. Desain Uji Coba ......................................................................... 78

2. Subjek Uji Coba ......................................................................... 85

3. Teknik dan Instrumen Pengumpulan Data ................................ 86

4. Teknik Analisis Data ................................................................. 90

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ................... 98

A. Hasil Pengembangan Produk Awal ................................................. 98

1. Tahap Pendefinisian (Define) .................................................... 98

2. Tahap Perancangan (Design) ..................................................... 103

3. Tahap Pengembangan (Develop) ............................................... 115

4. Tahap Penyebaran (Desseminate) .............................................. 120

B. Hasil Uji Coba Produk ..................................................................... 121

1. Uji Coba Terbatas ..................................................................... 121

2. Uji Lapangan Operasional ......................................................... 122

C. Revisi Produk ................................................................................... 132

1. Revisi Tahap I ............................................................................ 132

2. Revisi Tahap II .......................................................................... 134

x

3. Revisi Tahap III ......................................................................... 134

D. Kajian Akhir Produk ........................................................................ 135

1. Kelayakan Produk ...................................................................... 135

2. Keefektifan Penggunaan Produk ............................................... 141

3. Temuan Uji Lapangan Operasional ........................................... 144

E. Keterbatasan Penelitian ................................................................... 145

BAB V SIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 147

A. Simpulan .......................................................................................... 147

B. Saran Pemanfaatan Produk .............................................................. 148

C. Diseminasi dan Pengembangan Produk Lebih Lanjut ..................... 149

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 150

LAMPIRAN ............................................................................................... 166

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Tahap Pembelajaran PBL Menurut Ahli ................................ 30

Tabel 2. Langkah Pembelajaran PBL ................................................... 31

Tabel 3. Kelebihan dan Kelemahan Model PBL ................................... 31

Tabel 4. Indikator Penilaian Kemampuan Pemecahan Masalah ........... 42

Tabel 5. Indikator Penilaian Keterampilan Kolaborasi Menurut

Ahli ......................................................................................... 46

Tabel 6. Indikator Penilaian Keterampilan Kolaborasi ........................ 47

Tabel 7. Hubungan Pembelajaran Berbasis PBL Berbantuan Web

dengan Kemampuan Pemecahan Masalah dan Keterampilan

Kolaborasi ............................................................................... 63

Tabel 8. Kerangka Pengembangan 4D .................................................. 67

Tabel 9. Rancangan Eksperimen .......................................................... 80

Tabel 10. Uji Homogenitas Varians Sampel ........................................... 86

Tabel 11. Interval Kriteria Skala Lima ................................................... 90

Tabel 12. Kategori Reliabilitas ............................................................... 92

Tabel 13. Kriteria Effect Size .................................................................. 97

Tabel 14. Hasil Analisis Tugas ............................................................... 100

Tabel 15. Hasil Anlisis Konsep .............................................................. 101

Tabel 16. Spesifikasi Pengembangan Produk .......................................... 103

Tabel 17. Format Silabus ......................................................................... 106

Tabel 18. Format RPP ............................................................................. 106

Tabel 19. Format LKPD .......................................................................... 107

Tabel 20. Format Materi Pembelajaran ................................................... 107

Tabel 21. Format Media Pembelajaran .................................................... 108

Tabel 22. Format Instrumen Tes dan Angket .......................................... 109

Tabel 23. Format Lembar Penilaian Kelayakan Silabus ......................... 110

Tabel 24. Format Lembar Penilaian Kelayakan RPP .............................. 110

Tabel 25. Format Lembar Penilaian Kelayakan LKPD .......................... 111

Tabel 26. Format Lembar Penilaian Kelayakan Materi

xii

Pembelajaran .......................................................................... 111

Tabel 27. Format Lembar Penilaian Kelayakan Media Pembelajaran ... 112

Tabel 28. Format Keterbacaan Media Pembelajaran .............................. 112

Tabel 29. Format Angket Respon Peserta Didik .................................... 113

Tabel 30. Format Lembar Validasi Instrumen Tes Kemampuan

Pemecahan Masalah ............................................................... 114

Tabel 31. Format Lembar Validasi Instrumen Angket Keterampilan

Kolaborasi ............................................................................... 114

Tabel 32. Hasil Analisis Penilaian Kelayakan Silabus ........................... 116

Tabel 33. Hasil Analisis Penilaian Kelayakan RPP ............................... 117

Tabel 34. Hasil Analisis Penilaian Kelayakan LKPD ............................ 117

Tabel 35. Hasil Penilaian Kelayakan Materi Pembelajaran ................... 118

Tabel 36. Hasil Penilaian Kelayakan Media Pembelajaran .................... 118

Tabel 37. Hasil Validitas dan Reliabilitas Tes Kemampuan

Pemecahan Masalah ............................................................... 119

Tabel 38. Hasil Validitas dan Reliabilitas Angket Keterampilan

Kolaborasi ............................................................................... 120

Tabel 39. Hasil Uji Keterbacaan Media Pembelajaran ........................... 121

Tabel 40. Hasil Analisis Validitas Soal Kemampuan Pemecahan

Masalah ................................................................................... 123

Tabel 41. Hasil Reliabilitas Soal Kemampuan Pemecahan

Masalah ................................................................................... 124

Tabel 42. Hasil Analisis Peningkatan Kemampuan Pemecahan

Masalah ................................................................................... 125

Tabel 43. Hasil Analisis Pengingkatan Keterampilan Kolaborasi ......... 125

Tabel 44. Hasil Analisis Uji Normalitas ................................................. 126

Tabel 45. Hasil Analisis Uji Homogenitas ............................................. 127

Tabel 46. Hasil Analisis Uji Korelasi ...................................................... 128

Tabel 47. Hasil Uji Hipotesis ................................................................. 129

Tabel 48. Hasil Analisis Effect Size ........................................................ 130

Tabel 49. Hasil Analisis Respon Peserta Didik ...................................... 131

xiii

Tabel 50. Perbaikan Perangkat Pembelajaran Tahap I ........................... 133

Tabel 51. Perbaikan Perangkat Pembelajaran Tahap II .......................... 134

Tabel 52. Perbaikan Perangkat Pembelajaran Tahap III ........................ 134

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Tampilan Awal Wordpress ..................................................... 37

Gambar 2. Gaya ⃗ membentuk sudut terhadap perpindahan ⃗ ............. 49

Gambar 3. Seorang Anak Mendorong Sebuah Balok sehingga

Berpindah Sejauh ................................................................. 50

Gambar 4. Seorang Anak Menahan Gerobak Saat Melintas di Jalan

yang Menurun Menahan Gerobak .......................................... 51

Gambar 5. Usaha yang Dilakukan Terhadap Kotak Nol Karena Gaya

Tegak Lurus dengan Arah Perpindahan Benda ...................... 52

Gambar 6. Usaha yang Dilakukan Terhadap Tembok Nol Karena

Tidak Ada Perpindahan .......................................................... 52

Gambar 7. Usaha yang Dilakukan Gaya .................................................. 56

Gambar 8. Apel yang dijatuhkan dari ketinggian ................................ 57

Gambar 9. Diagram Hasil Penilaian Kelayakan Perangkat

Pembelajaran .......................................................................... 140

Gambar 10. Diagram Peningkatan Kemampuan Pemecahan Masalah

dan Keterampilan Kolaborasi Peserta Didik .......................... 142

Gambar 11. Diagram Efektivitas pada Kelas Eksperimen dan Kelas

Kontrol .................................................................................... 143

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I. Pra Survey dan Pedoman Pengembangan ........................ 167

1. Lembar Hasil Wawancara .................................................................... 168

2. Lembar Hasil Observasi Sekolah ......................................................... 171

3. Pedoman Pengembangan ...................................................................... 176

4. Data dan Hasil Analisis Homogenitas Subjek Penelitian ...................... 187

Lampiran II. Instrumen Pengumpulan Data .......................................... 188

1. Lembar Penilaian Kelayakan Silabus ................................................... 189

2. Lembar Penilaian Kelayakan RPP ........................................................ 193

3. Lembar Penilaian Kelayakan LKPD ..................................................... 203

4. Lembar Penilaian Kelayakan Materi Pembelajaran ............................. 209

5. Lembar Penilaian Kelayakan Website .................................................. 213

6. Lembar Validasi Ahli Instrumen Kemampuan Pemecahan

Masalah ................................................................................................. 217

7. Lembar Validasi Ahli Instrumen Keterampilan Kolaborasi

Peserta Didik ......................................................................................... 219

8. Angket Keterbacaan Media (Website) .................................................. 222

9. Kisi-Kisi Penilaian Kemampuan Pemecahan Masalah ........................ 225

10. Kisi-Kisi Penilaian Keterampilan Kolaborasi Peserta

Didik ..................................................................................................... 234

11. Angket Respon Peserta Didik ............................................................... 226

Lampiran III. Data Hasil Penelitian dan Analisis Data ......................... 239

1. Data dan Hasil Analisis Penilaian Kelayakan Silabus .......................... 240

2. Data dan Hasil Analisis Penilaian Kelayakan RPP ............................. 241

3. Data dan Hasil Analisis Penilaian Kelayakan LKPD ........................... 243

4. Data dan Hasil Analisis Penilaian Kelayakan Materi

Pembelajaran ........................................................................................ 244

5. Data dan Hasil Analisis Penilaian Kelayakan Website ......................... 245

xvi

6. Data dan Hasil Analisis Validitas Instrumen Kemampuan

Pemecahan Masalah (Teoritis) ............................................................. 246

7. Data dan Hasil Analisis Validitas Instrumen Kemampuan

Pemecahan Masalah (Empiris) ............................................................. 250

8. Data dan Hasil Analisis Validitas Instrumen Keterampilan

Kolaborasi Peserta Didik (Teoritis) ..................................................... 255

9. Data dan Hasil Analisis Keterbacaan Media (Website) ........................ 260

10. Data Hasil Penilaian Kemampuan Pemecahan Masalah ...................... 264

11. Data Hasil Penilaian Keterampilan Kolaborasi Peserta Didik ............. 265

12. Hasil Analisis Efektivitas Kemampuan Pemecahan Masalah

dan Keterampilan Kolaborasi Peserta Didik (Analisis Gain) ............... 266

13. Hasil Analisis Efektivitas Kemampuan Pemecahan Masalah

dan Keterampilan Kolaborasi Peserta Didik (Analisis Multivariat dan

Analisis Effect Size) .............................................................................. 269

14. Data dan Hasil Analisis Respon Peserta Didik terhadap

Pembelajaran ........................................................................................ 272

15. Revisi Tahap I dan Hasil Perbaikannya ................................................ 274

16. Revisi Tahap II dan Hasil Perbaikannya .............................................. 305

17. Revisi Tahap III dan Hasil Perbaikannya ............................................. 310

Lampiran IV. Produk Hasil Pengembangan ........................................... 311

1. Tampilan Website ................................................................................. 312

2. Buku Pegangan Peserta Didik (Produk Dicetak Terpisah dengan Draft)

3. Buku Pegangan Guru (Produk Dicetak Terpisah dengan Draft)

Lampiran V. Dokumentasi dan Persuratan ............................................ 321

1. Dokumentasi Penelitian ........................................................................ 322

2. Surat Izin Validasi ................................................................................ 323

3. Surat Keterangan Validasi .................................................................... 326

4. Surat Pra Survey ................................................................................... 329

5. Surat Izin Penelitian .............................................................................. 330

6. Surat Keterangan Telah Melakukan Penelitian .................................... 337