PENGEMBANGAN MODUL PEMBELAJARAN IPA TERPADU

BERBASIS MASALAH (PROBLEM BASED LEARNING) MATERI BUNYI

UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS

SISWA SMP KELAS VIII

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Dwi Aprillia Setia Asih

NIM S831402023

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016

ii

iii

iv

v

MOTTO

Allah SWT tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan

kesanggupannya

(Q.S. Al-Baqarah: 286)

Kebahagiaan mungkin hanya sesaat, tetapi kesedihan juga akan hilang dengan

cepat

(Penulis)

vi

PERSEMBAHAN

Dengan ketulusan dan kerendahan hati, penulis bersyukur atas ridho dan

karunia Allah SWT, karena Engkau yang telah melimpahkan rahmat dan berkah

kepada jerih payah dan harapan kedua orang tua penulis dalam mengiringi setiap

langkah penulis mencapai cita-cita.

Penulis mempersembahkan tesis ini sebagai ungkapan rasa hormat dan

cinta kasih kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan ridho, rahmat, hidayah dan karunianya

sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis.

2. Ayahanda Dalroji dan Ibunda Sunesti yang senantiasa memberikan

keteduhan dalam doa, mengajarkan tanggung jawab atas suatu pilihan, dan

memberikan dukungan atas keberhasilan penulis.

3. Kakak tersayang (Eka Astri Sulis Tiawati dan Agustin) yang selalu

mengalah demi adiknya, selalu memberi semangat dan menjadi inspirasi

dalam menyelesaikan studi.

4. Adik tersayang (Amar Asyam Alfaras), keponakan tersayang (Fachry Ade

Nugraha) dan seluruh keluarga besar yang selalu memberi semangat dan

selalu mendoakan keberhasilan penulis.

5. Dosen-dosen tersayang yang tidak henti mengajari dan memotivasi

selayaknya orangtua penulis.

6. Buat sahabat-sahabat penulis (Ayang Kinasih, Irma Ayuwanti, Ummi

Rosyidah, Juitaning Mustika, Erni Mariana, Desy Awal Mar’an, Asri

Sudaryati, Indica Yona Okyranida, Ilham Pramana Putra) yang telah

banyak membantu baik dalam mencari ilmu maupun dukugan moril.

7. Seluruh keluarga besar PPs Pendidikan Sains (Fisika kelas B) tahun 2014

dan rekan rekan seperjuangan PPs Pendidikan Sains (minat Fisika) tahun

2014, terima kasih atas persahabatan yang telah kalian tebarkan.

8. Almamater tercinta Universitas Sebelas Maret Surakarta.

vii

Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu

Berbasis Masalah (Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan

Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII. Tesis. Pembimbing: Dr. Nonoh Siti

Aminah, M.Pd. Kopembimbing: Sukarmin, M.Si, Ph.D. Program Studi Magister

Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

ABSTRAK

Proses pembelajaran di sekolah belum maksimal menggunakan pembelajaran

berbasis masalah oleh sebab itu modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based

Learning) materi bunyi perlu dikembangkan untuk meningkatkan keterampilan berpikir

siswa yang masih rendah khususnya keterampilan berpikir kritis. Penelitian ini bertujuan

untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem

Based Learning) materi bunyi untuk siswa kelas VIII, 2) memperoleh modul

pembelajaran IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi yang

layak untuk pembelajaran IPA, 3) mengetahui modul pembelajaran IPA terpadu berbasis

masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat meningkatkan keterampilan

berpikir kritis siswa.

Penelitian ini merupakan penelitian Research and Development yang

dikemukakan oleh Thiagarajan (1974), pengembangan yang digunakan adalah model 4-D

(four D model), dengan tahapan Define, Design, Develop, dan Disseminate. Uji coba

pemakaian menggunakan one group pretest-posttest design. Instrumen yang digunakan

adalah angket dan tes. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis

data deskriptif, pada tahap design dengan analisis SK dan KD untuk menentukan desain

awal modul, pada tahap develop untuk data hasil validasi modul dan data respon siswa

dianalisis dengan menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas

dengan pedoman skor skala 5, data keterampilan berpikir kritis siswa diuji menggunakan

uji paired T-Test dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate

menggunakan nilai cut off yang dikonversi menjadi kategori kualitas dengan pedoman

skor skala 5.

Berdasarkan analisis data diperoleh hasil penelitian: 1) modul IPA terpadu

berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi untuk meningkatkan

keterampilan berpikir kritis siswa memiliki ciri yaitu langkah pembelajaran pada modul

disesuaikan pada langkah pembelajaran berbasis masalah (Problem Based Learning), dan

mengintegrasikan keterampilan berpikir kritis pada setiap tahapnya, 2) modul

dikategorikan layak karena telah melalui beberapa uji kelayakan. Uji kelayakan modul

dinilai oleh 2 validator ahli (materi dan kegrafikan), 2 guru IPA dan 2 teman sejawat.

Berdasarkan uji kelayakan modul memiliki kategori layak yang didukung dengan hasil

perhitungan yang menunjukkan nilai rata-rata 207,11 lebih besar dari cut off 174. Modul

mendapatkan respon dari siswa dan guru dalam proses pembelajaran yang dinilai dari

angket respon yang mengategorikan modul baik. Serta didukung dengan hasil disseminate

yang diserahkan pada 4 guru yang mengategorikan modul sangat baik, 3) penggunaan

modul IPA terpadu berbasis masalah (Problem Based Learning) materi bunyi dapat

meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa, pernyataan ini didukung dari hasil

perhitungan N-gain tes berpikir kritis sebesar 0,71 dalam kategori tinggi.

Kata Kunci: Modul Fisika, Pembelajaran Berbasis Masalah, Keterampilan Berpikir

Kritis.

viii

Dwi Aprillia Setia Asih. 2016. Development of Integrated Science Learning Modules

Based-Problem on Sound to Increase Critical Thinking Skills of Students in Junior

High School Class VIII. Thesis. Consultant: Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. Co-

Consultant: Sukarmin, M.Si, Ph.D. The program of science education magister

department, the faculty of teacher training and education, Sebelas Maret University of

Surakarta.

ABSTRACT

The process of learning in school is not maximized of use problem based

learning because of it integrated science modul based problem on sound needs to be

developed to improve student’s skills that are still low, especially of critical thinking

skill. This research aims to: 1) describe the characteristics of the integrated science

modules based-problems on sound for students of class VIII, 2) obtain an integrated

science learning modules based-problems on sound that feasible for science learning, 3)

know integrated science learning modules based-problems on sound can increase

student’s critical thinking skills.

This study was a Research and Development proposed by Thiagarajan (1974), is

a model of development used 4-D (four D model), with the stages Define, Design,

Develop and Disseminate. Utility testing using the one-group pretest-posttest design. The

instrument used was a questionnaire and tests. Analysis of the data used to define phase is

descriptive data analysis, the design phase to the analysis of SK and KD to determine the

initial design of the module, at the develop phase for data validation results of modules

and the data students' responses were analyzed using cut off values were converted into

quality categories by 5 scale score guidelines, the data critical thinking skills of students

tested using paired T-test and is calculated by N-gain normalized, and at the disseminate

phase using cut-off values were converted into the category of quality guidelines 5 scale

score.

The Results of research were: 1) integrated science modules based-problem on

Sound to increase critical thinking skills of students have the characteristic that the steps

of learning on module adapted of problem-based learning’s step, and integrating critical

thinking skills on each step, 2) Module considered on feasible because it has been through

several feasibility studies. Feasibility test modules assessed by validator of content and

validator of media, two science teachers and two peer review. Based on the feasibility test

module has a decent categories supported by the calculation that shows the average value

of 237,16 is greater than the cut-off module 174. The response from students and teachers

in the learning process is assessed from the questionnaire responses were categorized

either module. Disseminate and supported by the results of which were presented on 4

teachers who categorize an excellent module, 3) the use of integrated science module

based-problems on sound can increase students' critical thinking skills. This statement is

supported by the results of calculation of N-Gain critical thinking test by 0.71 in the high

category.

Keywords: Physics Module, Problem Based Learning, Critical Thinking Skills.

ix

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang

berjudul “Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu Berbasis Masalah

(Problem Based Learning) Materi Bunyi Untuk Meningkatkan Keterampilan

Berpikir Kritis Siswa SMP Kelas VIII” dengan lancar.

Dalam penulisan tesis ini penulis menyadari bahwa terselesaikannya tesis

ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala

kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

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

Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk, bimbingan,

dan dorongan, sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.

3. Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., Dosen Pembimbing I, yang telah membantu

memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.

4. Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D., Dosen Pembimbing II, yang telah membantu

memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian teses ini.

5. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS

Surakarta yang telah membimbing dan memberikan ilmu selama penulis

menempuh kuliah di Program Pascasarjana.

6. Theresia Enny Yuniwati, S.Pd., M.Pd., Kepala SMP Negeri 4 Kota Madiun,

yang telah memberi izin untuk melakukan penelitian.

7. Edy Kusdiyanto, S.Pd., Guru IPA SMP Negeri 4 Kota Madiun yang telah

membantu dan membimbing penulis dalam melaksanakan penelitian.

8. Rekan-rekan serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu

persatu yang telah banyak memberikan dukungan.

x

xi

DAFTAR ISI

JUDUL ................................................................................................................... i

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI......................................... ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................................................... iii

PENGESAHAN PENGUJI .................................................................................... iv

MOTTO ................................................................................................................. v

PERSEMBAHAN .................................................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................. vii

ABSTRACT ............................................................................................................. viii

PRAKATA ............................................................................................................. ix

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

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

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

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

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

B. Rumusan Masalah ................................................................................ 7

C. Tujuan Penelitian ................................................................................. 7

D. Spesifikasi Produk ................................................................................ 7

E. Manfaat Penelitian ............................................................................... 8

BAB II : LANDASAN TEORI ............................................................................. 10

A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 10

1. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning) ......... 10

xii

2. IPA Terpadu ................................................................................... 15

3. Keterampilan Berpikir Kritis ......................................................... 22

4. Modul ............................................................................................ 23

5. Materi Bunyi .................................................................................. 26

6. Kajian Penelitian yang Relevan .................................................... 34

B. Kerangka Berpikir ................................................................................ 37

BAB III : METODE PENELITIAN ..................................................................... 43

A. Tempat Penelitian................................................................................. 43

B. Waktu Penelitian ................................................................................. 43

C. Subjek Penelitian .................................................................................. 43

D. Tatalaksana Penelitian .......................................................................... 43

1. Tahap Pendefinisian (Define) ......................................................... 44

2. Tahap Perancangan (Design) .......................................................... 44

3. Tahap Pengembangan (Develop) .................................................... 46

4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ................................................... 47

E. Deskripsi Model Keterpaduan.............................................................. 48

F. Instrumen Pengumpulan Data .............................................................. 48

1. Lembar Validasi Modul .................................................................. 48

2. Angket Penilaian Modul ................................................................. 48

3. Tes Keterampilan Berpikir Kritis ................................................... 49

G. Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 49

1. Metode Kuesioner .......................................................................... 49

2. Metode Tes ..................................................................................... 50

1) Reliabilitas ................................................................................ 50

2) Daya Beda Butir Soal ............................................................... 51

3) Tingkat Kesukaran.................................................................... 52

4) Hasil Uji Coba Instrumen Tes .................................................. 52

H. Teknik Analisis Data ............................................................................ 53

1. Analisis Validasi Modul ................................................................. 53

2. Analisis Angket Penilaian Modul ................................................... 56

xiii

3. Analisis Data Tes ............................................................................ 59

BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................... 63

A. Hasil Penelitian .................................................................................... 63

1. Define .......................................................................................... 63

2. Design .......................................................................................... 68

3. Develop .......................................................................................... 71

4. Disseminate .................................................................................... 81

B. Pembahasan .......................................................................................... 82

1. Tahap Define .................................................................................. 82

2. Tahap Design .................................................................................. 82

3. Tahap Develop ................................................................................ 86

4. Tahap Disseminate ......................................................................... 96

C. Temuan Lapangan ................................................................................ 97

D. Keterbatasan Penelitian ........................................................................ 98

BAB V : KESIMPULAN, SARAN, DAN SARAN ............................................. 99

A. Kesimpulan .......................................................................................... 99

B. Implikasi ............................................................................................... 100

C. Saran ..................................................................................................... 101

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

LAMPIRAN ........................................................................................................... 107

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Persentase Nilai UN, Jenjang SMP Tahun Pelajaran 2013/2014........... 2

Tabel 2.1 Langkah-langkah Pemelajaran Berbasis Masalah.................................. 13

Tabel 2.2 Model Keterpaduan Fogarty ................................................................. 17

Tabel 2.3 Keterkiatan antara PBL dengan Keterampilan Berpikir Kritis ............. 41

Tabel 3.1 Komponen Pembelajaran Berbasis Masalah .......................................... 45

Tabel 3.2 Kriteria Daya Beda................................................................................. 52

Tabel 3.3 Kriteria Taraf Kesukaran ....................................................................... 52

Tabel 3.4 Aturan Pemberian Skor .......................................................................... 54

Tabel 3.5 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Materi ......................................... 55

Tabel 3.6 Hasil Analisis Validasi Modul untuk Kegrafikan .................................. 55

Tabel 3.7 Hasil Uji Kelayakan Modul ................................................................... 56

Tabel 3.8 Kriteria Penilaian Modul ........................................................................ 56

Tabel 3.9 Hasil Analisis Angket Penilaian Modul Uji Coba Terbatas .................. 57

Tabel 3.10 Hasil Analisis Angket Siswa Penilaian Modul (Kelas Besar) ............. 58

Tabel 3.11 Hasil Analisis Angket Guru Penilaian Modul Tahap Develop ............ 58

Tabel 3.12 Hasil Analisis Angket Penilaian Tahap Disseminate ........................... 59

Tabel 3.13 Kriteria N-Gain Ternormalisai............................................................. 60

Tabel 4.1 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Guru .......................................... 64

Tabel 4.2 Hasi Analisis Pengungkap Kebutuhan Siswa ........................................ 64

xv

Tabel 4.3 Validator................................................................................................. 71

Tabel 4.4 Hasil Masukan Dari Validator ............................................................... 72

Tabel 4.5 Hasil Validator I ..................................................................................... 72

Tabel 4.6 Hasil Validator II ................................................................................... 73

Tabel 4.7 Hasil Dari Validasi (Materi) .................................................................. 74

Tabel 4.8 Hasil Dari Validasi (Kegrafikan) ........................................................... 74

Tabel 4.9 Hasil Angket Keterbacaan Modul Pada Uji Coba Terbatas ................... 75

Tabel 4.10 Deskripsi Data Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ............................ 77

Tabel 4.11 Deskripsi Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ......................... 78

Tabel 4.12 N-Gain Setiap Aspek Keterampilan Berpikir Kritis ............................ 79

Tabel 4.12 Hasil Uji Normalitas dan Uji Homogenitas ........................................ 79

Tabel 4.12 Hasil Penilaian Kognitif ....................................................................... 80

Tabel 4.13 hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Pemakaian .............. 81

Tabel 4,14 Hasil Uji Kelayakan Modul ................................................................. 88

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagan connected ................................................................................ 19

Gambar 2.2 Osiloskop dengan Bentuk Gelombang Bunyi ................................... 26

Gambar 2.3 Merambatnya Bunyi .......................................................................... 29

Gambar 2.4 Bandul Resonansi ............................................................................... 30

Gambar 2.5 Sonar................................................................................................... 31

Gambar 2.9 Pemantulan Bunyi .............................................................................. 32

Gambar 3.1 Desain Kelompok Eksperimen Before-After ..................................... 46

Gambar 3.2 Model Pengembangan 4-D ................................................................ 47

Gambar 4.1 Bagan Kegiatan Siswa Saat Pelaksanaan Uji Coba Pemakaian Modul 66

Gambar 4.2 Histogram Aspek Keterampilan Berpikir Kritis Siswa ...................... 78

Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ........................................................................... 90

Gambar 4.3 Lembar Eksperimen ........................................................................... 90

Gambar 4.4 Kolom Diskusi ................................................................................... 90

Gambar 4.5 Kolom Diskusi ................................................................................... 90

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Peta SK dan KD yang Berpotensi IPA Terpadu ........................................ 107

Silabus ........................................................................................................ 108

RPP ............................................................................................................. 111

Kisi-Kisi Soal Kemampuan Berpikir Kritis ............................................... 138

Soal ............................................................................................................. 147

Analisis Quest ............................................................................................ 153

Lampiran 2

Kisi-Kisi dan Angket Kebutuhan Guru dan Siswa .................................... 163

Lembar Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa............................................. 165

Lembar Hasil Angket Kebutuhan Guru Dan Siswa ................................... 169

Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru dan Siswa ................................... 173

Lembar Hasil Validator Modul .................................................................. 175

Hasil Analisis Validator Modul ................................................................. 226

Hasil Analisis Cut Off ................................................................................ 243

Lampiran 3

Kisi-Kisi dan Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas ............................ 245

Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas ......................................... 247

Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Terbatas........................... 248

Rekap Komentar dan Saran Siswa Uji Coba Terbatas ............................... 253

Lampiran 4

Hasil Analisis Pretest, Posttest dan Analisis Uji Gain ............................... 254

Hasil Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar ................................... 261

Hasil Analisis Angket Respon Siswa Uji Coba Kelas Besar ..................... 262

Rekap Komentar Uji Coba Kelas Besar ..................................................... 264

Hasil Angket Penilaian Modul Oleh Guru (Disseminate).......................... 266

Hasil Analisis Disseminate ........................................................................ 267

LKS ............................................................................................................ 269

Surat Permohonan Izin Penelitian .............................................................. 282

Surat Balasan Izin Penelitian ..................................................................... 283