PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS INKUIRI

TERBIMBING TEMA MATAHARI SEBAGAI SUMBER ENERGI

ALTERNATIF DI KELAS VII SMP/MTs

TESIS

Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Minat Utama Fisika

Oleh:

Erma Novitasari

S831308016

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2015

PENGEMBANGAN MODUL IPA TERPADU BERBASIS INKUIRI

TERBIMBING TEMA MATAHARI SEBAGAI SUMBER ENERGI

ALTERNATIF DI KELAS VII SMP/MTs

TESIS

Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Minat Utama Fisika

Oleh:

Erma Novitasari

S831308016

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2015

ix

x

xi

xi

xi

Erma Novitasari. 2015. Pengembangan Modul Pembelajaran IPA Terpadu berbasis

Inkuiri Terbimbing Tema Matahari Sebagai Sumber Energi Alternatif untuk

SMP/MTs. TESIS. Pembimbing I: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., II: Dr. Nonoh Siti

Aminah, M.Pd. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Pendidikan dan

Ilmu Keguruan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Telah dilakukan pengembangan modul pembelajaran berbasis inkuiri

terbimbing, dengan tahapan-tahapannya berupa observasi masalah, merumuskan

hipotesis, mengumpulkan data (melakukan percobaan), Analisis data, melakukan

kesimpulan. Penelitian bertujuan untuk: (1) mengetahui prosedur pengembangan

produk Modul IPA Terpadu Berbasis Inkuiri Terbimbing Tema Matahari sebagai

Sumber Energi Alternatif, (2) mengetahui kelayakan penggunaan Modul IPA Terpadu

Berbasis Inkuiri Terbimbing Tema Matahari sebagai Sumber Energi Alternatif, (3)

mengetahui efektivitas hasil belajar Modul IPA Terpadu Berbasis Inkuiri Terbimbing

Tema Matahari sebagai Sumber Energi Alternatif,

Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan Research and Development

(R&D). Model pengembangan modul yang digunakan adalah model 4D (four D model),

dengan tahapan Define, Design, Develop dan Disseminate sesuai model Thiagarajan.

Pengembangan ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, dan bahasa

modul oleh ahli pada bidangnya kemudian diujicobakan terbatas pada 9 siswa. Setelah

revisi dari uji coba terbatas, modul diujicoba besar pada kelas VII B. Pengumpulan data

pada penelitian ini menggunakan angket dan soal tes.

Hasil penelitian ini adalah : (1) menghasilkan sebuah modul IPA Terpadu tema

Matahari sebagai sumber energi alternatif, dikembangkan dengan komponen

pembelajaran berbasis inkuiri terbimbing dan menggunakan model pengembangan 4-D

meliputi Define, Design, Develop, dan Disseminate, (2) Modul IPA Terpadu berbasis

inkuiri terbimbing tema matahari sebagai sumber energi alternatif yang telah diuji oleh

dosen ahli, guru IPA (reviewer) dan teman sejawat (peer review) menunjukan bahwa

nilai rata-rata hasil penilain modul IPA terpadu adalah 91%. Berdasarkan hasil uji

menunjukkan bahwa modul IPA Terpadu berbasis inkuiri terbimbing tema matahari

sebagai sumber energi alternatif layak digunakan dalam kegiatan pembelajaran

pembelajaran, (3) modul IPA Terpadu tema Matahari sebagai sumber energi alternatif

efektif untuk meningkatkan hasil belajar siswa, rata-rata nilai pretes dan postes siswa

yang menggunakan modul IPA Terpadu lebih besar dibandingkan siswa yang tidak

menggunakan modul IPA Terpadu dengan signifikasi 0,000 dan nilai gain sebesar 0,49

yang tergolong sedang.

Kata Kunci: Modul IPA Terpadu, Pembelajaran Berbasis Inkuiri Terbimbing, Model 4-

D, Hasil Belajar Siswa.

x

Erma Novitasari. 2015. Development of Integrated Science Learning Module

Guided Inquiry-based Theme Sun For Alternative Energy Sources for SMP/ MTs.

THESIS. Supervisor I: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si, II: Dr. Nonoh Siti Aminah,

M.Pd. Master of Science Education, Faculty of Education and Science Teaching,

Sebelas Maret University.

ABSTRACT

the development of learning module inquiry based has been done by stages of

problem observation, hypotesis, data collection experiment, data analysis, draw

conclusion. the research aims to : (1) know the product development procedure of

science module inquiry-based with the theme Sun as alternative source energy. (2)

know the feasibility of using science module inquiry based with the theme Sun as

alternative source energy. (3) know the effectivity of learning result module inquiry-

based with the theme Sun as alternative source energy.

This research is the development of Reseach and Development (R&D). Module

development model used is a model 4D (four D models). The fourth stage is the Define,

Design, Development and Disseminate raised by Thiagarajan. This development was

assessed based on the feasibility of the content, presentation, graphic, and modules

language by faculty experts in the field and then tested a limited to 9 students. After

revision of the trial limited, large-tested modules in class VII B. Collecting data in this

study using a questionnaire and a test item.

The results of this study are: (1) Generate an Integrated Science module themes

Sun as alternative source energy, developed with component-based guided inquiry

learning and using 4-D model of development includes Define, Design, Develop and

Disseminate, (2) Science Module guided inquiry-based fit for use, based on the results

of the assessment by the validator can be concluded that the IPA Integrated Module

with 90% categorized ideals good and fit for use, (3) Integrated Science module theme

Sun as alternative source energy effective for improving student learning outcomes, the

average value of pretest and posttest student using Integrated Science module is greater

than students who do not use the Integrated Science module with significance 0.000 and

score gain by 0,49 is classified as moderate.

Keywords: Integrated Science Module, Guided Inquiry Based Learning, 4-D Model,

Student Learning Outcomes.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul

“Pengembangan Modul IPA Terpadu Berbasis Inkuiri Terbimbing Tema Matahari

Sebagai Sumber Energi Alternatif di Kelas VII SMP/ MTs” dengan sebaik-baiknya

untuk memenuhi sebagian dari persyaratan guna mendapatkan gelar Magister

Pendidikan.

Dalam penulisan Tesis ini, penulis menyadari bahwa terselesaikannya Tesis ini

tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penghargaan dan ucapan

terimakasih, penulis sampaikan kepada yang terhormat:

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

UNS yang telah memberikan izin penelitian dalam menyelesaikan tesis ini.

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

FKIP UNS yang telah memberikan petunjuk, membantu memberikan arahan,

bimbingan, dan dorongan sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.

3. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Dosen pembimbing I, yang telah membantu

memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian tesis ini.

4. Dra. Nonoh Siti Aminah M.Pd., Dosen pembimbing II, yang telah membantu

memberikan arahan dan dorongan semangat dalam penyelesaian tesis 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. Prihantomo, S.Pd., Kepala SMP Negeri 1 Miri yang telah memberikan izin untuk

melaksanakan penelitian.

7. Wangsit Ariyo Prabowo, S.Kom., Kepala SMP IT Tunas Harapan Plupuh yang

telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian.

8. Tardi, S.Pd, M.H., Guru IPA SMP Negeri 1 Miri yang telah membantu dan

membimbing penulis dalam melaksanakan penelitian.

9. Rekan-rekan guru di SMK/ SMP IT Tunas Harapan Plupuh, yang telah membantu

dan mempermudah penulis dalam penyelesaian tesis.

vi

10. Teman-teman Mahasiswa Pendidikan Sains angkatan September 2013, semoga

persaudaraan tetap terjaga.

11. Teman dan kakak terbaik Yulia dan Lina, yang selalu memberi dorongan dan

semangat untuk penulis.

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

telah banyak memberikan dukungan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih banyak

kekurangan, maka penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi

kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.

Akhir kata penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca pada

umumnya dan bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

.

Surakarta, Juli 2015

Penulis

vii

MOTTO

Barang siapa yang menjadikan mudah urusan orang lain, pasti Allah akan

memudahkannya di dunia dan di akhirat (HR. Muslim)

Lakukan apa yang masih bisa kamu lakukan, perjuangkan apa yang masih bisa kamu

perjuangkan. Ikhlas dan bersyukur atas apa yang kamu dapatkan (Penulis).

viii

PERSEMBAHAN

Tesis ini dipersembahkan kepada:

1. Ibu Suranti dan Ayah Sawal, S.E yang telah

memberikan doa, nasehat dan kasih sayang luar

biasa selama ini

2. Adekku Retno Ajeng yang selalu memberiku

semangat dan gangguan yang membuat hari lebih

berwarna.

3. Keluarga besar yang selalu memberi semangat.

xi

DAFTAR ISI

Halaman

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

PERNYATAAN ORISINAL DAN PUBLIKASI ISI TESIS ..................................... ii

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

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

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

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

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. viii

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

ABSTRACT.... .............................................................................................................. x

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

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

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

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

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

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

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

C. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5

D. Spesifikasi Produk yang Dikembangkan .................................................. 5

E. Manfaat Penelitian .................................................................................... 6

F. Asumsi dan Keterbatasan Pengembangan.................................. .............. 7

G. Definisi Istilah dan Definisi Operasional.................................................. 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 9

A. Modul Pembelajaran ................................................................................. 9

1. Karakteristik Modul ........................................................................... 10

2. Prosedur Penulisan Modul.................................................................. 12

3. Kelayakan Modul ............................................................................... 14

B. Teori Belajar Terpadu ............................................................................... 15

1. Teori Piaget ........................................................................................ 17

2. Teori Bruner ....................................................................................... 18

3. Teori Vygotsky................................................................................... 19

C. IPA Terpadu.............................................................................................. 20

xii

1. Produk dan Proses IPA Terpadu (Ilmu Pengetahuan Alam) .............. 20

2. IPA Terpadu..................................................................... .................. 21

D. Model Pembelajaran Inkuiri Terbimbing................................... .............. 25

1. Inkuiri Terbimbing... .......................................................................... 25

2. Kelebihan dan Kelemahan Model Inkuiri Terbimbing ...................... 28

E. Hasil Belajar............................................................................................. 29

F. Matahari Sebagai Sumber Energi Alternatif............................................ 30

1. Matahari................ .............................................................................. 30

2. Fotosintesis..................................................................... .................... 32

3. Energi.............................................................................. .................... 33

4. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).......................................... 35

G. Penelitian yang Relevan .......................................................................... 35

H. Kerangka Berfikir .................................................................................... 38

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 41

A. Waktu dan Tempat Penelitian.................................................................. 41

B. Subyek Penelitian .................................................................................... 41

C. Desain Penelitian ..................................................................................... 42

D. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................... 44

E. Instrrumen Pengumpulan Data ................................................................ 48

F. Teknik Analisis Data ............................................................................... 52

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 55

A. Hasil Penelitian ........................................................................................ 55

B. Pembahasan Hasil Penelittian dan Pengembangan .................................. 73

1. Prosedur Pengembangan Penelitian .................................................... 73

2. Kelayakan Penggunaan Modul............................................. .............. 89

3. Efektivitas Modul untuk Meningkatkan Hasil Belajar ....................... 88

C. Keterbatasan Penelitian............................................................................ 90

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN............................................... 92

A. Kesimpulan .............................................................................................. 92

B. Implikasi.. ................................................................................................ 93

C. Saran ........................................................................................................ 94

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 95

xiiixiiixiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Model Connected.......................................................................... 23

Gambar 2.2 Model Webbed.............................................................................. 23

Gambar 2.3 Model Integrated.......................................................................... 24

Gambar 2.4 Alur Penyusunan Perencanaan Pembelajaran IPA Terpadu......... 25

Gambar 2.5 Kerangka Berpikir........................................................................ 39

Gambar 3.1 Prosedur Pengembangan four D Model........................................ 43

Gambar 3.2 Desain eksperimen one-Group Pretest-Posttest Design.............. 47

Gambar 4.1 Histogram Penilaian Keterampilan Siswa.................................... 70

Gambar 4.2 Histogram Penilaian Sikap Siswa................................................. 71

Gambar 4.3 Fitur Modul Sebelum Direvisi...................................................... 80

Gambar 4.4 Fitur Modul Setelah Direvisi........................................................ 81

Gambar 4.5 Kolom Modul Sebelum Direvisi................................................... 81

Gambar 4.6 Kolom Modul Setelah Direvisi..................................................... 82

Gambar 4.7 Kegiatan Pembelajaran Sebelum Direvisi.................................... 82

Gambar 4.8 Kegiatan Pembelajaran Setelah Direvisi...................................... 83

xivxiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Perbedaan Buku Bacaan atau Paket dan Modul............................. 10

Tabel 2.2 Sintak Inkuiri Terbimbing.............................................................. 27

Tabel 2.3 Keterkaitan Antar Variabel ............................................................ 19

Tabel 3.1 Hasil Daya Beda Soal Tes.............................................................. 51

Tabel 3.2 Hasil Tingkat Kesukaran Soal Tes ................................................. 51

Tabel 3.3 Interval Kriteria Penilaian .............................................................. 53

Tabel 3.4 Interpretasi Gain Skor .................................................................... 54

Tabel 4.1 Rangkuman Analisis Kebutuhan Siswa 1..................................... 56

Tabel 4.2 Rangkuman Analisis Kebutuhan Siswa 2..................................... 57

Tabel 4.3 Hasil Validasi Produk oleh Ahli .................................................... 61

Tabel 4.4 Hasil Validasi dan Revisi Modul oleh Validator ........................... 63

Tabel 4.5 Hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Coba Terbatas ........... 65

Tabel 4.6 Hasil Respon Siswa terhadap Modul pada Uji Coba Terbatas.... 65

Tabel 4.7 Hasil Revisi Setelah Uji Coba Terbatas....................................... 66

Tabel 4.8 Hasil Angket Respon Siswa......................................................... 67

Tabel 4.9 Hasil Tes Hasil Belajar................................................................ 68

Tabel 4.10 Skor Rata-rata Penilaian Keterampilan........................................ 69

Tabel 4.11 Hasil Gain score Keterampilan.................................................... 69

Tabel 4.12 Skor Rata-rata Penilaian Sikap..................................................... 70

Tabel 4.13 Hasil Gain score Sikap................................................................. 71

Tabel 4.14 Respon Guru IPA terhadap Modul IPA Terpadu Berbasis

Inkuiri Terbimbing.......................................................................

72

xvxv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Siswa dan Guru............... 99

Lampiran 2 Instrument Angket Analisis Kebutuhan Siswa dan Guru........... 102

Lampiran 3 Hasil Angket Analisi Kebutuhan................................................ 107

Lampiran 4 Angket Respon dan Keterbacaan Siswa terhadap Modul IPA... 122

Lampiran 5 Angket Respon dan Keterbacaan Modul IPA Oleh Guru........... 124

Lampiran 6 Lembar Validasi Materi............................................................. 125

Lampiran 7 Lembar Validasi Penyajian......................................................... 129

Lampiran 8 Lembar Validasi Bahasa............................................................. 131

Lampiran 9 Lembar Validasi Kegrafikan....................................................... 133

Lampiran 10 Hasil Validasi Produk Oleh Ahli, Review dan Peer Review....... 137

Lampiran 11 Kisi-kisi Hasil Belajar................................................................ 166

Lampiran 12 Soal Tes Hasil Belajar................................................................ 170

Lampiran 13 Lembar Validasi Soal Tes Hasil Belajar..................................... 172

Lampiran 14 Hasil Validasi Soal Tes Hasil Belajar......................................... 178

Lampiran 15 Silabus Mata Pelajaran IPA SMP Kelas VII.............................. 183

Lampiran 16 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)................................ 186

Lampiran 17 Instrument Validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

(RPP)........................................................................................... 197

Lampiran 18 Hasil validasi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)......... 199

Lampiran 19 Keterpenuhan Inkuiri Terbimbing.............................................. 202

Lampiran 20 Instrument Penilaian Sikap....................................................... 207

Lampiran 21 Hasil Penilaian Sikap................................................................ 210

Lampiran 22 Instrument Penilaian Keterampilan............................................ 213

Lampiran 23 Hasil Penilaian Keterampilan..................................................... 215

Lampiran 24 Hasil Analisis Angket Keterbacaan Modul pada

Uji Coba Terbatas...................................................................... 217

Lampiran 25 Hasil Analisis Angket Respon Siswa terhadap Modul pada

Uji Coba Besar........................................................................... 223

xvixvi

Lampiran 26 Hasil Analisis Angket Keterbacaan Modul pada

Uji Coba Besar...........................................................................

227

Lampiran 27 Hasil Angket Tahap Penyebaran Modul..................................... 231

Lampiran 28 Hasil Uji Statistik Data Penelitian.............................................. 234

Lampiran 29 Hasil Belajar Siswa..................................................................... 237

Lampiran 30 Screenshoot Modul..................................................................... 239

Lampiran 31 Matrik Modul Inkuiri Terbimbing.............................................. 245

Lampiran 32 Foto Dokumentasi Penelitian...................................................... 247

Lampiran 33 Lembar Kerja Siswa............................................................................ 250

Lampiran 34 Surat-surat ................................................................. ................ 260

Lampiran 35 Penelitian yang Relevan............................................................. 267