i

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS PENEMUAN

UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS

DAN SIKAP ILMIAH SISWA SMK KELAS XI

PADA MATERI KALOR

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan Fisika

Oleh:

Mutiah Pratama Suri

S831402058

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016

ii

iii

iv

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat hidayah-Nya penulis

dapat menyelesaikan penyusunan tesis dengan judul “PENGEMBANGAN MODUL

FISIKA BERBASIS PENEMUAN UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN

BERPIKIR KRITIS DAN SIKAP ILMIAH SISWA SMK KELAS XI PADA

MATERI KALOR”

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.

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

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Dr. M. Masykuri, M.Si. selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains.

4. Sukarmin, S.Pd, M.Si, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

dan mengarahkan penulis, sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

5. Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II yang telah

membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

6. Staf pengajar Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ilmu,

wawasan, dan pengalaman.

7. Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd. dan Pujianto, M.Pd. selaku validator Ahli dalam

penelitian pengembangan.

8. Sutarjo, S.Pd dan Atna Fresh V.M, S.Pd selaku Guru Mata Pelajaran Fisika yang

senantiasa membantu kelancaran penelitian.

9. Siswa Kelas XI. F.3 SMK Bhakti Mulia Wonogiri Tahun pelajaran 2015/2016.

10. Ayah dan Ibu yang tidak henti-hentinya memberikan dukungan dan do'a.

11. Seluruh pihak yang telah membantu menyelesaikan penulisan tesis ini.

Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini

masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan masukan yang

sifatnya membangun dari semua pihak demi kesempurnaan tesis ini. Akhir kata semoga

tesis ini dapat berguna serta bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Surakarta, Januari 2016

Penulis

vi

MOTTO

Keberhasilan adalah kemampuan untuk melewati dan mengatasi dari satu kegagalan ke

kegagalan berikutnya tanpa kehilangan semangat.

(Winston Chuchill)

Bila orang mulai dengan kepastian, dia akan berakhir dengan keraguan. Jika orang

mulai dengan keraguan, dia akan berakhir dengan kepastian.

(Francis Bacon)

Jangan menyerah sebelum mendapatkan suatu yang dicita dan dicinta

(Mutiah P.S)

Prioritaskan beribadah, belajar dan introspeksi diri

(Della Andriani)

vii

PERSEMBAHAN

Tesis ini dipersembahkan kepada

Ibu Hartini dan Bapak Mujiyanto orang tuaku tercinta dan penyemangat dalam hidupku

Mutiana Agustin Sholikah dan Muhammad Hanif Adinata adik-adikku tersayang

Teman-teman Pascasarjana Pendidikan Sains UNS dan semua sahabatku yang tersayang

Kedua nenekku dan Seluruh keluarga besarku di Wonogiri dan Tawangsari

viii

Mutiah Pratama Suri. 2016. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Penemuan Untuk

Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Dan Sikap Ilmiah Siswa SMK Kelas XI

pada Materi Kalor.TESIS. Pembimbing I: Sukarmin, S.Pd, M.Si, Ph.D., Pembimbing

II: Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., Program Magister Pendidikan Sains, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik modul fisika berbasis

penemuan, kelayakan modul fisika berbasis penemuan yang memenuhi kriteria layak,

dan untuk mengetahui efektivitas modul fisika berbasis penemuan dalam meningkatkan

kemampuan berpikir kritis dan sikap ilmiah siswa.

Penelitian ini merupakan Research and Development (R&D). Untuk

mengembangkan modul fisika berbasis penemuan untuk meningkatkan berpikir kritis

dan sikap ilmiah siswa melalui model 4-D (Four D models) menurut Thiagarajan yang

terdiri dari tahap pendefinisian (define) untuk menentukan kebutuhan dalam proses

pembelajaran, tahap perencanaan (design) untuk menentukan desain modul dan materi

yang akan dikembangkan, tahap pengembangan (develop) untuk menghasilkan produk

modul yang dikembangkan, dan tahap diseminasi (disseminate) untuk menyebarluaskan

penggunaan modul pada guru lain. Modul dikembangkan sesuai dengan tahap

penemuan yaitu memberi stimulasi, melakukan identifikasi masalah, mengumpulkan

data, mengolah data, dan menyimpulan. Modul divalidasi berdasarkan aspek materi,

media dan bahasa. Modul yang sudah divalidasi dan memenuhi kriteria kelayakan

modul, dilakukan uji coba kelas kecil pada 10 siswa dan setelah direvisi dilakukan

ujicoba kelas besar sebanyak 36 siswa. Uji coba modul diterapkan di SMK Bhakti

Mulia Wonogiri.

Penelitian ini menghasilkan produk sebuah modul cetak pada materi kalor,

pretest-posttest hasil belajar siswa, validasi ahli dan angket respon siswa. Berdasarkan

hasil penelitian diperoleh persentase penilaian validator ahli 81,82%, validator praktisi

90,34%, validator teman sejawat 89,20% dan penilaian angket respon siswa 93,70%,

dari hasil persentase validator ahli, praktisi, teman sejawat serta respon siswa berada

pada kategori sangat baik. Penilaian hasil belajar siswa pada kemampuan berpikir kritis

menggunakan N-gain adalah 0,38 yang berkategori sedang dan sikap ilmiah secara

keseluruhan mengalami peningkatan pada setiap pertemuannya dengan persentase rata-

rata keseluruhan aspek 18,78%. Tahap diseminasi diberikan modul kepada tiga guru di

sekolah yang berbeda. Modul fisika berbasis penemuan ini memiliki karakter yang

sesuai dengan pembelajaran penemuan yaitu dikembangkan berbasis penemuan yang

berkaitan dengan kemampuan berpikir kritis dan sikap ilmiah siswa digambarkan pada

pola keterkaitan, memenuhi kriteria sangat baik dari penilaian beberapa ahli, praktisi

dan teman sejawat, serta dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan sikap

ilmiah siswa. Kata Kunci : Pengembangan Modul Fisika Berbasis Penemuan, kemampuan berpikir kritis dan

sikap ilmiah.

ix

Mutiah Pratama Suri. 2016. Development Of Physics Discovery Module Based To

Improve The Critical Thinking Ability And Scientific Attitude Of Students in Class XI

SMK on Heat Theory. THESIS. Consultant I: Sukarmin, S.Pd, M.Si, Ph.D.Sukarmin,

S.Pd, M.Si, Ph.D., Consultant II:Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., Master of Science

Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret

University, Surakarta.

ABSTRACT

This Research aims to know the characteristic of physics module based on the

discovery, the worthiness of physics module based on discovery fulfill good criteria,

and to know the offectivity of physics module based in order to improve the critical

thinking and scientific attitude of students.

This research is research and development (R&D). Phisics module discovery

based to increase critical thinking and scientific attitude students, it is developed

through 4-D models (four D models) according to Thiagarajan there are consist of

definition stage (define), determine the needs in the process of learning, planning step

(design) design plan module and material to be developed , developmental step

(develop) produce the development module product, and the dissemination step

(disseminate) spread module to other teachers.Module developed according to the

discovery steps that is give stimulation, perform the identification of problems , collect

the data, process the data, and conclude. Module validated based on the aspect of

material, media and language. Validated module that fulfill the feasibility criteria tested

to 10 students in small class, it tested again to the big class that consists of 36 student

after the revision. The test applied in SMK Bhakti Mulia Wonogiri.

This research produces printed module in the matter of temperature and heat,

pretest-posttest students result study, experts validation and students’ response

questionairre. Based on the research obtained the percentage assessment of expert

validator 81,82 %, practitioner validator 90,34 %, companion validator 89,20 % and

students’ response questionairre 93,70 %, from the percentage result of expert validator,

practitioner validator, companion validator and students’ response questionairre are in

very good criteria.The assesment of students learning result using N-gain is 0,38% that

has average criteria and scientific attitude increased in every meeting, overall aspect

presentage 18,78%. In dissemination step, the module given to the three teachers in

different school. Phisics module based discovery has appropriate characteristic that

developed by discovery related to the critical thinking and students’ scientific attitude.

This is described by the relational pattern, fulfill very good criteria by expert,

practitioner, companion, and also can improve the critical thinking and student scientific

attitude.

Keywords: development of physics module based discovery, critical thinking ability and

scientific attitude

x

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ................................................................................................ I

Halaman Persetujuan ...................................................................................... ii

Halaman Pengesahan ...................................................................................... iii

Halaman Pernyataan Keaslian ........................................................................ iv

Kata Pengantar ............................................................................................... V

Halaman Motto ............................................................................................... vi

Halaman Persembahan ................................................................................... vii

Abstrak ........................................................................................................... viii

Abstract .......................................................................................................... ix

Daftar Isi ......................................................................................................... x

Daftar Tabel .................................................................................................... xiii

Daftar Gambar ................................................................................................ xiv

Daftar Lampiran ............................................................................................. xv

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

A. Latar belakang Masalah ............................................................. 1

B. Rumusan Masalah ..................................................................... 4

C. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

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

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

F. Definisi Istilah ............................................................................. 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 7

A. Kajian Pustaka.............................................................................. 7

1. Pembelajaran Penemuan........................................................ 7

2. Modul ................................................................................... 9

3. Kemampuan Berpikir Kritis................................................. 17

4. Sikap Ilmiah ......................................................................... 18

5. Materi Pembelajaran Fisika.................................................. 21

B. Penelitian yang Relevan ............................................................ 24

C. Kerangka Berpikir ...................................................................... 27

xi

BAB III METODE PENELITIAN............................................................... 29

A. Tempat dan Waktu Penelitian................................................... 29

1. Tempat Penelitian ................................................................ 29

2. Waktu Penelitian .................................................................. 29

B. Desain penelitian ....................................................................... 30

C. Instrumen Pengumpulan Data ................................................... 32

1. Instrumen Modul.................................................................. 32

2. Instrumen Kemampuan Berpikir Kritis................................ 33

3. Instrumen Sikap Ilmiah ........................................................ 40

D. Teknik Analisis Data.................................................................... 40

1. Analisis Angket Modul ......................................................... 40

2. Peningkatan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa .................. 41

3. Peningkatan Sikap Ilmiah Siswa............................................ 42

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................. 43

A. Deskripsi Hasil Prosedur Pengembangan Produk....................... 43

1. Hasil Tahap Pendefinisian................................................... 44

2. Hasil Tahap Perencanaan .................................................... 46

3. Hasil Tahap Pengembangan ................................................ 47

4. Hasil Tahap Diseminasi ...................................................... 56

B. Pembahasan ............................................................................... 57

1. Model 4-D ........................................................................... 57

2. Pengembangan Modul Berbasis Penemuan ......................... 60

3. Hasil Penilaian Validasi...................................................... 62

4. Hasil Penilaian Kemampuan Berpikir Kritis dan Sikap

Ilmiah ....................................................................................

63

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ............................... 65

A. Kesimpulan ................................................................................ 65

B. Implikasi .................................................................................... 65

1. Implikasi Teoritis ................................................................ 65

2. Implikasi Praktis ................................................................. 66

C. Saran .......................................................................................... 66

1. Saran Penelitian .................................................................. 66

xii

2. Saran Pemanfaatan Produk ................................................. 66

3. Diseminasi ........................................................................... 67

4. Pengembangan Produk Lanjutan ......................................... 67

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 68

LAMPIRAN ................................................................................................... 71

xiii

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Halaman

2.1 Tahap Penemuan ....................................................................... 7

2.2 Kriteria Kelayakan nilai rata-rata hasil validasi......................... 15

2.3 Titik Didih dan Titik Beku ....................................................... 21

2.4 Pola Keterkaitan ........................................................................ 23

3.1 Interpretasi Koefisien Korelasi ................................................... 30

3.2 Tingkat Validitas Soal Tes Bepikir Kritis.................................. 30

3.3 Tingkat Reliabel Soal Ters Berpikir Kritis ................................ 30

3.4 Kriteria Indeks Tingkat Kesukaran ........................................... 33

3.5 Taraf Kesukaran Soal Tes Berpikir Kritis ................................. 34

3.6 Klasifikasi Daya Pembeda ......................................................... 35

3.7 Daya Pembeda Soal Tes Berpikir Kritis .................................... 36

3.8 Hasil Perhitungan Angket Modul .............................................. 37

3.9 Hasil Perhitungan Sikap Ilmiah ................................................. 38

4.1 Persentase Analisis Angket Kebutuhan Siswa .......................... 40

4.2 Analisis Angket Kebutuhan Guru ............................................. 41

4.3 Hasil Ulangan ............................................................................ 43

4.4 Hasil Validasi Ahli..................................................................... 47

4.5 Kritik dan Saran dari Validator Ahli ......................................... 47

4.6 Hasil Validasi Praktisi................................................................. 48

4.7 Kritik dan Saran dari Validator Praktisi ..................................... 48

4.8 Hasil Validasi Teman Sejawat.................................................... 49

4.9 Kritik dan Saran dari Validator Teman Sejawat........................ 49

4.10 Hasil pretest dan posttest............................................................ 49

4.11 Hasil Sikap Ilmiah ..................................................................... 50

4.12 Hasil Penilaian Guru pada Tahap Penyebaran ........................... 51

xiv

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar Halaman

3.1 Siklus 4-D............................................................................. 30

4.1 Siklus 4-D............................................................................. 43

4.2 Sampul Modul ..................................................................... 48

4.3 Sampul Bagian Belakang...................................................... 50

4.4 Grafik Peningkatan Sikap Ilmiah Siswa .............................. 56

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 PENDEFINISIAN ............................................................... 72

1. Analisis Kebutuhan ................................................................ 73

2. Kisi-kisi Analisis Kebutuhan ................................................. 81

3. Hasil Analisis Kebutuhan ........................................................ 83

LAMPIRAN 2 PERENCANAAN ................................................................ 85

1. Silabus .................................................................................. 86

2. RPP ...................................................................................... 88

3. Daftar Nama Siswa.. ........................................................... 94

4. Daftar Nilai Ulangan Semester 1 Th 2014/2015 ................. 95

LAMPIRAN 3 PENGEMBANGAN........................................................... 98

1. Validasi ahli .......................................................................... 99

2. Validasi Praktisi ................................................................... 115

3. Validasi Teman Sejawat........................................................ 117

4. Angket Respon Siswa .......................................................... 121

5. Analisis Validasi.................................................................... 123

6. Kisi-Kisi Soal Berpikir Kritis ............................................... 127

7. Soal Berpikir Kritis ............................................................... 128

8. Hasil Ujicoba Soal Berpikir Kritis ....................................... 134

9. Soal prtest dan posttest.......................................................... 138

10. Hasil prtest dan posttest...................................................... 154

11. Lembar Observer ................................................................ 157

12. Hasil Analisis Lembar Observasi......................................... 163

13. LKS Suhu dan Kalor ............................................................ 164

LAMPIRAN 4 DESIMINASI ..................................................................... 190

Hasil Penilaian Modul .............................................................. 191

LAMPIRAN 5 SURAT-SURAT ................................................................... 197

1. Surat Ijin Penelitian (Rektor) ................................................ 198

2. Surat Ijin Penelitian (Kepala SMK Bhakti Mulia) ................ 199

3. Surat Keputusan Dekan ........................................................ 200

xvi

4. Surat Keterangan Penelitian ................................................. 201

LAMPIRAN 6 FOTO PENELITIAN............................................................ 202

1. Foto Penelitian ......................................................................... 203