TESIS. Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Pendidikan Biologi

Transkripsi

1 MODUL IPA BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN MEMECAHKAN MASALAH PADA MATERI POLUSI SERTA DAMPAKNYA PADA MANUSIA DAN LINGKUNGAN SISWA KELAS XI SMK PANCASILA PURWODADI TESIS Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Pendidikan Biologi Oleh: MINGLE A PISTANTY S FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmad dan hidayah-nya sehingga Tesis berjudul Modul IPA Berbasis Problem Based Learning untuk Meningkatkan Kemampuan Memecahkan Masalah pada Materi Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan Siswa Kelas XI SMK Pancasila Purwodadi dapat terselesaikan. Tesis disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mendapatkan gelar Magister Pendidikan pada Program Studi Magister Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulisan tesis dapat terwujud dengan adanya bimbingan, dorongan, dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Ketua Program Studi Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, UNS yang telah berkenan membimbing dalam penyusunan tesis. 4. Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., sekalu Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tesis. 5. Dr. Maridi, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing II yang telah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tesis. v

6 6. Staf dosen pengajar Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ilmu, wawasan, dan pengalaman disetiap perkuliahan. 7. Dr. Baskoro Adi P, M.Pd., Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., dan Puguh Karyanto S.Si., M.Si., Ph.D., selaku Validator Ahli dalam penelitian pengembangan dan bapak Drs Purnyomo, M.Pd, sebagai Validator Bahasa modul. 8. Agustina Mujiastutik, S.Pd., selaku Guru Mata Pelajaran IPA SMK Pancasila Purwodadi yang senantiasa membantu kelancaran penelitian. 9. Siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi Tahun 2014/2015, terima kasih atas kerjasamanya. 10. Ayah dan Bunda yang tak henti-hentinya memberikan dukungan dan do'anya. 11. Berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan penulisan tesis ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari sempurna, maka penulis menerima saran dan masukan yang sifatnya membangun dari semua pihak demi kesempurnaan dimasa depan. Semoga tesis ini bermanfaat bagi semua pihak. Surakarta, Desember 2014 Mingle A Pistanty vi

7 MOTTO "Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar" (Q.S. Al-Baqarah:153) Sesungguhnya bersama kesulitan itu adalah kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain) dan hanya kepada Tuhanmulah kamu berharap (Q.S. Al-Insyirah: 6-8) Jika kita hanya mengerjakan yang sudah kita ketahui, kapankah kita akan mendapat pengetahuan yang baru? Melakukan yang belum kita ketahui adalah pintu menuju pengetahuan (Penulis) Tugas kita bukanlah untuk berhasil. Tugas kita adalah untuk mencoba, karena didalam mencoba itulah kita menemukan dan belajar membangun kesempatan untuk berhasil (Penulis) vii

8 PERSEMBAHAN Teriring syukurku pada-mu, penulis persembahkan Tesis ini kepada: Ayah tercinta Sugiyanto., S.Pd., Ibu tercinta Sunarsih, Adikku Fibar A Virado dan Fani A Wellyanto tercinta, terima kasih dengan segala pengorbanan, doa dan kasih sayangnya...thanks God from the amazing family and I LOVE THEM... Suamiku tercinta Haris Nurada dan putraku terkasih Manggala Aorta A Nurada, terima kasih dengan semua kesabaran, pengorbanan, doa, motivasi, semangat dan cinta kasih kalian yang selalu hadir dan memberi warna dalam kehidupan... Bapak Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., yang selalu sabar membimbing dengan segala keterbatasan yang saya miliki hingga menjadi pribadi yang bermakna, senantiasa memberikan nasehat, motivasi, dan do anya. Bapak Dr. Maridi, M. Pd. yang juga senantiasa membimbing dengan kesabarannya, memberikan motivasi, nasehat, dan do anya. Sahabat-sahabatku tercinta Pascasarjana Minat Biologi kelas A dan B angkatan Februari 2013, serta sahabatku FKIP Pendidikan Biologi UNS angkatan You All the Best My Friends... Forever...!!! Siswa-siswi kelas XI SMK Pancasila Purwodadi Almamater viii

9 Mingle A Pistanty Pengembangan Module IPA Berbasis Problem Based Learning untuk Meningkatkan Kemampuan Memecahkan Masalah pada Materi Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan Siswa Kelas XI SMK Pancasila Purwodadi. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., Pembimbing II: Dr. Maridi, M.Pd., Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. ABSTRAK Tujuan penelitian: 1) Mengetahui karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi, 2) Mengetahui kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi, 3) Mengetahui efektivitas modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi. Jenis penelitian merupakan penelitian pengembangan (Research and Development) termodifikasi dari Thiagarajan, Semmel dan Semmel (1974) dengan model 4D. Model 4D meliputi tahap define berupa analisis kebutuhan, tahap design berupa penyusunan draft modul, tahap develop berupa validasi draft modul, setelah valid dilakukan uji coba skala terbatas pada 10 siswa yang kemudian memperoleh kritik dan saran. Perbaikan draft modul dilakukan sesuai kritik dan saran menjadi draft 2 produk dan tahap terakhir dilakukan disseminate pada 25 siswa untuk mengetahui efektivitas modul. Subyek penelitian pengembangan meliputi 4 tahapan: 1) Subyek uji coba produk awal sejumlah 4 validator dan praktisi, 2) Subyek uji coba skala terbatas sejumlah 10 siswa, dan 3) Subyek uji coba skala luas sejumlah 25 siswa. Instrumen yang digunakan adalah angket, lembar observasi, kuisioner, wawancara, dan tes. Uji coba skala luas menggunakan one group pretest-posttest design. Data kemampuan memecahkan masalah siswa diuji menggunakan uji one-way ANOVA dan dihitung dengan N- gain ternormalisasi. Hasil penelitian sebagai berikut: 1) Karakteristik modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi dikembangkan menggunakan model Thiagarajan, Semmel dan Semmel (1974), menggunakan sintak yang terdapat pada model Problem Based Learning, dan dapat meningkatkan kemampuan memecahkan masalah. 2) Kelayakan modul IPA berbasis Problem Based Learning untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi setelah dilakukannya uji coba skala terbatas, uji coba skala luas didapatkan rata-rata dengan persentase 87,59% yang dikategorikan sangat layak, 3) Efektifitas Modul IPA berbasis commit Problem to user Based Learning untuk meningkatkan ix

10 kemampuan memecahkan masalah pada materi polusi serta dampaknya pada manusia dan lingkungan siswa kelas XI SMK Pancasila Purwodadi didapatkan nilai N-gain dari kemampuan memecahkan masalah sebesar 0,62 dikategorikan sedang, hasil belajar siswa dikategorikan Tinggi dengan hasil signifikansi sebesar p=0,000. Kata kunci: Modul, Problem Based Learning, dan Kemampuan Memecahkan Masalah x

11 Mingle A Pistanty Development of Problem Based Learning Sains Module to Empower Their Skill in Solving The Problem in Subject About Pollution and Its Effects to Human and The Environment on Student Grade XI in SMK Pancasila Purwodadi. THESIS. Consultant I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., Consultant II: Dr. Maridi, M.Pd., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. ABSTRACT This research aims to: 1) find out the characteristic produce the module based on Problem Based Learning model which is needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi, 2)find out the properness of the module based on Problem Based Learning model which is needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi, 3) find out the effectiveness of the module based on Problem Based Learning model which is needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi This research is development research (research and development) modified from Thiagarajan, Semmel and Semmel (1974). 4D models include the define phase in the form of requirements analysis, design stages such as drafting module, stage develop draft form validation module, after a valid conducted trials scale is limited to 10 students who later gained criticism and suggestions. Repairs carried out in accordance draft module criticism and suggestions into draft 2 products and the last stage is done disseminate the 25 students to determine the effectiveness of the module. The research development subjects were: 1) the subject of start product trial is 4 validator and practician, 2) the subject of field trial is limited about 10 students and, 3) the subject of operational field is 25 students. The instruments are used were questionnare, observation sheets, interview and test. the operational field test uses one group pretest-posttest design. data of solving the problem skill was tested using one-way ANOVA test and were scored using N- gain score. Research findings are presented as follow: 1) module based on Problem Based Learning model which is needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi was characteristic using modified model of Thiagarajan, Semmel and Semmel (1974) with four steps through: define, planning, develop, and dissemination; 2) Propeminaterness of modulee based on Problem Based Learning model which is needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi was identified after initial product trial, preliminary and operational field test, the mean score was 87,59% and it was categoried Good ; 3) Effectiveness of modulee based commit on Problem to user Based Learning model which is xi

12 needed by students to empower their skill in solving the problem in subject about pollution and its effects to human and the environment on students grade XI in SMK Pancasila Purwodadi was identified from N-gain score of solving the problem skill: 0,62 ( Medium ) with significance score p=0,000. Keywords: Modulee, Problem Based Learning, and Solving the Problem Skill xii

13 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN ORISINALITAS... KATA PENGANTAR... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman i ii iii iv v vii viii ix xiii xvii xviii xix BAB I BAB II PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... B. Rumusan Masalah... C. Tujuan Pengembangan... D. Spesifikasi Produk yang Diharapkan... E. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian Asumsi Penelitian Keterbatasan Penelitian... F. Manfaat Penelitian... G. Definisi Istilah... LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka Belajar dan Pembelajaran Sains... a. Belajar Sains... b. Pembelajaran commit Sains to... user xiii

14 BAB III 2. Teori Belajar... a. Teori Belajar Konstruktivisme... b. Teori Belajar Bermakna... c. Teori Belajar Penemuan... d. Teori Belajar Sosial... e. Teori Perkembangan Kognitif Modul a. Pengertian Modul... b. Tujuan Modul Pembelajaran... c. Manfaat Penggunaan Modul Pembelajaan... d. Kelebihan dan Kekurangan Modul... e. Modul Sains... f. Pembelajaran Menggunakan Modul Model Pembelajaran Problem Based Learning a. Problem Based Learning... b. Langkah Pembelajaran PBL... c. Kelebihan Model PBL Kemampuan Memecahkan Masalah a. Hakikat Pemecahan Masalah... b. Pemecahan Masalah dalam Pembelajaran Biologi... c. Langkah-langkah Pemecahan Masalah Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan a. Polusi... b. Lingkungan Kerja... B. Hasil Penelitian Relevan... C. Kerangka Berpikir... METODOLOGI PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN A. Model Penelitian... B. Tempat dan Waktu Penelitian... C. Sasaran Penelitian commit... to user xiv

15 BAB IV D. Prosedur Penelitian Tahap pendefinisian (define)... a. Analisis Ujung Depan... b. Analisis Kebutuhan Tahap Perencanaan (Planning)... a. Penyusunan Perangkat Pembelajaran... b. Penyusunan Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah... c. Penyusuna Modul Berbasis Problem Based Learning... d. Pembatasan pada Lingkup Penelitian Tahap Pengembangan (Develop)... a. Validasi Ahli... b. Uji Skala Terbatas Tahap Penyebaran (Desseminate)... E. Desain Uji Coba Produk Validasi Ahli Pengembangan Modul Validasi Ahli Materi Pencemaran Lingkungan Validasi Ahli Perangkat Pembelajaran Validasi Ahli Bahasa Uji Skala Terbatas Uji Skala Luas... F. Subjek Penelitian Validasi Ahli Uji Skala Terbatas dan Skala Luas... G. Jenis Data... H. Teknik Pengumpulan Data... I. Teknik Analisis Data... HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Prosedur Pengembangan Hasil Pengumpulan commit Informasi to user xv

16 2. Hasil Pengembangan Modul Hasil Validasi Modul Hasil Uji Coba Modul Hasil Kemampuan Memecahkan Masalah Hasil Afektif Siswa Hasil Psikomotor Siswa B. PEMBAHASAN Karakteristik Modul Berbasis Problem Based Learning (PBL) pada Materi Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan Kelayakan Modul Berbasis Problem Based Learning pada Materi Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan Efektifitas Modul Berbasis Problem Based Learning pada Materi Polusi serta Dampaknya pada Manusia dan Lingkungan... a. Hasil Kemampuan Memecahkan Masalah... b. Hasil Afektif... c. Hasil Psikomotor... C. KETERBATASAN PENELITIAN BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Kesimpulan... B. Implikasi Implikasi Teoritis Implikasi Praktis... C. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xvi

17 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Kerangka Berpikir Pemetaan SNP SMK Pancasila Purwodadi Tahun 2014/ Perolehan Jumlah Jawaban Siswa pada Soal IPA UAS 2012/ Hasil Penilaian Afektif Siswa Penilaian Psikomotor Siswa xvii

18 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Tahapan Problem Based Learning Tahapan Pembelajaran Problem Based Learning Menggunakan Modul Instrumen Pengumpulan Data Kriteria Persentase Skor Penilaian Berdasarkan BSNP Kriteria Interpretasi Skor Pengambilan Keputusan Revisi Pengembangan Hasil Penilaian Oleh Validator Ahli Hasil Evaluasi Modul IPA untuk SMK Hasil Penilaian Guru dan Siswa Dalam Uji Coba Skala Terbatas Klasifikasi Respon Guru dan Siswa terhadap Modul IPA untuk SMK Hasil Penilaian Guru dan Siswa Dalam Uji Coba Skala Luas Klasifikasi Respon Siswa terhadap Modul IPA untuk SMK Rekapitulasi Hasil Kemampuan Memecahkan Masalah Siswa Pretes dan Postes Hasil Analisis Pretes dan Postes xviii

19 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1 Instrumen Pembelajaran a. Silabus b. RPP Pertemuan c. Kegiatan d. Lembar Kerja Siswa e. Rubrik Lembar Penilaian Siswa f. Lembar Observasi Keterlaksanaan Sintak Pertemuan g. Lembar Observasi Penilaian Ranah Afektif Pertemuan h. Rubrik Penilaian Ranah Afektif Pertemuan i. Lembar Observasi Penilaian Ranah Psikomotor Pertemuan j. Rubrik Penilaian Ranah Psikomotor Pertemuan k. RPP Pertemuan l. Kegiatan m. Lembar Kerja Siswa n. Rubrik Lembar Penilaian Siswa o. Lembar Observasi Keterlaksanaan Sintak Pertemuan p. Lembar Observasi Penilaian Ranah Afektif Pertemuan q. Rubrik Penilaian Ranah Afektif Pertemuan r. Lembar Observasi Penilaian Ranah Psikomotor Pertemuan s. Rubrik Penilaian Ranah Psikomotor Pertemuan t. Kisi-kisi Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah u. Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah v. Lembar Jawaban Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah w. Lembar Jawaban Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah xix

20 2 Instrumen Penelitian... a. Instrumen Pemetaan Faktor Penyebab Dengan 8 SNP... b. Kuisioner Analisis Kebutuhan Guru... c. Kuisioner Analisis Kebutuhan Siswa... d. Penilaian Modul Pembelajaran Oleh Guru... e. Penilaian Modul Pembelajaran Oleh Siswa... 3 Pengembangan Modul... a. Tahap Pengembangan Modul... 4 Tahap Validasi... a. Instrumen Validasi Ahli Bahasa Modul... b. Instrumen Validasi Ahli Pengembangan Soal Kemampuan Memecahkan Masalah... c. Instrumen Validasi Ahli RPP... d. Instrumen Validasi Ahli Silabus... e. Instrumen Validasi Ahli Materi Modul... f. Instrumen Validasi Ahli Penyajian Modul... g. Instrumen Validasi Ahli Bahasa/Keterbacaan Modul... h. Instrumen Validasi Ahli Desain dan Keterbacaan Modul... i. Instrumen Penilaian Modul... j. Instrumen Ahli Pengembangan Modul... 5 Uji Coba Skala Terbatas... a. Penilaian Modul Pembelajaran (Guru)... b. Penilaian Modul Pembelajaran (Siswa)... 6 Uji Coba Skala Luas... a. LKS 1... b. Rubrik Penilaian LKS 1... c. LKS 2... d. Rubrik Penilaian LKS 2... e. Lembar Jawaban Soal Evaluasi Kemampuan Memecahkan Masalah... f. Penilaian Modul Pembelajaran (siswa) xx

21 7 Perijinan... a. Ijin Penyusunan Tesis... b. Permohonan Ijin Penelitian... c. Surat Keterangan Penelitian Pengolahan Data... a. Uji Efektifitas... b. Hasil Penilaian Modul Oleh Guru dan Siswa Pada Uji Skala Luas... c. Hasil Perhitungan N-Gain... d. Hasil Belajar Afektif Pertemuan Ke-2... e. Hasil Belajar Afektif Pertemuan Ke-1... f. Hasil Belajar Psikomotor Pertemuan Ke-1... g. Hasil Belajar Psikomotor Pertemuan Ke-2... h. Hasil Kegiatan Siswa Dokumentasi Kurikulum SMK... a. Standart Isi... b. Pemetaan SK-KD... c. Analisis SK-KD Indikator... d. Penetapan Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM)... e. Program Tahunan... f. Program Semester xxi