BAB III METODE PENELITIAN A. Definisi Operasional 1. Kemampuan literasi sains yang dimaksud adalah hasil tes kemampuan literasi sains dengan indikator pencapaian sesuai dengan yang telah dirumuskan oleh PISA 2006, dengan indikator yaitu: mengidentifikasi pertanyaan ilmiah, menjelaskan fenomena secara ilmiah dan menggunakan bukti-bukti ilmiah, dengan instrument yang dikembangkan oleh peneliti, dijudgmen oleh ahli dan melalui proses uji coba serta validasi dengan reliabilitas 0.92 (Sangat Tinggi). 2. Sikap ilmiah yang dimaksud dalam penelitian ini adalah hasil tes sikap ilmiah dengan indikator yang terpadu (gabungan) yang diukur melalui suatu instrumen sikap ilmiah dengan menggunakan skala likert, yakni dari PISA dan SAI II yang sesuai dengan definisi sikap ilmiah dari Bennet (2003) dalam Anwer et al. (2012) yaitu yang berkaitan dengan practical work. 3. Pembelajaran Inquiry lab yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah salah satu tahapan inquiry yaitu Guided inquiry, pembelajaran yang didalam pelaksanaannya yaitu dimulai dengan siswa diberikan masalah oleh guru mengenai pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah Styrofoam, kemudian siswa memecahkan masalah tersebut dengan merancang percobaan sendiri, melaksanakan percobaan dan mengkomunikasikan hasil percobaan, Inquiry lab ini diterapkan dengan eksperimen pada materi ekosistem yaitu pendaurulangan Styrofoam menjadi lem kertas, pelaksanaan pembelajaran dilakukan dengan bimbingan dari guru sehingga dapat menemukan konsep sendiri dalam proses pembelajarannya. 25
26 B. Metode Penelitian Metode penelitian yang dilakukan untuk penelitian ini adalah metode eksperimen semu (Quasi-Experimental), karena sampel tidak dicuplik secara acak (Arikunto, 2010). Terdapat dua kelas, kelas pertama merupakan kelas eksperimental yakni kelas yang diterapkan pembelajaran inquiry lab sedangkan kelas kedua merupakan kelas kontrol dengan pembelajaran konvensional (ceramah). C. Desain Penelitian Desain penelitian yang dipilih adalah Nonrandomized Control Group, Pretest- Posttest Design. Dalam rancangan ini digunakan kedua kelas, yaitu kelas kontrol dan yang dipilih tidak secara random, keduanya diberikan pretest dan posttest. (Ary et al., 2010). Tabel 3.1 Desain penelitian yang digunakan Group Pretest Independent variabel Posttest E Y 1 X Y 2 C Y 1 - Y 2 Sumber : (Ary et al., 2010) Keterangan X : Penerapan pembelajaran inquiry lab pada kelas eksperimen (E) - : Penerapan treatment alternative (Pembelajaran konvensional/ceramah)pada kelas kontrol ( C ) Y 1 : Pretest yang dilakukan pada kelas eksperimen dan kontrol Y 2 : Posttest yang dilakukan pada kelas eksperimen dan kontrol
27 D. Asumsi Asumsi-asumsi yang menjadi landasan dalam penelitian ini : 1. Penerapan pembelajaran inquiry secara sistematis menurut tingkatan inquiry yaitu discovery learning, interactive demonstration, inquiry lesson, inquiry lab, dan hypothetical inquiry, dapat mengembangkan kemampuan intelektual dan membimbing literasi sains siswa (Wenning, 2011) 2. American Association for the Advancement of Science (AAAS) mengemukakan bahwa metode pembelajaraninquiry merupakan jalan untuk meningkatkan literasi sains siswa mendapatkan kesempatan untuk berdiskusi membahas ide-ide ilmiah (scientific ideas) (Brickman et al, 2009). 3. Sikap-sikap ilmiah akan muncul dari seringnya siswa melakukan eksperimeneksperimen terbimbing (Widiarti, 2008). 4. Semua skala sikap ditujukan untuk menemukan sikap dari sesorang berdasarakan jawaban atau tanggapan dari siswa tersebut terhadap suatu pernyataan ( Fraenkel et al, 2012) E. Hipotesis Hipotesis yang akan diuji kebenarannya dalam penelitian ini adalah : (H 0 ) : Tidak terdapat perbedaan peningkatan kemampuan literasi sains antara kelas kontrol dan kelas eksperimen pada materi ekositem (H 1 ) : Terdapat perbedaan peningkatan kemampuan literasi sains antara kelas kontrol dan kelas eksperimen pada materi ekositem F. Lokasi, dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di kelas VII SMP Kartika XIX-2 Bandung pada semester genap tahun ajaran 2012/2013. Pemilihan tingkat kelas, yakni kelas VII
28 dipilih terkait materi ekosistem (daur ulang limbah) yang ada pada tingkat kelas tersebut. G. Populasi dan Sampel Penelitian Populasi peneiltian adalah seluruh siswa kelas VII pada sekolah swasta yaitu SMP Kartika XIX-2 Bandung. Sampel yang diambil yaitu kelas VII E (kelas eksperimen dengan pembelajaran inquiry lab) dan VII A (Kelas kontrol dengan pembelajaran konvensional, masing-masing terdiri dari 37 siswa. Sampel penelitian diambil secara purposive sampling dengan pertimbangan bahwa siswa tersebut belum pernah memperoleh materi ekosistem (pendaurulangan (Recycle) styrofoam menjadi lem kertas yang merupakan suatu cara penanggulangan masalah pencemaran lingkungan), memiliki kemampuan yang lebih dibandingkan kelas lainnya dan dapat memberikan informasi yang representatif dalam membantu hasil penelitian (Fraenkel et al., 2012). H. Instrumen Peneltian dan Pengembangannya 1. Butir Soal Literasi Sains Butir soal literasi sains dibuat berdasarkan indikator yang telah dirumuskan oleh PISA 2006 tentang kompetensi literasi sains (tabel 2.6). Profil soal yang akan diberikan dibatasi hanya topik yang berkaitan dengan Ekosistem saja. Hal tersebut dikarenakan pada praktek pembelajaran yang dilakukan berkaitan dengan topik pembelajaran tersebut, meskipun pada dasarnya evaluasi literasi sains tidak harus terikat dengan konten atau konteks sains tertentu (OECD, 2006). Butir soal kemudian diuji daya pembeda, tingkat kesulitan, validitas dan reabilitas di SMP Negeri 12 Bandung. Revisi akan dibuat berdasarkan hasil analisis pokok uji tersebut. Detail instrumen soal dapat dilihat pada bagian lampiran. Sedangkan kisi-kisi soal literasi sains bisa dilihat pada tabel 3.2
29 Tabel. 3.2. Kisi-kisi Butir Soal Literasi Sains No Indikator soal Literasi Sains Mengidentifikasi Permasalahan Ilmiah No Soal 1 Mengenali permasalahan yang dapat diselidiki secara ilmiah 1, 4 2 2 Mengidentifikasi kata-kata kunci untuk memperoleh informasi ilmiah 2,5 2 3 Mengenali fitur penyelidikan ilmiah 9,13 2 Menjelaskan Fenomena secara ilmiah 4 Mengaplikasikan pengetahuan sains dalam situasi yang diberikan 10,14 2 5 Mendeskripsikan atau menafsirkan fenomena ilmiah dan prediksi 3,11 2 perubahan 6 Mengidentifikasi deskripsi, eksplanasi dan prediksi yang tepat 12,6 2 Menggunakan Bukti Ilmiah 7 Menafsirkan bukti ilmiah dan membuat serta mengkomunikasikan 7,15 2 kesimpulan 8 Mengidentifikasi asumsi, bukti dan alasan dibalik kesimpulan 8,16 2 9 Merefleksikan implikasi sosial dan perkembangan sains dan teknologi Jumlah Jml 17,18 2 Berikut adalah rincian analisis pokok uji pada tiap butir soal multiple choice untuk pencapaian literasi sains siswa : a. Uji Validitas Suatu butir soal atau item dikatakan valid apabila memberikan dukungan besar terhadap skor total, artinya tes dapat tepat mengukur apa yang hendak diukur (Arikunto,2010). Proses uji validitas menggunakan program ANATES versi 4.0.5. Hasil uji validitas butir soal dapat dilihat pada kolom korelasi dalam bentuk indeks.
30 Selanjutnya indeks tersebut diinterpretasikan dengan menggunakan kriteria validitas pada Tabel. 3.3. Tabel. 3.3. Kriteria Indeks Validitas Butir Soal Indeks Validitas Keterangan 0.80-1.00 Sangat Tinggi 0.60-0.80 Tinggi 0.40-0.60 Cukup 0.20-0.40 Rendah 0.00-0.20 Sangat Rendah (Arikunto, 2010). Indeks validitas yang diterima adalah mulai dari kategori cukup hingga kategori sangat tinggi. Detail hasil uji validitas dapat dilihat pada (lampiran C.1) b. Uji Reliabilitas Uji reabilitas dilakukan untuk mengetahui tingkat keajegan atau ketetapan hasil pengukuran soal, artinya jika kepada siswa-siswa diberikan tes yang serupa pada waktu yang berbeda maka setiap siswa akan tetap berada dalam urutan yang sama dalam kelompok (Arikunto,2010). Proses uji reliabilitas ini dibantu dengan menggunakan software ANATES versi 4.0.5. Hasil pengolahan data reabilitas dengan anates langsung bisa terlihat pada bagian awal output dari Anates. Selanjutnya diinterpretasikan dengan menggunakan kriteria pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Klasifikasi Nilai Reliabilitas Nilai Arti 0,80-1,00 Sangat tinggi 0,60-0,80 Tinggi 0,40-0,60 Cukup 0,20-0,40 Rendah 0,0-0,20 Sangat tinggi (Arikunto, 2010)
31 c. Daya Pembeda Daya Pembeda Daya pembeda soal adalah kemampuan suatu soal untuk membedakan antar siswa yang padai (berkemampuan tinggi) dengan siswa yang bodoh (berkemampuan rendah) (Arikunto, 2010). Proses daya pembeda dibantu dengan menggunakan software ANATES 4.0.5. Hasil pengolahan dari Anates akan muncul indeks daya pembeda dalam bentuk persentase (%). Selanjutnya interpretasi nilai indeks daya pembeda tersebut dikonversi dalam bentuk desimal dan mengacu pada kriteria perolehan nilai klasifikasi daya pembeda yang disajikan dalam bentuk Tabel 3.7. Tabel. 3.5. Klasifikasi daya Pembeda Daya Pembeda Arti 0,00-0,20 Jelek 0,21-0,40 Cukup 0,41-0,70 Baik 0,71-1,00 Baik sekali Negatif Tidak baik (sebaiknya dibuang) (Arikunto, 2010) Hasil pengolahan data dari Anates menunjukan bahwa daya pembeda soal termasuk dari berbagai kriteria mulai dari sangat baik, baik, buruk, dan sangat buruk, oleh karena itu dilakukan beberapa revisi terhadap pilihan jawaban yang ada sehingga menjadi lebih baik. d. Uji Tingkat Kesukaran
32 Sukar atau mudahnya suatu butir soal maka digunakan perhitungan tingkat kesukaran. Soal yang tidak baik terlalu mudah dan tidak terlalu sukar. Soal yang terlalu mudah tidak merangsang siswa untuk mempertinggi usaha memecahkannya. Sebaliknya soal yang terlalu sukar akan menyebabkan siswa menjadi putus asa dan tidak mempunyai semangat untuk mencoba lagi karena diluar jangkauannya (Arikunto, 2010). Proses uji tingkat kesukaran dibantu dengan menggunakan software ANATES versi 4.0.5. Selanjutnya diinterpretasi tingkat kesukaran tersebut dikonversi dalam bentuk desimal dan mengacu pada kriteria tingkat kesukaran pada tabel 3.6 Tabel 3.6 Indeks tingkat kesukaran Nilai Arti 1,00-0,30 Sukar 0,30-0,70 Sedang 0,70-1,00 Rendah (Arikunto, 2010). Hasil data dari Anates menunjukan bahwa hampir semua soal mencakup kriteria sedang, tetapi ada juga yang mudah dan satu soal termasuk kriteria sukar. Untuk hasil rekapitulasi data pengolahan tingkat kesukaran selengkapnya disajikan dalam Tabel. 3.7. e. Uji kualitas Pengecoh Pengolahan kualitas pengecoh tiap butir soal dilakukan dengan menggunakan program ANATES versi 4.0.5. Data kualitas pengecoh yang muncul dalam output Anates diinterpretasikan pada kriteria yang terdapat dalam program Anates.
33 Tabel.3.7. Rekapitulasi Hasil Analisis Butir Soal Kemampuan Literasi Sains Siswa Tingkat Kesukaran Daya Pembeda Kualitas Pengecoh Validitas Reliabilitas No. Tidak Keputusan Soal Indeks Ket Indeks Ket Kunci Berfungsi Indeks Ket Indeks Ket Berfungsi 1 0,9 Baik sekali 0,50 Sedang b a, c & d - 0,64 Tinggi Terima 2 0,7 Baik 0,42 Sedang a b, d & c - 0,47 Cukup Terima* 3 0,7 Baik 0,68 Sedang a b, c & d - 0,58 Cukup Terima* 4 0,5 Baik 0,78 Mudah b a, c & d - 0,50 Cukup Terima 5 0,6 Baik 0,47 Sedang d a, b & c - 0,49 Cukup Terima 6 0,8 Baik sekali 0,55 Sedang d a, b & c - 0,64 Tinggi Terima 7 0,5 Baik 0,63 Sedang d a, b & c - 0,55 Cukup Terima 8 0,8 Baik sekali 0,55 Sedang a b, c & d - 0,73 Tinggi Terima 9 0,9 Baik sekali 0,65 Sedang c a, b & d - 0,75 Tinggi Terima Sangat 0,92 10 0,4 Cukup 0,76 Mudah c a, b & d - 0,44 Cukup Terima* Tinggi 11 0,6 Baik 0,47 Sedang b a, c & d - 0,46 Cukup Terima* 12 0,5 Baik 0,15 Sukar c a, b & d - 0,46 Cukup Terima 13 0,9 Baik sekali 0,65 Sedang d a, b & c - 0,78 Tinggi Terima* 14 1,0 Baik sekali 0,65 Sedang a b, c & d - 0,89 Sangat Tinggi Terima 15 0,9 Baik sekali 0,52 Sedang b a, c & d - 0,65 Tinggi Terima 16 0,5 Baik 0,34 Sedang c a, b & d - 0,44 Cukup Terima* 17 0,5 Baik 0,52 Sedang b a, c & d - 0,48 Cukup Terima 18 0,7 Baik 0,55 Sedang c a, b & d - 0,55 Cukup Terima Keterangan Terima *=Ada perbaikan option pilihan jawaban.
34 2. Kuesioner Sikap Ilmiah Kuesioner sikap yag digunakan adalah kuesioner dengan indikator terpadu yakni yang berasal dari PISA 2006 dan kuesioner yang telah disusun oleh Dr. Richard Moore yakni Scientific Attitude Inventory II (1997). Izin penggunaan SAI II telah diberikan oleh Dr. Moore pada tanggal 14 Desember 2012 melalui e-mail (Lampiran D.2). Kuesioner disusun dalam bentuk skala Likert-5 (sangat setuju, setuju, ragu-ragu, tidak setuju dan sangat tidak setuju). No 1 Tabel. 3.8. Kisi-kisi Kuesioner Sikap Ilmiah Indikator Dukungan terhadap inkuiri ilmiah Orientasi Jawaban Positif Negatif Menghargai perbedaan pandangan dan pendapat ilmiah (berfikiran 1 2 terbuka) untuk melakukan penilaian lebih lanjut 3) 2 Mendukung penggunaan informasi faktual dan eksplanasi rasional agar 3 4 tidak bias 3) 3 Menunjukkan pemahaman bahwa proses yang logis, kritis dan cermat 5 6 diperlukan dalam mengambil kesimpulan 3) Dukungan terhadap Sifat Sains Menunjukkan pemahaman bahwa sains memiliki keterbatasan : teori dan 7 8 4 prinsip sains adalah tentatif dan mendekati kebenaran serta tidak semua permasalah dapat dapat dijawab oleh sains 1) Meyakini bahwa saintis harus memiliki kejujuran intelektual, objektivitas 9 10 5 dalam observasi. Observasi dan eksperimen adalah dasar dari penerapan sains 1) Keyakinan diri sebagai pembelajar sains Keyakinan diri sebagai pembelajar sains 6 Keyakinan dalam menangani persoalan ilmiah secara efektif 2) 11 12 7 Keyakinan dalam menangani kesulitan dalam menyelesaikan masalah 2) 13 14 8 Keyakinan dalam menunjukkan kemampuan ilmiah yang tinggi 2) 15 16 Ketertarikan terhadap sains 9 Mengindikasikan keingintahuan tentang sains, isu-isu sains dan 17 18 mempraktikan sains 3) 10 Menunjukkan keinginan untuk memperoleh tambahan pengetahuan dan 19 20 keahlian ilmiah, menggunakan beragam sumber dan metode ilmiah 3) 11 Menunjukkan pemahaman bahwa sains memerlukan dukungan penuh 21 22 dari masyarakat 2) Jumlah 11 11 Keterangan : 1). Indikator hanya terdapat dari PISA 2). Indikator hanya terdapat dari SAI II 3). Indikator ada pada PISA dan SAI II
35 Tabel.3.9. Rekapitulasi Hasil Analisis Butir Kuisioner Sikap Ilmiah Taraf Kesukaran Validitas item Kesimpulan Realibilitas No P Interpretasi Korelasi Interpretasi Validitas r Interpretasi 1 0,66 Sedang 0,54 Cukup Terima 2 0,56 Sedang 0,49 Cukup Terima 3 0,71 Sangat Mudah 0,51 Cukup Terima* 4 0,76 Mudah 0,37 Rendah Terima* 5 0,68 Sedang 0,47 Cukup Terima 6 0,66 Sedang 0,72 Tinggi Terima 7 0,69 Sedang 0,43 Cukup Terima 8 0,65 Sedang 0,49 Cukup Terima 9 0,62 Sedang 0,54 Cukup Terima 10 0,64 Mudah 0,57 Cukup Terima 11 0,67 Sedang 0,60 Cukup Terima 12 0,65 Sukar 0,52 Cukup Terima 13 0,55 Sedang 0,51 Cukup Terima 14 0,65 Sedang 0,49 Cukup Terima* 15 0,69 Sedang 0,71 Tinggi Terima 16 0,68 Sedang 0,69 Cukup Terima 17 0,71 Sangat Mudah 0,64 Cukup Terima 18 0,68 Sedang 0,47 Cukup Terima 19 0,62 Sedang 0,47 Cukup Terima 20 0,68 Sedang 0,43 Cukup Terima 21 0,59 Sedang 0,49 Cukup Terima 22 0,67 Sedang 0,59 Cukup Terima Keterangan : Terima *=Ada perbaikan option jawaban soal. 0.91 Sangat Tinggi I. Teknik Pengumpulan Data Untuk instrumen butir soal dan kuesioner sikap, pengumpulan data dilakukan dua kali yakni pada saat pretest dan pada saat posttest. J. Pengolahan dan Analisis Data 1. Lembar Observasi Keterlaksanaan Sintaks Inquiry lab
36 Dengan melakukan observasi keterlaksanaan sintaks, peneliti dapat mengaitkan hasil pencapaian literasi atau sikap ilmiah siswa dengan kegiatan yang dilakukan selama pembelajaran inquiry lab. Spesifikasi keterlaksanaan dengan deskriptor tiap sintaks (dapat dilihat pada lampiran B.1). a. Menghitung persentasi skor yang diperoleh dengan rumus berikut : Persen keterlaksanaan = b. Menentukan kategori keterlaksanaan model pembelajaran berdasarkan Tabel berikut : Berikut adalah kategori hasil keterlaksanaan sintaks: Tabel 3.10 Kategori Keterlaksanaan Sintaks Rentang Indeks Keterangan 85-100 Sangat baik 70-85 Baik 55-70 Cukup 40-55 Kurang 0-40 Sangat Kurang (Sumber : Rupilu, 2012) 2. Pengolahan Data Tes Kemampuan Literasi Sains (Pretest dan Postest) a. Menghitung skor yang diperoleh siswa b. Melakukan perhitungan nilai siswa yang dihitung dengan menggunakan rumus : N = ko m k im l c. Melakukan uji statistika 1) Uji Prasyarat Uji prasyarat merupakan uji awal yang akan menentukan apakah hipotesis akan dilakukan melalui uji statistik parametrik ataukah nonparametric (Sudjana, 2005). Uji prasayarat ini terdiri atas dua bagian yakni uji normalitas dan uji homogenitas, dengan kriteria pengambilan keputusan adalah jika nilai signifikansi > 0,05 maka H 0 diterima, jika
37 nilai signifikansi < 0,05 maka H 0 ditolak. Kedua uji ini akan dilakukan melalui software statistik SPSS 16.0 multilanguage. a) Uji Normalitas Uji normalitas digunakan untuk mengetahui apakah data tersebut berdistribusi normal atau tidak. Kondisi data berdistribusi normal menjadi syarat untuk menguji hipotesis menggunakan statistik parametrik. b) Uji Homogenitas Uji homogenitas digunakan untuk mengetahui homogen atau tidaknya data kedua sampel. Apabila kesimpulan menunjukkan kelas data homogen, maka data berasal dari populasi yang sama dan layak untuk diuji statistik parametrik. 2) Uji Hipotesis Uji hipotesis yang dilakukan yakni melalui uji dua rata-rata serta membandingkan gain yang diperoleh pada kelas kontrol dengan eksperimen. Jenis uji dua rata-rata yang digunakan bergantung kep d juml h mpel, jik 30 dan data berdistribusi normal maka dilakukan uji parametrik yaitu uji t independen, namun jika data tidak berdistribusi normal maka dilakkan uji Mann- Whitney. (Sudjana, 2005). Hipotesis dalam pengujian berikut ini adalah : H 0 = tidak terdapat perbedaan yang signifikan Tingkat signifikansi (Level of Significant) yang digunakan dalam penelitian ini adalah α = 0.05, artinya kemungkinan kebenaran hasil penarikan kesimpulan mempunyai probabilitas 95% atau toleransi kemelesetan 5%, tingkat signifikansi α = 0.05 sudah lazim digunakan karena dinilai cukup ketat untuk mewakili perbedaan antara variabel-variabel yang diuji. Menghitung nilai N-gain dengan rumus : <g> = Keterangan : <g> : N-gain T 2 : nilai posttest
38 T 1 : nilai pretest Is : skor maksimal Tabel 3.11 Kriteria N-gain Rentang Kriteria g 0,70 Tinggi 0,30 g 0,70 Sedang g < 0,30 Rendah (Hake, 1999) 1. Pengolahan Data Tes Sikap Ilmiah Analisis kuesioner sikap ilmiah menggunakan skala Likert-5. Berikut adalah skor yang akan diberikan pada tiap tipe jawaban, sesuai dengan orientasi jawaban yang diharapkan : Tabel. 3.12. Cara Pemberian Skor Kuesioner Sikap Ilmiah Jawaban Responden Soal Berorientasi Jawaban Soal Berorientasi Jawaban Positif 1) Negatif 2) Sangat Setuju 5 1 Setuju 4 2 Ragu-ragu 3 3 Tidak Setuju 2 4 Sangat Tidak Setuju 1 5 Keterangan: 1) Soal berorientasi jawaban positif : soal yang diharapkan agar responden menjawab dengan jawaban berorientasi positif 2) Soal berorientasi jawaban negatif : soal yang diharapkan agar responden menjawab dengan jawaban berorientasi negatif Tabel 3.13. Kategori Persentase Sikap Ilmiah Siswa Persentase Predikat 86 100 % Sangat Baik 75 85 % Baik 60 74 % Cukup 55 59 % Kurang 54 % Kurang Sekali (Purwanto, 2009)
39 K. Alur Penelitian Alur Penelitian dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Perumusan Masalah Studi Literatur Penyususan Instrumen Penelitian Studi Pendahuluan Seminar Proposal Judgment Instrumen Uji Coba Instrumen Revisi Instrumen Penelitian Pretest Pada Kelas Kontrol Pretest Pada Kelas Eksperimen Pembelajaran Konvensional Pembelajaran Inquiry Lab Postest Pada Kelas Kontrol Postest Pada Kelas Eksperimen Analisis Data dan Judgment Hasil Kesimpulan Penyusunan Laporan
40 Gambar 3.1. Bagan Alur Penelitian