PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET TESIS Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Oleh: Dewanta Arya Nugraha NIM S831408010 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET HALAMAN JUDUL TESIS Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Oleh: Dewanta Arya Nugraha NIM S831408010 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 ii
PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET HALAMAN PERSETUJUAN TESIS Oleh: Dewanta Arya Nugraha NIM S831408010 Komisi Pembimbing Nama Tanda Tangan Tanggal Pembimbing Kopembimbing Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001 Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 19520915 197603 2 001...... 2016...... 2016 Telah dinyatakan memenuhi syarat pada tanggal. 2016 Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret, Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001 iii
PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET HALAMAN PENGESAHAN TESIS Oleh: Dewanta Arya Nugraha S831408010 Tim Penguji Jabatan Nama Tanda tangan Tanggal Ketua Sekretaris Anggota Penguji Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si. NIP 19690901 199403 1 002 Prof. Dr. Widha Sunarno, M.Pd. NIP 19520116 198003 1 001 Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001 Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. NIP 19520915 197603 2 001...... 2016...... 2016...... 2016...... 2016 Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat pada tanggal. 2016 Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret, Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains Universitas Sebelas Maret, Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd. NIP 19610124 198702 1 001 Dr. Mohammad Masykuri, M.Si. NIP 19681124 199403 1 001 iv
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa: 1. Tesis yang berjudul PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS PREDICT, OBSERVE, EXPLAIN (POE) PADA MATERI KALOR DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA UNTUK MENINGKATKAN HIGH ORDER THINKING SKILL (HOTS) MAHASISWA FISIKA UNIVERSITAS SEBELAS MARET ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17 Tahun 2010). 2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan FKIP UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, maka Program Sudi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku. Surakarta, Juni 2016 Yang membuat pernyataan, Dewanta Arya Nugraha S831408010 v
Dewanta Arya Nugraha. 2016. Pengembangan Multimedia Interaktif Berbasis Predict, Observe, Explain (POE) pada Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika untuk Meningkatkan High Order Thinking Skill (HOTS) Mahasiswa Fisika Universitas Sebelas Maret. Tesis. Pembimbing: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Kopembimbing: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan karakteristik multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika; 2) mendeskripsikan kelayakan multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika; 3) mengetahui efektivitas penggunaan produk multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika. Pengembangan multimedia interaktif ini merupakan penelitian Research and Development (R&D) menggunakan model 4-D Thiagarajan. Materi yang digunakan dalam multimedia interaktif adalah kalor dan hukum pertama termodinamika yang ditujukan untuk mahasiswa fisika pada mata kuliah Fisika Dasar. Multimedia interaktif yang dikembangkan dinilai oleh 3 orang dosen ahli (ahli materi, media, dan ahli bahasa), 2 orang praktisi dosen fisika dasar, dan teman sejawat. Multimedia yang dikembangkan diuji coba terbatas dan direspons oleh 15 orang mahasiswa semester 4 Program Studi S1 Pendidikan Fisika FKIP UNS. Setelah dilakukan revisi, multimedia interaktif diuji coba skala besar pada mahasiswa semester 2 Prodi S1 Pendidikan Fisika FKIP dan S1 Fisika FMIPA UNS tahun ajaran 2015/2016. Data yang diperoleh dari penelitian ini dianalisis dengan teknik analisis deskriptif kualitatif, dan analisis deskriptif kuantitatif. Berdasarkan hasil penelitian dan pengembangan disimpulkan bahwa: 1) multimedia interaktif yang dikembangkan memiliki karakteristik yaitu menggunakan materi kalor dan hukum pertama termodinamika berbasis POE, menggunakan sintaks pembelajaran POE, menyajikan fitur percobaan virtual, ilustrasi animasi, review, soal latihan, dan soal evaluasi yang dikemas secara interaktif dan hasil jawaban dapat terkirim langsung ke email dosen dengan koneksi internet; 2) multimedia interaktif yang dikembangkan telah layak digunakan dengan kategori kelayakan sangat baik/sangat layak ditinjau dari kelayakan materi, media, dan bahasa; 3) multimedia interaktif berbasis POE pada materi kalor dan hukum pertama termodinamika efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi mahasiswa fisika Universitas Sebelas Maret berdasarkan hasil N-gain score yaitu 0,50 dengan kategori sedang. Kata Kunci: multimedia interaktif, predict observe explain (POE), high order thinking skill (HOTS), kalor, hukum pertama termodinamika vi
Dewanta Arya Nugraha. 2016. The Development of Predict, Observe, Explain (POE) Based Interactive Multimedia on Heat and The First Law of Thermodynamics to Increase High Order Thinking Skill (HOTS) of Physics Student in Sebelas Maret University. Thesis. Consultant: Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Co-Consultant: Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. ABSTRACT This research aims to: 1) describe the characteristic of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics; 2) describe the feasibility of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics; 3) know the effectiveness of POE based interactive multimedia on heat and the first law of thermodynamics. The research and development (R&D) of interactive multimedia using 4-D models Thiagarajan. The matter of interactive multimedia is heat and the first law of thermodynamics for physics student on basic physics lecture. The developed interactive multimedia assessed by 3 expert lecturers (material, media, and linguistic), 2 basic physics lecturers, and 2 classmate. The developed multimedia tested by limited 15 4 rd semester bachelor students of physics education program. After the revision process, the interactive multimedia tested by 2 nd semester bachelor student of physics education program and physics program year 2015/2016. The data analyzed by qualitative and quantitative description technic. The conclusion of the result are: 1) the characteristic of developed interactive multimedia are using heat and the first law of thermodynamics mater based on POE instructional model, it contain virtual experiment, animation illustration, review, exercise questions, and evaluation which made interactively and it can directly send the answer result to the lecturer email address; 2) the interactive multimedia is feasible with very well/very decent categories based on 3 criteria (material, media, and linguistic); 3) the POE based interactive multimedia is effective to empowering the student s HOTS based on the N-gain score 0,50 with moderate categories. Keywords: interactive multimedia, predict observe explain (POE), high order thinking skill (HOTS), heat, the first law of thermodynamics vii
KATA PENGANTAR Puji sukur alhamdulillahirrabbil alamin, senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan judul Pengembangan Multimedia Interaktif Berbasis Predict, Observe, Explain (POE) pada Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika untuk Meningkatkan High Order Thinking Skill (HOTS) Mahasiswa Fisika Universitas Sebelas Maret dengan sebaik-baiknya guna memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Magister Pendidikan Program Studi Pendidikan Sains. Keberhasilan dalam penyusunan tesis ini tidak terlepas dari dukungan dari berbagai pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS serta Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan, petunjuk, dan dorongan selama penyusunan tesis ini. 2. Prof. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D., selaku Pembimbing II yang telah membantu membimbing, mengarahkan, dan mendorong penulis sehingga penyusunan tesis ini dapat terselesaikan. 3. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains FKIP UNS yang telah memberikan bekal ilmu selama penulis belajar di Universitas Seblas Maret. 4. Jeffry Handhika, S.Si., M.Pd., M.Si., selaku Kepala Prodi Sarjana Pendidikan Fisika IKIP PGRI Madiun serta validator multimedia interaktif. 5. Bapak-Ibu Dosen Program Studi Sarjana Pendidikan Fisika FKIP UNS dan Sarjana Fisika FMIPA UNS yang telah memberikan bantuan dan dukungan sehingga penulis dapat melakukan penelitian dengan lancar. viii
6. Mahasiswa Program Studi Sarjana Pendidikan Fisika FKIP UNS angkatan 2014 dan 2015, serta mahasiswa Program Studi Sarjana Fisika FMIPA UNS angkatan 2015 yang telah membantu dan ikut serta dalam terlaksananya penelitian ini. 7. Bapak dan Ibuku yang senantiasa memberikan dukungan moral dan material dalam penyelesaian Program Magister Pendidikan Sains ini. 8. Seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan. 9. Teman-teman seperjuangan di Magister Pendidikan Sains yang telah memberikan bantuan dan dukungan. 10. Teman-teman Magister Ilmu Fisika yang selalu memberikan semangat dan dukungan. 11. Semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian tesis ini. Penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan tesis ini dengan sebaik-baiknya, namun penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan tesis ini. Penulis juga berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta, Juni 2016 Penulis ix
HALAMAN PERSEMBAHAN Tesis ini dipersembahkan kepada: Bapak Endro Dwi Suhartono dan Ibu Wiwik Endwi Hastuti, terima kasih atas kasih sayang, doa, dan kepercayaan, serta segalanya yang telah diberikan selama ini. Mbak Dian Puspitosari dan Mbak Dian Putri Utami yang selalu memberi dukungan dan semangat. x
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii HALAMAN PERSEMBAHAN... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 4 C. Tujuan Penelitian... 5 D. Spesifikasi Produk... 5 E. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian... 6 F. Definisi Istilah... 7 G. Manfaat Penelitian... 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN KERANGKA BERPIKIR... 9 A. Kajian Pustaka... 9 1. Tinjauan Tentang Belajar... 9 a. Pengertian Belajar... 9 b. Teori Belajar Konstruktivisme... 10 2. Media Pembelajaran... 15 a. Pengertian Media Pembelajaran... 15 b. Fungsi Media Pembelajaran... 16 c. Kedudukan Media dalam Pembelajaran... 18 xi
3. Multimedia Interaktif... 20 a. Multimedia Interaktif... 20 b. Pembelajaran Berbasis Multimedia Interaktif... 21 c. Model Pembelajaran Berbasis Multimedia Interaktif... 22 4. Model Predict, Observe, Explain (POE)... 24 5. High Order Thinking Skills (HOTS)... 25 6. Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika... 27 a. Kalor dan Energi Dalam... 28 b. Usaha dan Kalor dalam Proses-proses Termodinamika... 34 c. Hukum Pertama Termodinamika... 35 d. Proses-proses Termodinamika... 36 e. Perpindahan Kalor... 38 B. Penelitian yang Relevan... 41 C. Kerangka Berpikir... 44 BAB III METODE PENELITIAN... 46 A. Jenis Penelitian... 46 B. Prosedur Penelitian... 46 1. Tahap Pendahuluan... 46 2. Tahap Pendefinisian (Define)... 48 3. Tahap Perancangan (Design)... 49 4. Tahap Pengembangan (Develop)... 50 5. Tahap Penyebaran (Disseminate)... 55 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 56 A. Pendahuluan... 56 B. Pendefinisian (Define)... 58 1. Analisis Ujung Depan... 58 2. Analisis Kebutuhan... 59 3. Analisis Mahasiswa... 64 4. Analisis Konsep... 64 5. Perumusan Indikator Pembelajaran... 66 C. Perancangan (Design)... 66 xii
1. Penentuan Alur Proses Pembelajaran... 67 2. Desain Awal Multimedia Interaktif... 68 D. Pengembangan (Develop)... 75 1. Validasi... 75 2. Revisi I... 80 3. Uji Coba Terbatas... 85 4. Revisi II... 87 5. Uji Coba Skala Besar... 88 6. Revisi III... 92 E. Penyebaran (Disseminate)... 92 F. Keterbatasan Penelitian... 94 BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN... 95 A. Kesimpulan... 95 B. Implikasi... 96 C. Saran... 97 DAFTAR PUSTAKA... 98 xiii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Kedudukan Media dalam Proses Pembelajaran... 19 Gambar 2.2. Kerucut Pengalaman Edgar Dale... 20 Gambar 2.3. Percobaan Joule... 28 Gambar 2.4. Kalorimeter Air Sederhana... 31 Gambar 2.5. Grafik Hubungan Suhu dan Kalor yang Ditambahkan pada Air... 32 Gambar 2.6. Usaha Dilakukan pada Gas yang Berada dalam Silinder... 34 Gambar 2.7. Proses Isobarik... 37 Gambar 2.8. Proses Isotermal... 38 Gambar 2.9. Konduksi Kalor antara Daerah Temperatur T1 dan T2. Jika T1 Lebih besar dari T2. Kalor Mengalir ke Kanan... 39 Gambar 3.1. Skema Pengembangan... 47 Gambar 4.1. Tampilan Pembuka Multimedia Interaktif... 70 Gambar 4.2. Tampilan Cover pada Multimedia Interaktif... 70 Gambar 4.3. Tampilan Petunjuk Penggunaan Multimedia... 70 Gambar 4.4. Contoh Tampilan Percobaan Virtual... 71 Gambar 4.5. Contoh Tampilan Bagian EXPLAIN Percobaan... 72 Gambar 4.6. Contoh Tampilan Soal Review... 72 Gambar 4.7. Contoh Tampilan Soal Latihan... 73 Gambar 4.8. Tampilan Daftar Pustaka dan Biografi Penulis... 74 Gambar 4.9. Tampilan cover Belakang... 74 Gambar 4.10. Contoh Revisi Langkah Percobaan... 82 Gambar 4.11. Contoh Revisi Persamaan, Simbol, dan Penjelasan Persamaan... 82 Gambar 4.12. Contoh Revisi Keterangan dan Gambar Animasi... 83 Gambar 4.13. Contoh Revisi Video dan Penulisan Huruf Miring... 83 Gambar 4.14. Contoh Revisi Tulisan dan Gambar... 84 Gambar 4.15. Persentase Skor tiap Komponen Penilaian... 86 Gambar 4.16. Revisi Isi Tabel Percobaan Halaman 28... 88 Gambar 4.17. Revisi Satuan pada Tabel Percobaan Halaman 37... 88 xiv
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Bentuk-bentuk Belajar... 12 Tabel 2.2. Nilai Kalor Jenis Zat... 30 Tabel 3.1. Skor Skala Likert... 51 Tabel 3.2. Interpretasi Skor... 52 Tabel 3.3. Kriteria Skor N-Gain... 54 Tabel 4.1. Analisis Kebutuhan Mahasiswa Fisika UNS... 61 Tabel 4.2. Hasil Validasi Ahli Materi... 75 Tabel 4.3. Hasil Validasi Ahli Media... 77 Tabel 4.4. Hasil Validasi Praktsi/Dosen... 78 Tabel 4.5. Hasil Validasi Teman Sejawat... 79 Tabel 4.6. Rekap Hasil Validasi Multimedia Interaktif... 79 Tabel 4.7. Saran dan Revisi I... 80 Tabel 4.8. Hasil Analisis Respons Mahasiswa... 85 Tabel 4.9. Saran dan Revisi II... 87 Tabel 4.10. Hasil Analisis Penilaian Hasil Belajar Mahasiswa... 90 Tabel 4.11. Hasil Respons Dosen terhadap Multimedia Interaktif... 93 Tabel 4.12. Tanggapan Praktisi Dosen Hasil Diseminasi... 93 xv
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Dosen... 103 Lampiran 2 Hasil Analisis Kebutuhan Dosen... 104 Lampiran 3 Kisi-kisi Angket Analisis Kebutuhan Mahasiswa... 107 Lampiran 4 Hasil Analisis Kebutuhan Mahasiswa... 108 Lampiran 5 Silabus... 112 Lampiran 6 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran... 115 Lampiran 7 Sreenshoot Multimedia Interaktif... 123 Lampiran 8 Hasil Validasi Ahli Materi... 126 Lampiran 9 Hasil Validasi Ahli Media... 128 Lampiran 10 Hasil Validasi Ahli Bahasa... 130 Lampiran 11 Hasil Validasi Praktisi/Dosen... 131 Lampiran 12 Hasil Validasi Teman Sejawat... 134 Lampiran 13 Lembar Penilaian oleh Mahasiswa... 137 Lampiran 14 Analisis Respons Mahasiswa Terhadap Multimedia... 139 Lampiran 15 Kisi-kisi Soal Evaluasi Berdasarkan Level HOTS... 141 Lampiran 16 Soal Evaluasi Berdasarkan Level HOTS Materi Kalor dan Hukum Pertama Termodinamika... 145 Lampiran 17 Analisis Hasil Nilai Pretest dan Posttest... 146 Lampiran 18 Analisis SPSS Data Hasil Belajar Mahasiswa... 150 Lampiran 19 Analisis Hasil Diseminasi... 153 Lampiran 20 Dokumentasi Kegiatan... 157 Lampiran 21 Surat Ijin Penelitian... 160 Lampiran 22 Surat Keterangan Penelitian... 162 xvi