FISIKA MELALUI DISCOVERY LEARNING DENGAN METODE EKSPERIMEN DAN DEMONSTRASI DITINJAU DARI KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN KREATIVITAS SISWA SMK NEGERI 1 KEBONSARI KABUPATEN MADIUN KELAS X PADA MATERI SIFAT MEKANIK BAHAN TAHUN AJARAN 2014/2015 TESIS Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan Fisika Oleh YULI EKAWATI NIM S831402081 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
PEMBELAJARAN FISIKA MELALUI DISCOVERY LEARNING DENGAN METODE EKSPERIMEN DAN DEMONSTRASI DITINJAU DARI KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN KREATIVITAS SISWA SMK NEGERI 1 KEBONSARI KABUPATEN MADIUN KELAS X PADA MATERI SIFAT MEKANIK BAHAN TAHUN AJARAN 2014/2015 TESIS Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Utama Pendidikan Fisika Oleh YULI EKAWATI NIM S831402081 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
MOTTO Keberanian adalah kemenangan yang sesungguhnya Selama tekad terpelihara dalam semangat, tidak ada kata terlambat Bahagia itu sederhana, bersyukur dan hidup apa adanya (Penulis) PERSEMBAHAN Tesis ini saya persembahkan untuk Bapak dan Ibu Tercinta Bapak Sarnu dan Ibu Darmi, Ibunda Siti Suwarni Suami dan Anak-Anakku
Rosa Hahang Sukmana, Rollan Arfacelo Sukmana, Alvaronizam Albiansyah Sukmana Adik-adikku Joni Numiarto Laksono, Jainul Rizki Tri Prasetyo, Nyoipul Meilandri Edi Pranoto Teman-Teman Pascasarjana Fisika B Terima kasih atas kepercayaan cinta, kasih sayang, perhatian dan dukungannya. Keluargaku pahlawanku, penyemangat terbesar dalam hidupku. Tanpa keluargaku aku bukanlah apa-apa. Terima kasih untuk segalanya, karya ini kupersembahkan untuk kalian yang mencintai dan menyayangiku. PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat hidayah- Nya dapat menyelesaikan penyusunan tesis dengan judul Pembelajaran Fisika Melalui Discovery Learning Menggunakan Metode Eksperimen dan Metode Demonstrasi Ditinjau dari Kemampuan Berfikir Kritis dan Kreativitas Siswa
SMK Negeri 1 Kebonsari Kabupaten Madiun Kelas X Tahun Ajaran 2014/2015 pada Materi Sifat Mekanik Bahan dengan lancar. Dalam penyusunan tesis ini penulis menyadari tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 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 Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains. 4. Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan perhatian yang luar biasa sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik. 5. Prof. Drs. H. Cari, M.A.,M.Sc.,Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, motivasi, dan perhatian yang luar biasa sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik. 6. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah banyak memberikan bimbingan dan ilmu pengetahuan kepada penulis. 7. Rekan-rekan Guru SMK Negeri 1 Kebonsari Madiun yang senantiasa membantu kelancaran penelitian ini. 8. Siswa-siswi Kelas X SMK Negeri 1 Kebonsari Madiun Tahun Ajaran 2014/2015 yang telah membantu terlaksananya penelitian ini. 9. Teman-teman mahasiswa Fisika B Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah banyak memberikan motivasi dan masukan dalam penyusunan tesis ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat
penulis harapkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi dunia pendidikan. Surakarta, Januari 2016 Penulis Yuli Ekawati. 2015. Pembelajaran Fisika Melalui Discovery Learning Menggunakan Metode Eksperimen Dan Demonstrasi Ditinjau Dari Kemampuan Berpikir Kritis Dan Kreativitas Siswa SMK Negeri 1 Kebonsari Kabupaten Madiun Kelas X pada Materi Sifat Mekanik Bahan Tahun Ajaran 2014/2015. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. Pembimbing II: Prof. Drs. H. Cari, MA, M.Sc, Ph.D., Program Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK Tujuan penelitian: 1) mengetahui pengaruh pembelajaran fisika Discovery Learning menggunakan metode eksperimen dan metode demonstrasi terhadap hasil belajar fisika; 2) mengetahui pengaruh kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar fisika; 3) mengetahui pengaruh kreativitas siswa terhadap hasil belajar fisika; 4) mengetahui interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar fisika; 5) mengetahui interaksi antara metode pembelajaran dengan kreativitas siswa terhadap hasil belajar fisika; 6) mengetahui interaksi antara kemampuan berpikir kritis dengan kreativitas siswa terhadap hasil belajar fisika; 7) mengetahui interaksi antara metode pembelajaran, kemampuan berpikir kritis dan kreativitas siswa terhadap hasil belajar fisika. Penelitian ini menggunakan metode penelitian eksperimen dengan desain faktorial 2 X 2 X 2. Pengambilan sampel digunakan teknik random sampling. Kelas sampel yaitu kelas X KRA 36 siswa dan X KRC 35 siswa. Instrumen yang digunakan adalah tes, angket dan dokumentasi. Teknik analisis data menggunakan analisis variansi tiga jalan dan uji lanjut anava menggunakan IBM SPSS Statistics 22. Hasil dari penelitian: 1) tidak terdapat perbedaan pengaruh pembelajaran fisika Discovery Learning menggunakan metode eksperimen dan metode demonstrasi terhadap hasil belajar kognitif (0,535), afektif (0,871) dan psikomotorik (0,516); 2) terdapat pengaruh kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar kognitif (0,000) dan tidak terdapat pengaruh kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar afektif (0,166) dan psikomotorik (0,136); 3) terdapat pengaruh kreativitas siswa terhadap hasil belajar kognitif (0,001) dan tidak terdapat pengaruh kreativitas siswa terhadap hasil belajar afektif (0,123) dan psikomotorik (0,207); 4) tidak terdapat interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar kognitif (0,467) dan terdapat interaksi antara metode pembelajaran dengan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar afektif (0,013) dan psikomotorik (0,011); 5) tidak terdapat interaksi antara metode pembelajaran dengan kreativitas siswa terhadap hasil belajar kognitif (0,275), afektif (0,091), psikomotorik (0,472); 6) tidak terdapat interaksi antara kemampuan berpikir kritis dengan kreativitas siswa terhadap hasil belajar kognitif (0,121), afektif (0,281), psikomotorik (0,279); 7) tidak terdapat interaksi antara metode pembelajaran, kemampuan berpikir kritis dan kreativitas siswa terhadap hasil belajar kognitif (0,325), afektif (0,905), psikomotorik (0,557). Kata kunci: Discovery Learning, metode eksperimen, metode demonstrasi diskusi, kemampuan berpikir kritis, kreativitas, hasil belajar fisika Yuli Ekawati. 2015. Learning Physics Discovery Learning By Using Experimental Method and Demonstrate Method Viewed From Critical Thinking Ability and Student s Creativity. THESIS. Supervisor I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. Supervisor II: Prof. Drs. H. Search, MA, M.Sc, Ph.D., Master of Science Education Program, the Faculty of Education, Sebelas Maret University. ABSTRACT
Objective of the research are: 1) to know the influence physics Discovery Learning by using experiment method and demonstrate method toward physics result study; 2) to know the influence critical thinking ability toward physics result study; 3) to know the influence students' creativity ability toward physics result study; 4) to know the interaction between learning method and critical thinking ability toward physics result study; 5) to know the interaction between learning methods and students' creativity ability toward physics result study; 6) to know the interactions between critical thinking ability and students' creativity ability toward physics result study; 7) to know the interaction between learning method, critical thinking ability and students' creativity ability toward physics result study. This research used experimental research method with factorial design 2 X 2 X 2. The sampling is random sampling. The samples are X KRA 36 students and X KRC 35 students. The instruments are test and questionnaire. The technique analysing data uses three tail varians and anava was IBM SPSS Statistics 22. The results of the study are: 1) there isn t influence physics Discovery Learning by using the experimental method and demonstrate toward physics result study of cognitive (0,535), affective (0.871) and psychomotor (0.516); 2) there is influence physics learning critical thinking ability toward physics result study of cognitive (0,000) and there isn t influence physics learning between critical thinking ability towards the result of affective (0.166) and psychomotor (0.136); 3) there is influence physics learning students creativity towards the result of cognitive (0.001) and there isn t influence physics learning between students' creativity towards the result of affective (0.123) and psychomotor (207); 4) there isn t interaction between learning method and critical thinking ability towards the result of cognitive (0,467) and there is interaction between learning method and critical thinking ability towards the result of affective (0,013) and psychomotor (0.011); 5) there isn t interaction between learning method and students creativity towards the result of cognitive (0.275), affective (0.091), psychomotor (0.472); 6) there isn t interaction between critical thinking ability and students creativity towards the result of cognitive (0.121), affective (0.281), psychomotor (0.279); 7) there isn t interaction between learning method, critical thinking ability and students creativity towards the result of cognitive (.325), affective (0.905), psychomotor (0.557). Keywords: Discovery Learning, experimental method, discussion demonstrate method, critical thinking ability, creativity, the result study of physics DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS dan PUBLIKASINYA... iv MOTTO... v LEMBAR PERSEMBAHAN... vi KATA PENGANTAR... vii ABSTRAK... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Identifikasi Masalah... 4 C. Rumusan Masalah... 5 D. Tujuan Penelitian... 6 E. Manfaat Penelitian... 6 BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS... 8 A. Kajian Pustaka... 8 1. Hakekat Fisika... 8 2. Pembelajaran Fisika... 9 3. Discovery Learning... 11 a. Definisi Discovery Learning Menurut Para Ahli... 11 b. Karakteristik Discovery Learning... 12 c. Langkah-langkah Penggunaan Discovery Learning... 13 d. Kelebihan dan Kekurangan Discovery Learning... 16 4. Metode Pembelajaran... 17 a. Pengertian Metode Pembelajaran... 17 b. Metode Eksperimen... 18 c. Metode Demonstrasi... 19 5. Berfikir Kritis... 20 6. Kreativitas Siswa... 28 7. Hasil Belajar... 31
8. Elastisitas Bahan... 35 a. Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastis... 35 b. Hukum Hooke... 39 B. Penelitian Yang Relevan... 46 C. Kerangka berpikir... 48 D. Hipotesis Penelitian... 52 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 53 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 53 B. Metode Penelitian... 53 C. Populasi, Subyek dan Teknik Pengambilan Sampel... 55 D. Variabel Penelitian... 55 E. Teknik Pengumpulan Data... 57 F. Instrumen Penelitian... 59 G. Teknik Analisis Data 1. Uji Prasyarat Analisis... 67 a. Uji Normalitas... 67 b. Uji Homogenitas... 68 2. Uji Hipotesis... 69 a. Uji Anava Tiga Jalan... 69 b. Uji Lanjut Anava... 71 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 73 A. Deskripsi Data... 73 1. Data Kemampuan Awal Siswa... 73 2. Data Kemampuan Berpikir Kritis... 74 3. Data Kreativitas Siswa... 76 4. Data Hasil Belajar Siswa Ditinjau dari Metode Pembelajaran a. Data Hasil Belajar Kognitif Siswa... 79 b. Data Hasil Belajar Afektif Siswa... 81 c. Data Hasil Belajar Psikomotorik Siswa... 83 5. Data Hasil Belajar Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir kritis... 84 a. Data Hasil Belajar Kognitif Siswa... 84
b. Data Hasil Belajar Afektif Siswa... 86 c. Data Hasil Belajar Psikomotorik Siswa... 87 6. Data Hasil Belajar Siswa Ditinjau dari Kreativitas Siswa.. 89 a. Data Hasil Belajar Kognitif Siswa... 89 b. Data Hasil Belajar Afektif Siswa... 91 c. Data Hasil Belajar Psikomotorik Siswa... 92 7. Data Hasil Belajar Siswa Ditinjau dari Metode Pembelajaran, Kemampuan Berpikir Kritis dan Kreativitas Siswa... 94 B. Pengujian Prasyarat Analisis... 95 1. Uji Normalitas... 95 2. Uji Homogenitas... 97 C. Pengujian Hipotesis... 98 1. Anava... 98 2. Uji Lanjut Compare Mean... 100 D. Pembahasan... 103 1. Hipotesis Pertama... 103 2. Hipotesis Kedua... 107 3. Hipotesis Ketiga... 110 4. Hipotesis Keempat... 112 5. Hipotesis Kelima... 114 6. Hipotesis Keenam... 116 7. Hipotesis Ketujuh... 117 E. Keterbatasan Penelitian... 118 BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN... 120 A. Kesimpulan... 120 B. Implikasi Hasil Penelitian... 122 C. Saran... 123 DAFTAR PUSTAKA... 125 LAMPIRAN... 133
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Kemampuan Berpikir Kritis menurut Robert H. Ennis... 23 2.2 Modulus Young Berbagai Zat Padat... 39 3.1 Desain Faktorial... 54
3.2 Kategori Validitas Butir Soal... 61 3.3 Hasil Uji Validitas Angket Kreativitas Siswa... 61 3.4 Kategori Reliabilitas Butir Soal... 62 3.5 Hasil Uji Reliabilitas Angket Kreativitas Siswa... 62 3.6 Hasil Uji Coba Instrumen Tes Kemampuan Berpikir Kritis... 63 3.7 Hasil Uji Coba Instrumen Tes Hasil Belajar Siswa... 63 3.8 Hasil Uji Coba Reliabilitas Tes Kemampuan Berpikir Kritis... 65 3.9 Hasil Uji Coba Reliabilitas Tes Hasil Belajar Kognitif Siswa... 65 3.10 Hasil Uji Tingkat Kesukaran Instrumen Hasil Belajar Siswa... 66 3.11 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Tes Hasil Belajar Siswa... 67 3.12 Tata Letak Data Penelitian Hasil Belajar Kognitif... 70 4.1 Data Kemampuan Awal Siswa... 73 4.2 Independent Samples Test... 74 4.3 Distribusi Data Kemampuan Berpikir Kritis Tinggi dan Rendah... 75 4.4 Distribusi Frekuensi Kemampuan Berpikir Kritis Tinggi... 75 4.5 Distribusi Frekuensi Kemampuan Berpikir Kritis Rendah... 76 4.6 Distribusi Data Kreativitas Siswa Tinggi dan Rendah... 77 4.7 Distribusi Frekuensi Data Kreativitas Siswa Tinggi... 77 4.8 Distribusi Frekuensi Kreativitas siswa Rendah... 78 4.9 Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Ditinjau dari Metode Belajar... 89 4.10 Distribusi Frekuensi Hasil Belajar Kognitif Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 80 4.11 Data Hasil Belajar Afektif Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 81 4.12 Distribusi Frekuensi Hasil Belajar Afektif Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 82 4.13 Data Hasil Belajar Psikomotorik Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 83 4.14 Distribusi Frekuensi Hasil Belajar Psikomotorik Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 83 4.15 Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 84
4.16 Distribusi Frekuensi Kognitif Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 85 4.17 Data Hasil Belajar Afektif Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 86 4.18 Distribusi Frekuensi Afektif Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 86 4.19 Data Hasil Belajar Psikomotorik Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 89 4.20 Distribusi Frekuensi Psikomotorik Siswa Ditinjau dari Kemampuan Berpikir Kritis... 89 4.21 Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 89 4.22 Distribusi Frekuensi Kognitif Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 90 4.23 Data Hasil Belajar Afektif Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 91 4.24 Distribusi Frekuensi Afektif Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 91 4.25 Data Hasil Belajar Psikomotorik Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 92 4.26 Distribusi Frekuensi Psikomotorik Siswa Ditinjau dari Kreativitas... 93 4.27 Rata-Rata Hasil Belajar Siswa... 94 4.28 Ringkasan Data Hasil Uji Normalitas Hasil Belajar Siswa... 95 4.29 Tabulasi Data Hasil Uji Homogenitas Hasil Belajar Siswa... 89 4.30 Ringkasan Data Hasil Uji Hipotesis... 89 4.31 Data Hasil Uji Compare Mean Hipotesis 2... 100 4.32 Data Hasil Uji Compare Mean Hipotesis 3... 101 4.33 Data Hasil Uji Compare Mean Hipotesis 4... 102 4.34 Data Hasil Uji Compare Mean Hipotesis 4... 103 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Benda elastis ditarik dengan gaya F... 35 2.2a Benda sebelum dikenai gaya... 36 2.2b Benda ditarik gaya F sehinga benda mengalami regangan... 36
2.2c Benda ditekan gaya F sehinga benda mengalami mampatan... 37 2.2d Benda ditekan gaya F sehinga benda mengalami pergeseran... 37 2.3 Grafik hubungan antara tegangan dan regangan... 37 2.4 Sebuah pegas horizontal diberi beban... 39 2.5 Pegas horizontal ditarik dengan gaya kekanan... 39 2.6 Pegas horizontal ditekan dengan gaya ke kiri... 40 2.7 Hubungan antara gaya F dan pertambahan panjang x... 41 2.8 Dua pegas disusun seri diberi gaya sebesar F... 43 2.9 Dua pegas disusun paralel diberi gaya sebesar F... 44 2.10 Seorang anak menarik 3 pegas disusun secara paralel... 44 2.11 Pegas peredam goncangan pada mobil... 45 2.12 Jenis logam untuk membangun jembatan, rumah dan pesawat... 45 2.13 Papan loncatan dan tali busur... 46 4.1 Histogram Kemampuan Berpikir Kritis Tinggi... 75 4.2 Histogram Kemampuan Berpikir Kritis Rendah... 76 4.3 Histogram Kreativitas siswa Tinggi... 78 4.4 Histogram Kreativitas siswa Rendah... 78 4.5 Histogram Hasil Belajar Kognitif pada Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 80 4.6 Histogram Hasil Belajar Afektif pada Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 82 4.7 Histogram Hasil Belajar Psikomotorik pada Metode Eksperimen dan Demonstrasi... 84 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Silabus... 133 2. RPP Metode Eksperimen... 135 3. RPP Metode Demonstrasi... 159
4. Kisi-Kisi Kemampuan Berpikir Kritis... 183 5. Kisi-Kisi Hasil Belajar Kognitif... 191 6. Kisi-Kisi Kreativitas Siswa... 192 7. Soal Kemampuan Berpikir Kritis... 193 8. Soal Hasil Belajar Kognitif... 197 9. Angket Kreativitas Siswa... 203 10. Hasil Uji Coba Instrumen Kemampuan Berpikir Kritis... 211 11. Hasil Uji Coba Instrumen Kreativitas Siswa... 212 12. Hasil Uji Coba Instrumen Hasil Belajar Kognitif... 213 13. Hasil Uji Validitas Instrumen Kemampuan Berpikir Kritis... 214 14. Hasil Uji Reliabilitas Instrumen Kemampuan Berpikir Kritis... 218 15. Hasil Uji Validitas Instrumen Kreativitas Siswa... 219 16. Hasil Uji Reliabilitas Instrumen Kreativitas Siswa... 228 17. Hasil Uji Validitas Instrumen Hasil Belajar Kognitif... 229 18. Hasil Uji Reliabilitas Instrumen Hasil Belajar Kognitif... 234 19. Analisis Butir Soal Hasil Belajar Kognitif... 235 20. Data Hasil Penelitian... 237 21. Hasil Uji Normalitas... 238 22. Hasil Uji Homogenitas... 244 23. Hasil Uji ANAVA... 248 24. Hasil Uji Compare Mean... 250 25. Data Kemampuan Awal Siswa... 253 26. Hasil Uji Independent Sampel t... 254