PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING

PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN MEMECAHKAN MASALAH SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 NGEMPLAK TESIS Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Oleh: LUQMAN HAKIM S831302053 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN MEMECAHKAN MASALAH SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 NGEMPLAK TESIS Oleh: LUQMAN HAKIM S831302053 Komisi Nama Tanda Tangan Tanggal Pembimbing Pembimbing I Dr. Maridi, M.Pd....... NIP. 195007241976031002 Pembimbing II Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd....... NIP. 197701252008011008 Telah dinyatakan memenuhi syarat Pada tanggal 2014 Ketua Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS Dr. M. Masykuri, M.Si. NIP. 19681124 199403 1 001 ii

PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN MEMECAHKAN MASALAH SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 NGEMPLAK TESIS Oleh: LUQMAN HAKIM S831302053 Tim Penguji Jabatan Nama Tanda Tangan Tanggal Ketua Dr. M. Masykuri, M. Si....... NIP. 19681124 199403 1 001 Sekretaris Dr. Suciati, M. Pd....... NIP. 19580723 198603 2 001 Anggota Penguji I Dr. Maridi, M.Pd....... NIP. 195007241976031002 Anggota Penguji II Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd....... NIP. 197701252008011008 Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat Pada tanggal 2014 iii

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa: 1. Tesis yang berjudul PENGEMBANGAN MODUL ELEKTRONIK BERBASIS PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN UNTUK MEMBERDAYAKAN KEMAMPUAN MEMECAHKAN MASALAH SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 NGEMPLAK ini adalah karya penelitian saya sendiri dan 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 yang tertulis dengan acuan yang disebutkan sumbernya, baik dalam naskah karangan dan daftar pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah Tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka saya bersedia menerima sanksi, baik Tesis beserta gelar magister saya dibatalkan serta diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku. 2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus menyertakan tim promotor sebagai author dan Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai institusinya. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapakan sanksi akademik yang berlaku. Surakarta, Oktober 2014 Luqman Hakim S831302053 iv

KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya, sehingga tesis yang berjudul Pengembangan Modul Elektronik Berbasis Problem Based Learning pada Materi Pencemaran Lingkungan untuk Memberdayakan Kemampuan Memecahkan Masalah Siswa Kelas X SMA Negeri 1 Ngemplak dapat terselesaikan dengan baik. Tesis ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mendapatkan gelar Magister Pendidikan Sains pada Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret. Tesis ini dapat terselesaikan dengan adanya bimbingan, dorongan, masukan, dan bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat: 1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Prof. Dr. Furqon Hidayatullah, 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 Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah berkenan memberikan bimbingan dan masukan terhadap penyusunan Tesis ini. 4. Dr. Maridi, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Tesis ini. v

5. Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Tesis ini. 6. Staf Dosen Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan wawasan baru dalam setiap perkuliahan. 7. Puguh Karyanto, S.Si., M.Si., Ph.D., Dr. Nunuk Suryani, M.Pd., Bowo Sugiharto, M.Pd., selaku Validator ahli dalam penelitian pengembangan ini. 8. Nurhita Rokhani, S.Pd., selaku guru pendamping dalam penelitian pengembangan ini. 9. Teman-teman mahasiswa Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 10. Berbagai pihak yang telah membantu dalam penyusunan tesis ini. Penulis menyadari bahwa tesis pengembangan ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis berharap adanya masukan, kritik maupun saran yang dapat membangun agar tesis ini bisa menjadi lebih baik lagi. Semoga Tesis ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Surakarta, Oktober 2014 Luqman Hakim vi

MOTTO Jika seseorang bepergian dengan tujuan mencari ilmu, maka Allah akan menjadikan perjalanannya seperti perjalanan menuju surga (Nabi Muhammad SAW) Pengalaman bukan apa yang terjadi pada Anda, melainkan apa yang Anda lakukan atas apa yang terjadi pada Anda (Aldous Huxley) Orang-orang pesimis melihat kesulitan dalam setiap kesempatan. Orang optimis melihat kesempatan dalam setiap kesulitan. (Wiston Churchill) Apapun yang kamu bisa lakukan atau kamu mimpi bisa lakukan, mulailah itu. Di dalam keberanian terdapat kejeniusan, kekuatan dan keajaiban. Mulailah sekarang. (Goethe) vii

PERSEMBAHAN 1. Ibu dan Bapakku yang telah membimbingku, menasehatiku, memberi dorongan, dan semangat serta perjuangannya. 2. Kakak-kakakku yang memberikan do a dan dukungannya. 3. Nita Nuraini yang telah menemaniku, mendampingiku, memberi semangat dan dukungan di kala susah maupun senang. 4. Bapak Maridi yang memberiku bimbingan dan motivasi yang sangat bermanfaat. 5. Bapak Baskoro yang memberikan saran-saran membangun yang bermanfaaat. 6. Ibu Nurhita Rokhani yang menerimaku dengan ramah serta membimbingku selama penelitian. 7. Murid-muridku kelas X5 dan X6 yang mau menerima kehadiranku dan mau menuruti perintahku. 8. Agung Jatmiko yang telah membantu sarana dalam menyusun tesis ini. 9. Pandu dan Purwo yang menjadi teman satu kontrakan yang selalu ada saat susah maupun senang. 10. Dimas, Bagus, Rofa, teman-teman yang sangat luar biasa. 11. Andri Alfathoni, Nur Rohim, Tri Bendol, Fazar, Ali, Erik, sahabat-sahabatku yang selalu ada disetiap kubutuhkan. 12. Teman-teman mahasiswa Magister Pendidikan Sains Biologi FKIP UNS yang memberikan warna baru dalam kehidupanku yang tak kan pudar. 13. Almamater. viii

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i PERSETUJUAN... ii PENGESAHAN... iii PERNYATAAN... iv KATA PENGANTAR... v MOTTO... vii PERSEMBAHAN... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvii ABSTRAK... xviii ABSTRACT... xix BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 10 C. Tujuan Penelitian... 10 D. Spesifikasi Produk... 11 E. Asumsi dan Keterbatasan Produk Pengembangan... 16 F. Manfaat Penelitian... 16 G. Definisi Operasional... 18 ix

BAB II KAJIAN PUSTAKA... 20 A. Belajar dan Pembelajaran Biologi... 20 B. Teori Belajar... 23 C. Modul Elektronik... 27 D. PBL (Problem Based Learning)... 37 E. Kemampuan Memecahkan Masalah... 43 F. Hasil Penelitian yang Relevan... 46 G. Kerangka Berpikir... 47 BAB III METODE PENELITIAN... 50 A. Model Penelitian dan Pengembangan... 50 B. Prosedur Penelitian dan Pengembangan... 50 1. Penelitian dan Pengumpulan Data... 50 2. Perencanaan/Planning... 52 3. Pengembangan Draft Produk Awal... 53 4. Uji Coba Produk Awal... 57 5. Revisi Produk Tahap I... 58 6. Uji Coba Lapangan Utama/Terbatas... 58 7. Revisi Produk Tahap II... 58 8. Uji Coba Lapangan Operasional/Efektivitas... 59 9. Penyempurnaan Produk Akhir (Revisi Produk Akhir)... 59 10. Diseminasi dan Implementasi... 60 C. Subjek Uji Coba Produk... 60 D. Data dan Metode Pengumpulan Data... 61 x

E. Instrumen Penelitian... 62 F. Validitas Instrumen Penelitian... 63 G. Teknik Analisis Data... 70 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 74 A. Deskripsi Hasil Penelitian dan Pengembangan Produk... 74 1. Penelitian dan Pengumpulan Data... 74 2. Perencanaan/Planning... 82 3. Pengembangan Draft Produk... 85 4. Uji Coba Produk Awal... 100 5. Revisi Produk Tahap I... 103 6. Uji Coba Lapangan Utama/Terbatas... 104 7. Revisi Produk Tahap II... 105 8. Uji Coba Lapangan Operasional/Efektivitas... 105 9. Penyempurnaan Produk Akhir (Revisi Produk Akhir)... 116 10. Diseminasi dan Implementasi... 117 B. Pembahasan... 119 1. Penelitian dan Pengumpulan Data... 119 2. Perencanaan/Planning... 126 3. Pengembangan Draft Produk... 128 4. Uji Coba Produk Awal... 132 5. Revisi Produk Tahap I... 134 6. Uji Coba Lapangan Utama/Terbatas... 135 7. Revisi Produk Tahap II... 136 xi

8. Uji Coba Lapangan Operasional/Efektivitas... 137 9. Penyempurnaan Produk Akhir... 145 10. Diseminasi dan Implementasi... 146 C. Temuan di Lapangan... 148 BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN... 149 A. Kesimpulan... 149 B. Implikasi... 151 C. Saran... 152 DAFTAR PUSTAKA... 154 LAMPIRAN... 162 xii

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Kerucut Pengalaman Edgar Dale... 33 Gambar 2.2 Kerangka Berpikir Penelitian... 49 Gambar 3.1. One Group Pretest-Posttest Design... 59 Gambar 4.1. Animasi Pembuka... 86 Gambar 4.2. Halaman Awal Pembuka... 86 Gambar 4.3. Tampilan Slide Kata Pengantar... 87 Gambar 4.4. Tampilan Petunjuk Penggunaan Modul Elektronik... 87 Gambar 4.5. Tampilan Kompetensi Inti... 88 Gambar 4.6. Tampilan Kompetensi Dasar... 89 Gambar 4.7. Tampilan Indikator... 89 Gambar 4.8. Tampilan Pretest... 90 Gambar 4.9. Tampilan Identifikasi Masalah... 91 Gambar 4.10. Tampilan Rumusan Masalah... 92 Gambar 4.11. Tampilan Hipotesis... 93 Gambar 4.12. Tampilan Rancangan Percobaan... 94 Gambar 4.13. Tampilan Slide Produk... 95 Gambar 4.14. Tampilan Hasil Percobaan... 96 Gambar 4.15. Tampilan Materi... 97 Gambar 4.16. Tampilan Soal Evaluasi tiap Pertemuan... 98 Gambar 4.17. Tampilan Slide Posttest... 99 Gambar 4.18. Tampilan Daftar Pustaka... 100 xiii

Gambar 4.19. Histogram Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran... 108 Gambar 4.20. Histogram Perbandingan Distribusi Pretest dan Posttest Kemampuan Memecahkan Masalah... 109 Gambar 4.21. Histogram Perbandingan Rata-rata Pretest dan Posttest Kemampuan Memecahkan Masalah... 110 Gambar 4.22. Histogram Perbandingan Nilai Total Hasil Belajar (Kognitif, Afektif, dan Psikomotor)... 115 xiv

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Langkah/Sintaks Pembelajaran PBL... 40 Tabel 2.2. Aspek dan Indikator Kemampuan Memecahkan Masalah... 45 Tabel 3.1. KD dan Indikator Penelitian... 51 Tabel 3.2. Tingkat Validitas Soal Try Out... 65 Tabel 3.3. Skala Penilaian Reliabilitas Butir Soal... 67 Tabel 3.4. Tingkat Reliabilitas Soal Try Out... 67 Tabel 3.5. Indeks Kesukaran Soal Try Out... 68 Tabel 3.6. Klasifikasi Daya Pembeda Butir Soal... 68 Tabel 3.7. Hasil Uji Daya Beda Soal Try Out... 69 Tabel 3.8. Pengambilan Keputusan Revisi Pengembangan Modul Elektronik... 71 Tabel 3.9. Kriteria Gain Ternormalisasi... 73 Tabel 4.1. Capaian Skor Hasil Pemetaan 8 SNP... 77 Tabel 4.2 Validasi Materi Modul oleh Ahli... 101 Tabel 4.3 Validasi Penyajian Modul Elektronik oleh Ahli... 101 Tabel 4.4 Validasi Instrumen (RPP, Silabus, LKS, Soal Evaluasi) oleh Ahli... 102 Tabel 4.5 Validasi Penyajian Modul Elektronik oleh Praktisi... 102 Tabel 4.6 Saran dan Perbaikan (Hasil Uji Coba Produk Awal)... 103 Tabel 4.7. Hasil Penilaian Uji Coba Lapangan Terbatas oleh Siswa... 105 Tabel 4.8. Saran dan Revisi Produk Tahap II... 105 xv

Tabel 4.9. Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran... 107 Tabel 4.10. Distribusi Data Nilai Kemampuan Memecahkan Masalah... 108 Tabel 4.11. Deskripsi Data Kemampuan Memecahkan Masalah Siswa... 109 Tabel 4.12. Uji Normalitas Kemampuan Memecahkan Masalah... 111 Tabel 4.13. Uji Homogenitas Kemampuan Memecahkan Masalah... 112 Tabel 4.14. Uji-t berpasangan Kemampuan Memecahkan Masalah... 113 Tabel 4.15. Data Hasil Belajar Siswa... 114 Tabel 4.16. Hasil Analisis Angket Penilaian Modul Elektronik Berbasis PBL... 115 Tabel 4.17. Saran dan Revisi Akhir... 116 Tabel 4.18. Hasil Tanggapan, Saran/Masukan Guru Biologi pada Tahap Diseminasi dan Implementasi Produk... 118 Tabel 4.19. Hasil Kuesioner Tahap Diseminasi dan Implementasi Produk... 118 xvi

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Penelitian dan Pengumpulan Data... 162 Lampiran 2 Perencanaan... 223 Lampiran 3 Pengembangan Produk Awal... 238 Lampiran 4 Uji Coba Produk Awal... 354 Lampiran 5 Revisi Produk Tahap I... 377 Lampiran 6 Uji Coba Lapangan Terbatas... 380 Lampiran 7 Revisi Produk Tahap II... 392 Lampiran 8 Uji Lapangan Operasional... 394 Lampiran 9 Diseminasi dan Implementasi... 447 Lampiran 10 Dokumentasi... 459 Lampiran 11 Panduan Penggunaan Modul Elektronik Berbasis PBL... 466 Lampiran 12 Surat-surat... 482 xvii

Luqman Hakim. S831302053. 2014. Pengembangan Modul Elektronik Berbasis Problem Based Learning pada Materi Pencemaran Lingkungan untuk Memberdayakan Kemampuan Memecahkan Masalah Siswa Kelas X SMA Negeri 1 Ngemplak. TESIS. Pembimbing I: Dr. Maridi, M.Pd. Pembimbing II: Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret. ABSTRAK Tujuan penelitian pengembangan ini adalah untuk mengetahui: 1) Prosedur pengembangan produk modul elektronik berbasis PBL (Problem Based Learning) dalam memberdayakan kemampuan memecahkan masalah siswa kelas X SMA Negeri 1 Ngemplak; 2) Kelayakan modul elektronik berbasis PBL dalam memberdayakan kemampuan memecahkan masalah siswa kelas X SMA Negeri 1 Ngemplak; 3) Efektivitas modul elektronik berbasis PBL dalam memberdayakan kemampuan memecahkan masalah siswa kelas X SMA Negeri 1 Ngemplak. Penelitian ini menggunakan metode Research and Development (R&D) yang mengacu pada pengembangan modifikasi Borg and Gall (1989). Subjek pengembangan meliputi: 1) Subjek uji coba lapangan awal sejumlah 5 validator; 2) Subjek uji coba lapangan utama sejumlah 15 siswa; 3) Subjek uji coba lapangan operasional sejumlah 30 siswa. Instrumen yang digunakan adalah angket, observasi, wawancara dan tes. Uji coba lapangan menggunakan one group pretest-posttest design. Data kemampuan memecahkan masalah diuji dengan uji-t berpasangan dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) Prosedur pengembangan modul elektronik berbasis PBL menggunakan modifikasi model pengembangan Borg and Gall melalui tahapan research and information collecting, planning, develop preliminary form of product, preliminary field testing, main product revision, main field testing, operational product revision, operational field, final product revision, dissemination and implementation; 2) Kelayakan modul elektronik berbasis PBL yang dikembangkan pada tahap uji coba lapangan awal sebesar 3,64 (91%) termasuk kategori baik, tahap uji coba lapangan terbatas sebesar 3,15 (78,75%) termasuk kategori baik, tahap uji coba lapangan operasional sebesar 3,7 (92,5%) termasuk kategori sangat baik, dan tahap diseminasi dan implementasi sebesar 3,7 (92,5%) termasuk kategori sangat baik. Rata-rata penilaian keseluruhan sebesar 3,54 (88,5%) termasuk kategori baik; 3) Efektivitas modul elektronik berbasis PBL menunjukkan peningkatan sebesar 0,59 dengan kategori sedang dalam memberdayakan kemampuan memecahkan masalah. Hasil uji-t berpasangan sebesar 0,000 sehingga terdapat perbedaan yang signifikan kemampuan memecahkan masalah siswa sebelum dan sesudah menggunakan modul eletronik berbasis PBL. Kata kunci: modul elektronik, PBL, kemampuan memecahkan masalah. xviii

Luqman Hakim. S831302053. 2014. Development of Electronic Module Based Problem based Learning on the Learning Material of Environmental Pollution to Empower Student s Problem Solving Abilities in Grade X of SMA Negeri 1 Ngemplak. Thesis: Advisor I: Dr. Maridi, M.Pd., Advisor II: Dr. Baskoro Adi Prayitno, M.Pd. Master of Science Education Program, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University. ABSTRACT The objectives of this research and development are to investigate: 1) Procedure for the development of electronic module based Problem Based Learning (PBL) to empower student s problem solving abilities in grade X of SMA Negeri 1 Ngemplak; 2) Feasibility of the electronic module based PBL to empower student s problem solving abilities in grade X of SMA Negeri 1 Ngemplak; and 3) Effectiveness of the electronic module based PBL to empower student s problem solving abilities in grade X of SMA Negeri 1 Ngemplak. This research used the Research and Development (R & D) method modified of Borg and Gall (1989). The samples of development included: 1) Subjects of preliminary field testing with five validators; 2) Subjects of main field testing involving 15 student s; and 3) Subjects of operational field test involving 30 student s. The data of research were gathered through questionnaire, observation, indepth interview, and test. The field tests used the one group pretest-posttest design. The data on the initial ability in solving problems were tested with paired t-test and calculated with normalized N-gain. The results of research are as follows: 1) The procedure for the development of the electronic module based PBL used the modification of Borg and Gall through the following phases, namely: research and information collecting, planning, develop preliminary form of product, preliminary field testing, main product revision, main field testing, operational product revision, operational field, final product revision, dissemination and implementation; 2) The feasibilities of the electronic module based PBL that developed in the preliminary field testing of 3,64 (91%) categorized very good, a main field testing of 3,15 (78,75%) categorized good, operational field of 3,7 (92,5%) categorized very good, and the dissemination and implementation of 3,7 (92,5%) categorized very good. Overall average assessment of 3,54 (88,5%) were categorized as good; 3) The effectiveness of the electronic module based PBL shows a improvement of 0,59 with the moderate category in the empowerment of the ability in solving problems. Paired t-test results of 0,000 so there is a significant difference problem solving abilities of student s before and after using the electronic module based PBL. Keywords: electronic module, PBL, student s problem solving abilities. xix