PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING MENGGUNAKAN CD MULTIMEDIA DAN MODUL DITINJAU DARI KEMAMPUAN AWAL DAN AKTIVITAS BELAJAR SISWA

PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING MENGGUNAKAN CD MULTIMEDIA DAN MODUL DITINJAU DARI KEMAMPUAN AWAL DAN AKTIVITAS BELAJAR SISWA (Studi Kasus pada Materi Impuls Momentum Kelas XI Semester 1 di SMA Negeri 2 Semarang Tahun Pelajaran 2010/2011) T E S I S Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Pendidikan Sains Minat Utama : Pendidikan Fisika Oleh : DIANA ENDAH HANDAYANI S 831002040 PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING MENGGUNAKAN CD MULTIMEDIA DAN MODUL DITINJAU DARI KEMAMPUAN AWAL DAN AKTIVITAS BELAJAR SISWA (Studi Kasus pada Materi Impuls Momentum Kelas XI Semester 1 di SMA Negeri 2 Semarang Tahun Pelajaran 2010/2011) T E S I S Disusun Oleh : DIANA ENDAH HANDAYANI S 8301002040 Telah disetujui oleh Tim Pembimbing Jabatan Nama Tanda-Tangan Tanggal Pembimbing 1 Dra. Suparmi, M.A., Ph.D...... NIP. 19520915 197603 2 001 Pembimbing 2 Dr. H. Sarwanto, M.Si...... NIP. 19690901 199403 1 002 Mengetahui Ketua Program Studi Pendidikan Sains Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. NIP. 19520116 commit to 198003 user 1 001 ii

LEMBAR PENGESAHAN PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING MENGGUNAKAN CD MULTIMEDIA DAN MODUL DITINJAU DARI KEMAMPUAN AWAL DAN AKTIVITAS BELAJAR SISWA (Studi Kasus pada Materi Impuls Momentum Kelas XI Semester 1 di SMA Negeri 2 Semarang Tahun Pelajaran 2010/2011) Disusun Oleh : DIANA ENDAH HANDAYANI S 8301002040 Telah disetujui oleh Tim Penguji Jabatan Nama Tanda-Tangan Tanggal Ketua Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd...... NIP. 19520116 198003 1 001 Sekertaris Prof. Dr. H. Ashadi...... NIP. 19510102 197501 1 001 Anggota Penguji 1. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D...... NIP. 19520915 197603 2 001 2. Dr. H. Sarwanto, M.Si...... NIP. 19690901 199403 1 002 Mengetahui, Direktur Program Pascasarjana Surakarta, Juli 2011 Ketua Program Studi Pendidikan Sains Prof. Drs. Suranto, M.Sc.,Ph.D Prof. Dr. H. Widha Sunarno,M. Pd NIP. 19570820 198503 1 004 NIP. 19520116 198003 1 001 iii

PERNYATAAN Nama NIM : Diana Endah Handayani : S831002040 Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul Pembelajaran Fisika dengan Model Problem Based Learning Menggunakan CD Multimedia dan Modul Ditinjau dari Kemampuan Awal dan Aktivitas Belajar Siswa. (Studi Kasus pada Materi Impuls Momentum Kelas XI Semester 1 di SMA Negeri 2 Semarang Tahun Pelajaran 2010/2011) adalah benar benar karya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya dalam tesis ini diberikan tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh melalui tesis tersebut. Surakarta, Juli 2011 Yang membuat pernyataan Diana Endah Handayani iv

KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan segala puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia, taufik dan hidayah-nya. Serta sholawat dan salam kita curahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, semoga kita sebagai umatnya disertakan dalam lindungan dan bimbingan-nya. Penulis yakin, tanpa kerja keras dan nikmat yang telah dilimpahkan-nya, penulis tidak akan dapat berbuat apa-apa dalam menyelesaikan tesis pada Program Studi Pendidikan Sains Program Pascasarjana Universitas Selas Maret Surakarta. Dalam penyusunan proposal penelitian ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Prof. Drs. Suranto, M.Sc, Ph. D. selaku Direktur Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang berkenan memberikan bantuan berupa segala sarana dan fasilitas dalam menempuh pendidikan program pascasarjana 2. Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. selaku Ketua Program Studi Pendidikan Sains Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah membimbing dan mengarahkan penulis serta memberikan bantuan atas sarana dan prasarana dalam menempuh pendidikan pascasarjana pendidikan fisika. 3. Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. selaku Sekertaris Program Studi Pendidikan Sains Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyusunan tesis ini. v

4. Dr. H. Sarwanto, M.Si selaku dosen Pembimbing II yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyusunan tesis ini. 5. Para Dosen Pengampu Program Studi Sains Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan pendalaman ilmu kepada penulis. 6. Teman-teman mahasiswa Program Studi Pendidikan Sains Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah berbagi dalam banyak hal selama menjalani pendidikan S2. 7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan semangat sampai terselesaikannya tesis ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Harapan penulis, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pembaca, dan dapat turut serta digunakan untuk pengembangan ilmu pengetahuan khususnya dibidang Fisika. Surakarta, Juli 2011 Penulis vi

MOTTO Sesungguhnya Allah tidak akan membebani urusan kepada suatu kaumnya apabila mereka tidak mampu melaksanakannya vii

PERSEMBAHAN Tesis ini kupersembahkan kepada : Suamiku Wawan Kurniawan Anakku Dinar Avilliani Ibu Sri Diah Astuti Mbah Kakung (Alm) dan Mbah Uti R. Soeharto Bapak dan Ibu Mertua Slamet Maryadi Adik Danang Andi Nugroho Bapak Hani Susanto viii

ABSTRAK DianaEndahHandayani.S831002040.2011. Pembelajaran Fisika dengan Model Problem Based Learning Menggunakan CD Multimedia dan Modul Ditinjau dari Kemampuan Awal dan Aktivitas Belajar Siswa. (Studi Kasus pada Materi Impuls Momentum Kelas XI Semester 1 di SMA Negeri 2 Semarang Tahun Pelajaran 2010/2011). Pembimbing I: Dra. Suparmi, M.A.,Ph.D. Pembimbing II: Dr. H. Sarwanto, M.Si. Tesis Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. Prestasi belajar merupakan salah satu permasalahan yang dihadapi oleh guru di sekolah. Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki prestasi belajar fisika melalui pembelajaran dengan model problem based learning menggunakan media CD Multimedia dan Modul ditinjau dari kemampuan awal dan aktivitas belajar siswa. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi dari penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI IPA SMA Negeri 2 Semarang tahun pelajaran 2010/2011. Sampel penelitian ditentukan menggunakan teknik cluster random sampling sebanyak dua kelas yaitu XI IPA 5 dan XI IPA 6. Kelas XI IPA 6 menggunakan CD Multimedia dan kelas XI IPA 5 menggunakan Modul. Teknik pengumpulan data didapatkan dari tes prestasi belajar dan tes kemampuan awal sedangkan untuk aktivitas belajar menggunakan angket. Uji hipotesis menggunakan anava tiga jalan dengan desain faktorial 2x2x2 dengan frekuensi sel yang tak sama. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) terdapat pengaruh pembelajaran dengan model problem based learning yang menggunakan CD multimedia dan modul terhadap prestasi belajar. Prestasi belajar siswa yang menggunakan CD multimedia lebih tinggi daripada yang menggunakan modul; (2) tidak terdapat pengaruh kemampuan awal terhadap prestasi belajar; (3) terdapat pengaruh aktivitas belajar terhadap prestasi belajar; (4) tidak terdapat interaksi antara pembelajaran dengan model problem based learning menggunakan CD multimedia, modul dan kemampuan awal siswa terhadap prestasi belajar; (5) tidak terdapat interaksi antara pembelajaran dengan model problem based learning menggunakan CD multimedia, modul dan aktivitas belajar siswa terhadap prestasi belajar; (6) terdapat interaksi kemampuan awal dan aktivitas belajar terhadap prestasi belajar; (7) tidak terdapat interaksi antara media pembelajaran dengan model problem based learning menggunakan CD multimedia, modul, kemampuan awal dan aktivitas belajar siswa terhadap prestasi belajar. Kata kunci: Problem Based Learning, CD Multimedia, Modul, Kemampuan Awal, Aktivitas Belajar, Prestasi Belajar, Impuls Momentum ix

ABSTRACT DianaEndahHandayani.S831002040.2011. "Physics Learning with Problem Based Learning Model using CD Multimedia and Modules overviwed Prior Knowledge and Sudent s Learning Activity. (A Case Study Impulse Momentum Learning Semester 1 Grade Eleven in SMA Negeri 2 Semarang Academic Year 2010/2011) ". Thesis. Advisor I: Dra. Suparmi, M.A., Ph.D. Advisor II: Dr. H. Sarwanto, M.Si. Science Education Program, Post Graduate Program, Sebelas Maret University, Surakarta, 2011 Student achievement is one problem that was faced by the teacher in the school. The purpose of this research to the effect of learning media, stundent s prior knowledge, student s learning activity and its interaction toward student achievement. This research used experimental methods. The population of this study was all XI th the grade student, SMA Negeri 2 Semarang academic year 2010/2011. The sample was taken using cluster random sampling consisted of two classes, XI 5 and XI 6.XI 6 was treated using CD and XI 5 using module. The data was collected using test for toward student achievement and student s prior knowledge, quesioner for student s learning activity. The hypotheses were tested using ANOVA with 2x2x2 factorial design with unequal cell. From the results of research could be concluded that: (1) there was an effect of learning media toward student achievement. The student that learn using CD Multimedia had higher achievement than Module; (2) there was no effect of student s prior knowledge toward student achievement; (3) there was an effect student s learning activity toward student achievement; (4) there was no interaction between learning media and student s prior knowledge toward student achivement; (5) there was no interaction between learning and student s learning activity toward student achievement; (6) there was an interaction between student s prior knowledge and student s learning activity toward student achievement; (7) there was no interaction between learning media, student s prior knowledge and student s learning activity toward student achievement. Keywords: Problem Based Learning, Multimedia CD, Module, Prior Knowledge, Learning Activity, Toward Student Achievement, Impulse Momentum x

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL. i LEMBAR PERSETUJUAN. ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERNYATAAN... iv KATA PENGANTAR.. v MOTTO. vii PERSEMBAHAN. viii ABSTRAK. ix ABSTRACT... x DAFTAR ISI.. xi DAFTAR TABEL.. xv DAFTAR GAMBAR. xvii DAFTAR LAMPIRAN.. xviii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah. 1 B. Identifikasi Masalah. 7 C. Pembatasan Masalah.. 8 D. Perumusan Masalah... 9 E. Tujuan Penelitian... 10 F. Manfaat Penelitian... 11 BAB II KAJIAN TEORI, PENELITIAN YANG RELEVAN, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS A. Kajian Teori....... 13 1. Pengertian Belajar... 13 2. Teori Belajar 14 a. Teori Belajar Piaget... 14 b. Teori Belajar Ausubel... 19 c. Teori Belajar Gagne... 22 xi

3. Problem Based Learning 24 4. CD Multimedia 27 5. Modul. 32 6. Kemampuan Awal 35 7. Aktivitas Belajar.. 37 8. Prestasi Belajar. 39 9. Hakikat Fisika.. 44 10. Bahan Ajar Momentum dan Impuls 47 a. Definisi Momentum.... 47 b. Hubungan Impuls dan Perubahan Momentum.. 47 c. Definisi Impuls.... 48 d. Hukum Kekekalan Momentum.. 49 e. Jenis-jenis Tumbukan.... 50 B. Penelitian yang Relevan 53 C. Kerangka Berpikir. 57 D. Hipotesis 65 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian. 66 1. Tempat Penelitian... 66 2. Waktu Penelitian.. 66 B. Populasi dan Sampel.. 67 1. Populasi....... 67 2. Sampel... 67 C. Metode Penelitian... 67 D. Rancangan dan Variabel Penelitian...... 68 1. Rancangan Penelitian... 68 2. Variabel Penelitian 69 E. Teknik Pengumpulan Data. 72 1. Teknik Pengambilan Data.... 72 2. Teknik Pengumpulan Data.... 72 xii

F. Instrumen Penelitian... 73 1. Instrumen Pelaksanaan Penelitian.... 73 2. Instrumen Pengambilan Data...... 74 G. Ujicoba Instrumen... 77 1. Uji Validitas.. 77 2. Uji Reliabilitas.. 79 a. Reliabilitas KR-20.. 79 b. Reliabilitas Alpha....... 80 3. Uji Taraf Kesukaran... 81 4. Uji Daya Pembeda... 83 H. Teknik Analisis Data... 85 1. Uji Prasyarat Analisis 85 c. Uji Normalitas. 85 d. Uji Homogenitas.... 86 2. Pengujian Hipotesis. 87 b. Analisis Varians Tiga Jalan... 87 c. Uji Lanjut Analisis Varians.... 92 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data... 93 1. Data Kemampuan Awal... 93 2. Data Aktivitas Belajar 96 3. Data Prestasi Belajar 98 B. Uji Prasyarat Analisis 98 1. Uji Normalitas....... 99 2. Uji Homogenitas...... 100 C. Pengujian Hipotesis.... 101 1. Analisis Varians Tiga Jalan..... 101 2. Uji Lanjut Analisis Varians..... 103 D. Pembahasan.. 104 1. Hipotesis Pertama.... 104 2. Hipotesis Kedua...... 106 xiii

3. Hipotesis Ketiga....... 107 4. Hipotesis Keempat.... 108 5. Hipotesis Kelima...... 109 6. Hipotesis Keenam. 110 7. Hipotesis Ketujuh... 111 E. Keterbatasan Penelitian.. 112 BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Kesimpulan...... 114 B. Implikasi..... 117 C. Saran.. 119 DAFTAR PUSTAKA... 120 LAMPIRAN... 123 xiv

DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Sembilan Peristiwa Belajar Gagne 23 Tabel 2.2. Sintaks Problem Based Learning.. 26 Tabel 2.3. Kelebihan dan Kekurangan CD Multimedia.. 32 Tabel 2.4 Tingkatan Prestasi Belajar Aspek Kognitif... 40 Tabel 2.5. Revisi Tingkatan Prestasi Belajar Kognitif Anderson dan Karthwohl... 41 Tabel 2.6 Tingkatan Prestasi Belajar Aspek Afektif.. 42 Tabel 2.7. Tingkatan Prestasi Belajar Aspek Psikomotor... 43 Tabel 3.1. Jadwal Kegiatan Penelitian. 66 Tabel 3.2. Rancangan Penelitian.. 68 Tabel 3.3. Klasifikasi Validitas....... 78 Tabel 3.4 Hasil Uji Validitas.. 78 Tabel 3.5. Klasifikasi Uji Reliabilitas. 81 Tabel 3.6. Hasil UjiValiditas... 81 Tabel 3.7. Klasifikasi Indeks Kesukaran. 82 Tabel 3.8. Hasil Uji Taraf Kesukaran... 82 Tabel 3.9. Klasifikasi Indeks Diskriminasi.... 84 Tabel 3.10. Hasil Uji Daya Pembeda... 84 Tabel 3.11. Rancangan Komputasi Data Statistik.. 90 Tabel 4.1. Tabel 4.2. Tabel 4.3. Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6. Deskripsi Data Kemampuan Awal siswa Menggunakan CD Mutimedia dan Modul 94 Distribusi Frekuensi Kemampuan Awal siswa Menggunakan CD Mutimedia dan Modul 94 Distribusi Frekuensi Kemampuan Awal siswa Tinggi dan Rendah.. 95 Deskripsi Data Aktivitas Belajar siswa Menggunakan CD Mutimedia dan Modul 96 Distribusi Frekuensi Aktivitas Belajar siswa Menggunakan CD Mutimedia dan Modul 96 Distribusi Frekuensi Aktivitas Belajar siswa Tinggi dan Rendah.. 97 xv

Tabel 4.7. Tabel 4.8. Distribusi Frekuensi Prestasi Belajar siswa Menggunakan CD Mutimedia dan Modul 98 Distribusi Frekuensi Prestasi Belajar Menggunakan CD Multimedia dan Modul... 98 Tabel 4.9. Hasil Uji Normalitas.... 100 Tabel 4.10. Hasil Uji Homogenitas... 101 Tabel 4.11. Rangkuman ANAVA Tiga Jalan... 102 Tabel 4.12. Rangkuman Uji Lanjut ANAVA Tiga Jalan... 103 xvi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bola bilyar diberikan gaya sebesar F bergerak dengan kecepatan v 1 menjadi v 2 dalam waktu t... 47 Gambar 2.2. Gambar Tumbukan antara dua benda... 49 Gambar 2.3. Gambar Tumbukan Lenting Sempurna..... 51 Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6. Histrogram Nilai Kemampuan Awal Siswa Menggunakan CD Mutimedia 93 Histrogram Nilai Kemampuan Awal Siswa Menggunakan Modul 93 Histrogram Skor Aktivitas Belajar Siswa Menggunakan CD Mutimedia... 95 Histrogram Skor Aktivitas Belajar Siswa Menggunakan Modul.. 95 Histrogram Nilai Prestasi Belajar Siswa Menggunakan CD Mutimedia 97 Histrogram Nilai Prestasi Belajar Siswa Menggunakan Modul.. 97 xvii

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Silabus Fisika SMA Fisika... 123 Lampiran 2. RPP CD Multimedia...... 133 Lampiran 3. RPP Modul...... 157 Lampiran 4. Lembar Kerja Siswa... 181 Lampiran 5. Kunci Jawaban Lembar Kerja Siswa... 190 Lampiran 6. Penilaian Proses Kinerja... 199 Lampiran 7. Rubrik Penilaian Proses Kinerja... 200 Lampiran 8. Penilaian Afektif... 201 Lampiran 9. Rubrik Penilaian Afektif... 202 Lampiran 10. Kisi-kisi Tes Kemampuan Awal... 204 Lampiran 11. Kisi-kisi Angket Aktivitas Belajar... 206 Lampiran 12. Kisi-kisi Tes Prestasi Belajar... 207 Lampiran 13. Soal Tes Kemampuan Awal... 209 Lampiran 14. Soal Angket Aktivitas Belajar... 216 Lampiran 15. Soal Tes Prestasi Belajar... 218 Lampiran 16. Uji Tingkat Kesukaran, Daya Pembeda, Reliabilitas, Validitas Kemampuan Awal.. 226 Lampiran 17. Uji Relabilitas Aktivitas Belajar. 228 Lampiran 18. Uji Tingkat Kesukaran, Daya Pembeda, Reliabilitas, Validitas Prestasi Belajar... 229 Lampiran 19. Uji Normalitas... 229 Lampiran 20. Uji Homogenitas... 231 Lampiran 21. Uji ANAVA dan Uji Lanjut ANAVA... 233 Lampiran 22. Hasil Lembar Kerja Siswa... 231 Lampiran 23. Nilai Keseluruhan Kelas CD Multimedia... 233 Lampiran 24. Nilai Keseluruhan Kelas Modul... 233 xviii