PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS INKUIRI TERBIMBING PADA POKOK BAHASAN LISTRIK DINAMIS UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA KELAS X SMA/MA TESIS Disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Magister Pendidikan Sains Minat Pendidikan Fisika Oleh Muhamad Irkham Luthfi Ansori S831402055 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
ii
iii
iv
v
MOTTO "... Cukuplah Allah menjadi penolong kami dan Allah adalah sebaik-baik Pelindung". (Ali Imron 03: 173) Dan Tuhanmu berfirman: "Berdoalah kepada-ku, niscaya akan Kuperkenankan bagimu,... (Al-Mu min 40:60) ANAK MUDA yang lebih MENGHORMATI DIRINYA, pandai atau tidak, AKAN LEBIH SUKSES dari pada yang berbakat tapi malas (Mario Teguh) "Sedikit bicara banyak bertindak" (Penulis) PERSEMBAHAN Teriring syukurku pada-mu, penulis persembahkan Tesis ini kepada: Ayahanda Munawir, S.Pd.SD., Ibunda Khamnah, S.Pd., dan kakakku Siti Jamilatul Mar ati tercinta, terima kasih dengan segala pengorbanan dan kasih sayangnya. Bapak Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd. dan ibu Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D, yang selalu sabar membimbing dengan segala keterbatasan yang saya miliki hingga menjadi pribadi yang bermakna, senantiasa memberikan nasehat, motivasi, dan do anya. Sahabat-sahabatku tercinta Pascasarjana Minat Fisika kelas A dan B angkatan Februari 2014, serta sahabatku Fakultas Saintek Pendidikan Fisika UIN angkatan 2009. Sahabat yang telah membantu dalam penelitianku, Roimi Amelia Masita, S.Pd.Si, Dardiri, S.Pd.Si., dan Bonita Novia Yuhastuti, S.T. Siswa-siswi kelas X 1 SMA Muhammadiyah 1 Temanggung Tahun 2014/2015. vi
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmad dan hidayah-nya sehingga Tesis berjudul Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Pokok Bahasan Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Kelas X SMA/MA dapat terselesaikan. Tesis disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mendapatkan gelar Magister Pendidikan Sains Program Studi Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulisan tesis dapat terwujud dengan adanya bimbingan, dorongan, dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini penulis menyampaikan 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. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister Pendidikan Sains yang telah berkenan membimbing dalam penyusunan tesis. 4. Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., sekalu Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tesis. 5. Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II yang telah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tesis. 6. Staf dosen pengajar Program Studi Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ilmu, wawasan, dan pengalaman disetiap perkuliahan. 7. Drs. Edy Wiyono, M.Pd., Dr. Nonoh Siti Aminah, M.Pd., Mey Suyanto, M.Pd., Dra. Sri Susilaningsih, M.Pd., Siti Jamilatul M, S.Pd., Eriza Mutaqin, S.Pd., Erni Mariana, S.Pd., dan Mutiah Pratama Suri, S.Pd., selaku Validator dalam penelitian pengembangan. 8. Penelitian payung hibah pascasarjana UNS 2015. 9. Roimi Amelia Masita, S.Pd.Si., selaku Guru Mata Pelajaran Fisika di SMA Muhammadiyah 1 Temanggung yang senantiasa membantu kelancaran penelitian. vii
viii
Muhamad Irkham Luthfi Ansori. 2015. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Pokok Bahasan Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Kelas X SMA/MA. TESIS. Pembimbing I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., Pembimbing II: Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., Program Magister Pendidikan Sains, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK Modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi listrik dinamis perlu dikembangkan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing, 2) kelayakan produk Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing, 3) efektivitas Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa kelas X SMA/MA. Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan (Research and Development) termodifikasi dari Borg and Gall (1983). Sampel penelitian pengembangan meliputi: 1) sampel uji coba produk awal sejumlah 2 validator ahli (materi, media dan bahasa), 2 praktisi pendidikan dan 2 teman sejawat, 2) sampel uji coba lapangan terbatas sejumlah 10 siswa kelas X2 SMA Muhammadiyah 1 Temanggung, dan 3) sampel uji lapangan operasional sejumlah 26 siswa kelas X1 SMA Muhammadiyah 1 Temanggung. Instrumen yang digunakan adalah angket, lembar observasi, wawancara, dan tes. Uji lapangan operasional menggunakan one group pretest-posttest design. Data keterampilan berpikir kritis (hasil belajar kognitif) siswa diuji menggunakan uji t berpasangan dan dihitung dengan N-gain ternormalisasi. Hasil penelitian pengembangan sebagai berikut: 1) karakteristik pengembangan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa kelas X SMA/MA yaitu menggunakan teknik R&D (research and development) dari Borg and Gall (1983: 775) termodifikasi melalui 10 tahap dengan tahapan terakhir dilakukan diseminasi saja tanpa dilakukannya implementasi produk, 2) kelayakan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing setelah dilakukannya uji coba produk awal, uji coba lapangan terbatas, uji lapangan operasional dan diseminasi dan implementasi didapatkan rata-rata persentase sebesar 85,11% yang dikategorikan Sangat Baik, 3) efektivitas Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa didapatkan nilai N-gain dari keterampilan berpikir kritis (hasil belajar kognitif) sebesar 0,564 dikategorikan Sedang. Kata kunci: Penelitian Pengembangan, Modul, Inkuiri Terbimbing, dan Keterampilan Berpikir Kritis. ix
Muhamad Irkham Luthfi Ansori. 2015. Development of Guided Inquiry-based Physics Module on the subject electro dynamic to Increase Students Skill of Critical Thinking in Class X SMA/MA. THESIS. Consultant I: Prof. Dr. H. Widha Sunarno, M.Pd., Consultant II: Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., Master of Science Education Department, Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta. ABSTRACT Physics module based guide inquiry on electro dynamic should be developed to increase critical thinking skills and students achievement. This research aims are to: 1) identify the develop product of Guided Inquiry-based Physics Module, 2) identify the properness of Guided Inquiry-based Physics Module, 3) identify the effectiveness of Guided Inquiry-based Physics Module to Increase Students Skill of Critical Thinking in Class X SMA/MA. This Research and Development (R&D) is modified from Borg and Gall model (1983). Sample of the research were: 1) sample of initial product trial: 2 validations (Contents, design, language), education practitioners and collage friend, 2) sample of preliminary field test: 10 students in X2 class SMA Muhammadiyah 1 Temanggung and 3) sample of operational field test: 26 students in X1 class SMA Muhammadiyah 1 Temanggung. The instruments used were questionnaire, observation sheets, interview and test. One group pretest-posttest design was used in the operational field test. Data of critical thinking skill (students cognitive achievement) were tested using paired t test and were scored using N-gain score. Research findings are presented as follow: 1) guided Inquiry-based Physics Module to Increase Students Skill of Critical Thinking was developed using modified model of Gall, Borg, and Gall (1983), through: research and data collection, planning, initial product development, initial product trial, product I revision, preliminary field test, product II revision, operational field test, final product revision, dissemination and implementation; 2) properness of Guided Inquiry-based Physics Module to Increase Students Skill of Critical Thinking was identified after initial product trial, preliminary, operational field test and dissemination and implementation, the mean percentage score was 85,11% and it was category Very Good ; 3) effectiveness of Guided Inquiry-based Physics Module to Increase Students Skill of Critical Thinking was identified from N- gain score of critical thinking skill (students cognitive achievement): 0,564 ( Medium category ). Keywords: Research and Development, Module, Guided Inquiry, Critical Thingking Skill. x
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PERNYATAAN... iv BIODATA... v HALAMAN MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vi KATA PENGANTAR... vii ABSTRAK... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 5 C. Tujuan Pengembangan... 5 D. Spesifikasi Produk yang Diharapkan... 5 E. Asumsi dan Keterbatasan Penelitian... 7 1. Asumsi Penelitian... 7 2. Keterbatasan Penelitian... 8 F. Manfaat Penelitian... 8 G. Definisi Istilah... 9 BAB II LANDASAN TEORI... 11 A. Tinjauan Pustaka... 11 1. Hakikat Pembelajaran Sains (Fisika)... 11 2. Teori Belajar... 12 3. Prinsip Belajar... 14 4. Modul Sebagai Media Pembelajaran... 15 xi
5. Pembelajaran Inkuiri Terbimbing... 6. Keterampilan Berpikir Kritis... 7. Hasil Belajar... 8. Listrik Dinamis... B. Hasil Penelitian Relevan... C. Kerangka Berpikir... 23 28 33 34 44 47 BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN... 50 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 1. Tempat Penelitian... 2. Waktu Peneitian... B. Model Penelitian dan Pengembangan... C. Prosedur Penelitian dan Pengembangan Modul... 1. Penelitian dan Pengumpulan Informasi... 2. Perencanaan... 3. Pengembangan Produk Awal... 4. Uji Coba Produk Awal... 5. Revisi Produk I... 6. Uji Coba Lapangan Terbatas... 7. Revisi Produk II... 8. Uji Lapangan Operasional... 9. Revisi Produk Akhir... 10. Diseminasi dan Implementasi Produk... D. Uji Coba Produk... 1. Desain Uji Coba Produk... 2. Subjek Penelitian... 3. Jenis Data... 4. Instrumen Pengumpulan Data... 5. Teknik Analisis Data... 50 50 50 50 51 51 52 53 54 55 55 56 56 56 56 56 57 59 60 60 62 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 66 A. Deskripsi Hasil Prosedur Pengembangan Produk... 1. Hasil Tahap Penelitian dan Pengumpulan Informasi... 2. Hasil Tahap Perencanaan... 66 66 68 xii
3. Hasil Pengembangan Produk Awal... 4. Hasil Uji Coba Produk Awal... 5. Revisi I... 6. Hasil Uji Coba Lapangan Terbatas... 7. Revisi II... 8. Hasil Uji Lapangan Operasional... 9. Hasil Revisi Produk Akhir... 10. Hasil Diseminasi dan Implementasi Produk... B. Pembahasan... 1. Tahap Penelitian dan Pengumpulan Informasi... 2. Tahap Perencanaan... 3. Tahap Pengembangan Produk Awal... 4. Tahap Uji Coba Produk Awal... 5. Tahap Revisi Produk I... 6. Tahap Uji Coba Lapangan Terbatas... 7. Tahap Revisi Produk II... 8. Tahap Uji Lapangan Operasional... 9. Tahap Revisi Produk Akhir... 10. Tahap Diseminasi dan Implementasi Produk... C. Kelayakan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing... 1. Hasil Uji Coba Produk Awal... 2. Hasil Uji Coba Lapangan Terbatas... 3. Hasil Uji Lapangan Operasional... 4. Hasil Diseminasi dan Implementasi Produk... D. Efektivitas Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing... E. Efektivitas Capaian Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Siswa... F. Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Sebelum dan Setelah Menggunakan Modul Fisika... G. Temuan di lapangan... H. Hasil Penelitian dengan Penelitian-penelitian Sebelumnya... 69 78 83 87 87 88 93 94 95 95 96 97 98 99 99 100 100 101 102 103 103 103 103 104 104 105 106 107 107 xiii
BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN... 109 A. Kesimpulan... B. Implikasi... 1. Implikasi Teoritis... 2. Implikasi Praktis... C. Saran... 109 110 110 110 111 DAFTAR PUSTAKA... 112 LAMPIRAN... 117 xiv
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Perbandingan Pembelajaran Konvensional dengan Pembelajaran 23 Menggunakan Modul... 2.2 Sintaks Pembelajaran Inkuiri Terbimbing... 27 2.3 Pola Keterkaiatan antara Keterampilan Berpikir Kritis dengan Inkuiri Terbimbing... 33 2.4 Resistivistik dan Konduktivitas pada Temperatur 20 0 C... 39 2.5 Kode Warna Resistor... 40 3.1 Konversi data Kuantitatif ke Data Kualitatif dengan Skala Empat... 63 4.1 Tingkat Validitas Soal Keterampilan Berpikir Kritis... 76 4.2 Reliabilitas Soal Keterampilan Berpikir Kritis... 77 4.3 Indeks Kesukaran Soal Keterampilan Berpikir Kritis... 77 4.4 Daya Pembeda Soal Keterampilan Berpikir Kritis... 78 4.5 Saran dan Masukan oleh Ahli Materi... 79 4.6 Saran dan Masukan oleh Ahli Media... 79 4.7 Saran dan Masukan oleh Ahli Bahasa... 80 4.8 Saran dan Masukan oleh Ahli Instrumen... 81 4.9 Saran dan Masukan oleh Guru Fisika... 82 4.10 Saran dan Masukan oleh Teman Sejawat... 82 4.11 Saran dan Hasil Revisi Produk II... 87 4.12 Hasil Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran Inkuiri Terbimbing... 89 4.13 Hasil Belajar Afektif Siswa... 90 4.14 Hasil Belajar Psikomotorik Siswa... 90 4.15 Saran dan Hasil Revisi Produk Akhir... 94 4.16 Hasil Tanggapan Lima Guru Fisika pada Tahapan Diseminasi dan Implementasi Produk... 94 4.17 Hasil Kelayakan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing... 103 4.18 Efektivitas Capaian Keterampilan Berpikir Kritis Siswa berdasarkan LKS... 105 xv
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Laju Arus Listrik Pada Penampang Lintang... 35 2.2 Rangkaian Tertutup... 37 2.3 Grafik Hubungan Arus dan Tegangan untuk Konduktor Logam yang Mengikuti Hukum Ohm... 37 2.4 Nilai Hambatan Suatu Resisitor Pada Gelang Warna... 40 2.5 (a) Rangkaian Hambatan Listrik disusun Seri (b) Hambatan Ekivalen Tunggal R ek... 42 2.6 (a) Rangkaian Hambatan Listrik disusun Paralel (b) Hambatan 43 Ekivalen Tunggal R ek... 2.7 Ilustrasi Hukum I Kirchoff tentang Titik Percabangan... 44 2.8 Kerangka Berpikir... 49 3.1 Prosedur Pengembangan Produk... 51 4.1 Sampul Modul Bagian Depan... 70 4.2 Sampul Modul Bagian Dalam... 70 4.3 Halaman Francis Modul... 71 4.4 Kata Pengantar Modul... 71 4.5 Daftar Isi Modul... 72 4.6 Pendahuluan pada Modul... 73 4.7 Kegiatan Belajar pada Modul... 73 4.8 Bagian Akhir Modul... 75 4.9 Sampul Modul Bagian Belakang... 75 4.10 Grafik Perbandingan Hasil Validasi oleh Ahli Materi, Ahli Media, Ahli Bahasa, Guru Fisika SMA/MA dan Teman Sejawat... 83 4.11 Revisi I pada Peta Konsep... 83 4.12 Revisi I pada Fitur Apakah Anda Tau?... 84 4.13 Revisi I pada Fitur Saatnya Bereksperimen... 84 4.14 Revisi I pada Fitur Tokoh... 85 4.15 Revisi I pada Fitur Analisa Data... 85 4.16 Revisi I pada Fitur Simpulan Materi... 86 xvi
4.17 Revisi I pada Fitur Biografi Penulis... 86 4.18 Revisi II pada Fitur Fakta Unik... 88 4.19 Revisi I pada Fitur Uji Kompetensi... 88 4.20 Histogram Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran... 89 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1 Penelitian dan Pengumpulan Informasi... 117 2 Perencanaan... 141 3 Pengembangan Produk Awal... 147 4 Uji Coba Produk Awal... 225 5 Uji Coba Lapangan Terbatas... 261 6 Uji Lapangan Operasional... 269 7 Diseminasi dan Implementasi Produk... 321 8 Analisa Data Hasil Tes Try Out KBK, Uji Prasyarat dan Pre-Post... 329 9 Foto Penelitian... 337 10 Surat-surat Penelitian... 338 xvii