i

PENGARUH MODEL PROBLEM BASED LEARNING

TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR FORMAL DAN LITERASI SAINS

PADA SISWA KELAS X SMA KRISTEN 1 SURAKARTA

TAHUN PELAJARAN 2013/2014

SKRIPSI

Oleh :

DYAH PUSPITARINI

K4310023

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014

ii

iii

PENGARUH MODEL PROBLEM BASED LEARNING

TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR FORMAL DAN LITERASI SAINS

PADA SISWA KELAS X SMA KRISTEN 1 SURAKARTA

TAHUN PELAJARAN 2013/2014

Oleh :

DYAH PUSPITARINI

K4310023

Skripsi

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Biologi, Jurusan Pendidikan

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014

iv

v

vi

MOTTO

Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan,

dan bertekunlah dalam doa (Roma 12:12)

Segala perkara dapat kutanggung di dalam Dia yang memberi kekuatan kepadaku

(Filipi 4:13)

Apapun juga yang kamu perbuat, perbuatlah dengan segenap hatimu seperti untuk Tuhan

dan bukan untuk manusia (Kolose 3:23)

Karena Tuhanlah yang memberikan hikmat, dari mulut-Nya datang pengetahuan dan

kepandaian (Amsal2:6)

vii

PERSEMBAHAN

Atas kasih karunia dan anugrah Kristus, karya ini dipersembahkan untuk:

Sang Pembimbing Skripsi Sejati, Bapa Terkasih, Yesus Kristus,

Sumber segala hikmat, pengetahuan, kebijaksanaan, dan kepandaian.

Bapak dan Ibuku terkasih, atas dukungan dan kerjakeras dan semangat

yang senantiasa tercurah

Ibu Ana Susanti, M. Pd. dan Bapak Sri Hery Setiobudi, S. Pd. yang

telah membantuku dalam penelitian.

Bapak Bowo Sugiharto dan Bapak Yudi Rinanto pembimbing,

motivator dan inspirasi dalam penyusunan skripsi.

Bapak dan Ibu Dosen Pendidikan Biologi yang telah memberikan ilmu

dan teladan yang sangat bermanfaat selama perkuliahan.

Murid-murid kelas XB dan XC SMA Kristen 1 Surakarta yang telah

berpartisipasi aktif dalam penelitian.

Saudaraku terkasih di kos El ER Vie (Puri Hayati, mba Nindri, mba

Ratih, Pitra, Khoti, dll.)

Teman-temanku di PMK FKIP (mba Atin, mba Tyas, mba Wulan, mba

Christin, mba Yuke, Patria, Marantika, Yakin, dan Cyntia) yang selalu

memberi semangat dan dukungan doa.

Sahabat dan patnerku di Pendidikan Biologi FKIP UNS angkatan 2010

(Wahyu, Ica, Ika, Pramukti, Diana, Susi, Yakin)

Teman-teman satu tim skripsi (Ismia, Afif, Nikmah, Mona)

Teman-teman Pendidikan Biologi FKIP UNS Angkatan 2010 yang

telah memberi warna dan cerita dalam satu karya

Almamaterku UNS tercinta

viii

ABSTRAK

Dyah Puspitarini. “PENGARUH MODEL PROBLEM BASED LEARNING

TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR FORMAL DAN LITERASI

SAINS PADA SISWA KELAS X SMA KRISTEN 1 SURAKARTA TAHUN

PELAJARAN 2013/2014”. Skripsi. Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan. Universitas Sebelas Maret. Juli 2014.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model Problem Based

Learning terhadap kemampuan berpikir formal dan literasi sains siswa kelas X

SMA Kristen 1 Surakarta tahun pelajaran 2013/2014.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu (Quasi experiment

research) menggunakan desain penelitian Post-test Only Non-equivalent Control

Group Design dengan teknik pengambilan sampel cluster sampling. Sampel

terdiri dari 43 siswa yang terbagi dalam dua kelas, yaitu 22 siswa kelas

eksperimen menggunakan model Problem Based Learning dan 21 siswa

menggunakan model pembelajaran konvensional. Populasi dalam penelitian ini

adalah seluruh peserta didik kelas X Semester Genap di SMA Kristen 1 Surakarta

tahun pelajaran 2013/2014. Teknik pengumpulan data menggunakan tes pilihan

ganda beralasan, tes uraian, observasi keterlaksanaan sintak dan dokumentasi data

nilai ulangan siswa. Teknik analisis data menggunakan uji manova dengan

bantuan SPSS 21.

Hasil penelitian menunjukan nilai F hitung sebesar 4,016 dan nilai sig.

0,016 untuk nilai kemampuan berpikir formal siswa. Penelitian kemampuan

literasi sains siswa didapatkan F hitung sebesar 3,409 dengan nilai sig. 0,044.

Sehingga Ho ditolak. Hal tersebut menunjukkan bahwa kemampuan berpikir

formal dan literasi sains siswa dalam kelompok antara kelas eksperimen dan

kontrol berbeda nyata.

Kesimpulan penelitian ini adalah ada pengaruh model Problem Based

Learning terhadap kemampuan berpikir formal dan literasi sains siswa pada kelas

X SMA Kristen 1 Surakarta tahun pelajaran 2013/2014.

Kata kunci: Problem Based Learning, kemampuan berpikir formal, kemampuan

literasi sains.

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa

yang telah melimpahkan anugrah dan karunia-Nya, sehingga skripsi yang berjudul

“Pengaruh Model Problem Based Learning terhadap Kemampuan Berpikir

Formal dan Literasi Sains Kelas X SMA Kristen 1 Surakarta Tahun Pelajaran

2013/2014” dapat diselesaikan untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana pada Program Studi Pendidikan Biologi Jurusan Pendidikan Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Pendidikan dan Keguruan Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Selama penyusunan skripsi ini, penulis menemui berbagai hambatan,

namun berkat bantuan dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya kendala yang

ada dapat teratasi. Atas segala bentuk bantuan yang telah diberikan, dengan segala

kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ketua Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Ketua Program Studi Pendidikan Biologi Jurusan Pendidikan Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

3. Bowo Sugiharto, M.Pd., selaku Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahan.

4. Dr. Ir. Yudi Rinanto, M. P., selaku Pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahan.

5. Bapak dan Ibu yang selalu memberikan dukungan dan doa.

6. Teman-teman Program Studi Pendidikan Biologi Jurusan Pendidikan

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang selalu memberikan

dukungan dan semangat.

7. Berbagai pihak yang tidak mungkin disebutkan satu-persatu yang telah

membantu menyelesaikan penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam menyusun skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Untuk itu kritik dan saran sangat penulis harapkan demi perbaikan dan

kesempurnaan skripsi ini. Semoga karya ini bermanfaat bagi semua pihak yang

berkepentingan.

Surakarta, Juli 2014

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ ii

HALAMAN PENGAJUAN ................................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. iv

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ........................................................... v

HALAMAN MOTTO ......................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vii

ABSTRAK ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ ix

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ................................................................................ 1

B. Rumusan Masalah ........................................................................................... 4

C. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 4

D. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan ............................................ 6

1. Model Problem Based Learning ............................................................... 6

2. Kemampuan Berpikir Formal .................................................................. 9

3. Kemampuan Literasi Sains ....................................................................... 12

B. Kerangka Berpikir ........................................................................................... 15

C. Hipotesis Penelitian ......................................................................................... 17

BAB III. METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................... 18

1. Tempat Penelitian...................................................................................... 18

xi

2. Waktu Penelitian ....................................................................................... 18

B. Rancangan Penelitian ...................................................................................... 19

C. Subjek Penelitian ............................................................................................. 20

1. Populasi Penelitian .................................................................................... 20

2. Sampel Penelitian ...................................................................................... 20

D. Teknik Pengambilan Sampel........................................................................... 20

E. Pengumpulan Data .......................................................................................... 21

1. Variabel Penelitian .................................................................................... 21

2. Metode Pengumpulan Data ....................................................................... 21

F. Validasi Instrumen Penelitian ......................................................................... 24

1. Uji Validitas .............................................................................................. 24

2. Uji Reliabilitas .......................................................................................... 25

G. Analisis Data ................................................................................................... 26

H. Prosedur Penelitian.......................................................................................... 28

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data ................................................................................................. 30

1. Data Kemampuan Berpikir Formal Siswa................................................ 30

2. Data Kemampuan Literasi Sains Siswa…………………....................... 34

B. Pengujian Prasyarat Analisis ........................................................................... 38

1. Hasil Uji Normalitas ............................................................................... 38

2. Hasil Uji Homogenitas ............................................................................ 39

C. Pengujian Hipotesis ......................................................................................... 40

1. Kemampuan Berpikir Formal . ............................................................... 40

2. Kemampuan Literasi Sains. .................................................................... 41

D. Pembahasan Hasil Analisis Data ..................................................................... 42

1. Pengaruh Model Problem Based Learning terhadap Kemampuan

Berpikir Formal . ..................................................................................... 42

2. Pengaruh Model Problem Based Learning terhadap Kompetensi

Literasi Sains. .......................................................................................... 48

xii

BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan ....................................................................................................... 52

B. Implikasi ........................................................................................................ 52

C. Saran ............................................................................................................ 53

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 54

LAMPIRAN ........................................................................................................ 59

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Sintaks Model Problem Based Learning ............................................ 8

Tabel 2.2. Tahap Perkembangan Berpikir menurut Piaget ................................. 10

Tabel 2.3. Aspek kemampuan berpikir formal.…………………………………..11

Tabel 2.4. Aspek kompetensi dalam literasi sains ............................................... 14

Tabel 3.1. Rancangan Penelitian Posttest Only Non-equivalent Control Group

Design ………………………………………………………………. 19

Tabel 3.2. Hasil Uji Kesetaraan Nilai Awal kelas X SMA Kristen 1 Surakarta . 21

Tabel 3.3. Skala Penilaian Reliabilitas Butir Soal ................................................ 26

Tabel 3.4. Hasil Uji Reliabilitas Tes Berpikir Formal dan Literasi Sains ............ 26

Tabel 4.1. Ketercapaian Aspek Kemampuan Berpikir Formal ............................. 30

Tabel 4.2. Distribusi Perkembangan Kognitif Siswa ............................................ 32

Tabel 4.3. Deskripsi Data Kemampuan Berpikir Formal ..................................... 33

Tabel 4.4. Distribusi Kemampuan Literasi Sains Siswa ....................................... 34

Tabel 4.5. Deskripsi Data Kemampuan Literasi Sains ....................................... 35

Tabel 4.6. Perbandingan Ketercapaian Aspek Kemampuan Literasi Sains .......... 36

Tabel 4.7. Hasil Uji Normalitas Kemampuan Berpikir Formal ........................... 38

Tabel 4.8. Hasil Uji Normalitas Kemampuan Literasi Sains ................................ 38

Tabel 4.9. Hasil Uji Homogenitas Kemampuan Berpikir Formal dan Literasi

Sains...................................................................................................... 39

Tabel 4.10. Hasil Uji Pengaruh Model Problem Based Learning Terhadap

Kemampuan Berpikir Formal ........................................................... 40

Tabel 4.11. Hasil Uji Pengaruh Model Problem Based Learning Terhadap

Kemampuan Literasi Sains ................................................................ 41

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Kerangka Berpikir .......................................................................... 16

Gambar 3.1. Rincian Waktu dan Kegiatan Penelitian......................................... 18

Gambar 3.2. Paradigma Penelitian ...................................................................... 22

Gambar 3.3. Prosedur Penelitian. ........................................................................ 29

Gambar 4.1. Histogram Ketercapaian Aspek Kemampuan Berpikir Formal ..... 31

Gambar 4.2. Histogram Perkembangan Kognitif Siswa ..................................... 32

Gambar 4.3. Perbandingan Nilai Rata-rata Kemampuan Berpikir Formal ......... 33

Gambar 4.4. Histogram Perbandingan Frekuensi Kemampuan Literasi Sains ... 35

Gambar 4.5. Histogram Perbandingan Nilai Rata-rata Kemampuan Literasi

Sains ............................................................................................... 36

Gambar 4.6. Histogram Perbandingan Ketercapaian Aspek Kemampuan

Litarasi Sains .................................................................................. 37

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perijinan …………………………………………………….… 60

1. Surat Ijin Penelitian Kepada Kepala Sekolah SMA Kristen 1

Surakarta…………………………………………………….………….

61

2. Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi……………………………. 62

3. Surat Keputusan Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

tentang Ijin Menyusun Skripsi ………………………………………...

63

4 . Surat Ijin Penelitian Kepada Rektor UNS…………………………….. 64

5. Surat Keterangan Sudah Penelitian………………………………….... 65

Lampiran 2. Data Hasil Penelitian………………………………….......…… 66

2.1 Hasil Pre Tes Kemampuan Berpikir Formal………...........…..………. 67

2.2 Hasil Pre Tes Kemampuan Literasi Sains ……………....................…. 70

2.3 Hasil Pos Tes Kemampuan Berpikir Formal ………………………..... 73

2.4 Hasil Pos Tes Kemampuan Literasi Sains ………….……………..….. 76

2.5 Daftar Nilai Ulangan ……………………………….………………… 79

2.6 Uji Keseimbangan……………………………………………………... 82

Lampiran 3. Dokumentasi…………………………………………...…...…. 86

3.1 Dokumentasi Kelas Kontrol………………………………………..… 87

3.2 Dokumentasi Kelas Eksperimen…………………………………….... 91

3.3 Lembar Keterlaksanaan Sintaks ……………………….……………... 96

Lampiran 4. Hasil Analisis Data ………………………………………..……. 104

4.1 Hasil Validasi………....……………………………………………... 105

4.2 Uji Reliabilitas Soal Tes Kemampuan Berpikir Formal dan Literasi

Sains …………………………………………………………………

110

4.3 Uji Normalitas Kemampuan Berpikir Formal ………………………. 113

4.4 Uji Noramlitas Kemampuan Literasi Sains ……………………..….. 118

4.5 Uji Homogenitas Kemampuan Berpikir Formal…………………….. 123

4.6 Uji Homogenitas Kemampuan Literasi Sains……………………...... 125

4.7 Uji Hipotesis ………………………………………………………… 127

xvi

Lampiran 5. Instrumen Penelitian …………………………………….. ..….. 134

5.1 Silabus ………………………….……………………………………. 135

5.2 RPP Kelas Eksperimen ……………..…………………………….….. 140

5.3 LKS……………..……………………..……………………………… 155

5.4 Kisi-kisi Tes Kemampuan Berpikir Formal ……………………..…… 161

5.5 Tes Kemampuan Berpikir Formal …………………………..……….. 163

5.6 Rubrik Penilaian Kemampuan Berpikir Formal …………………..…. 172

5.7 Kisi-kisi Kemampuan Literasi Sains ………………………………… 174

5.8 Tes Kemampuan Literasi Sains ……..……………………………….. 176

5.9 Rubrik Penilaian Kemampuan Literasi Sains …..…………………… 182