PENGEMBANGAN SOAL OPEN ENDED UNTUK

MENGUKUR KEMAMPUAN BERPIKIR TINGKAT

TINGGI SISWA SMA PADA MATERI GEJALA

PEMANASAN GLOBAL

Skripsi

disusun sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

oleh

Fiki Layyinatun Najwa

4201412097

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

ii

iii

iv

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

“Ana ‘inda dzanni ‘abdii bii, Aku (Allah) Bersama Persangkaan Umat-Ku”

(Hadits Qudsy)

“Sekolah mengajari kita menghitung uang, tapi pengalaman hidup yang

mengajarkan kita untuk mengatur uang. Learn out of school” (Deddy Corbuzier)

“Entah akan berkarir atau menjadi ibu rumah tangga, seorang wanita wajib

berpendidikan tinggi karena ia akan menjadi ibu. Ibu-ibu cerdas akan menghasilkan

anak-anak cerdas” (Dian Sastrowardoyo)

PERSEMBAHAN

Skripsi ini penyusun persembahkan kepada:

1. Dunia Pendidikan di Indonesia

2. Bapak H. Ahmad Nafi’uddin Hamdan dan Ibu

Hj. Istiadah tercinta yang selalu menyayangi

dengan penuh pengorbanan.

3. Kakak Laila Farhatin, Ahmad Najih Amali

dan adik Ahmad Nasyith Aufa tersayang

4. Sahabat-sahabat mahasiswa Pendidikan

Fisika 2012, PPL SMA N 1 Salatiga, dan

KKN KUAT yang selalu memberikan

kenyamanan dan kasih sayang

vi

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan inayah-Nya yang

senantiasa tercurah sehingga tersusunlah skripsi yang berjudul “Pengembangan

Soal Open Ended untuk Mengukur Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi Siswa

SMA pada Materi Gejala Pemanasan Global”.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini selesai berkat bantuan,

petunjuk, saran, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu pada

kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Fathur Rakhman, M.Hum., Rektor Universitas Negeri Semarang.

2. Prof. Dr. Zaenuri, S.E, M.Si,Akt., selaku Dekan FMIPA Universitas Negeri

Semarang.

3. Dr. Suharto Linuwih, M.Si., Ketua Jurusan Fisika Universitas Negeri Semarang

sekaligus dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan,

arahan, dan motivasi dalam penyusunan skripsi.

4. Dr. Achmad Sopyan, M.Pd., dosen wali yang penuh kesabaran dan

kebijaksanaan menyambut keluh kesah dengan senyuman.

5. Fianti, S.Si. M.Sc., Ph.D., selaku dosen pembimbing II yang telah banyak

memberikan bimbingan, arahan, dan motivasi dalam penyusunan skripsi ini.

6. Drs. Hadi Susanto, M.Si. selaku dosen penguji.

7. Seluruh Dosen Jurusan Fisika dan keluarga besar Universitas Negeri Semarang

yang telah bimbingan, arahan, dan motivasi dalam penyusunan skripsi ini.

8. Drs. Suyitno, M.Pd., kepala SMA Negeri 1 Salatiga yang telah memberikan izin

untuk melakukan penelitian.

9. Kristien Hely Tambotoh, M.Pd., selaku guru mata pelajaran Fisika kelas XI

SMA 1 Salatiga yang telah banyak membantu terlaksananya penelitian ini.

10. Siswa kelas XI MIA 1.4, 2.4, 5.4 SMA Negeri 1 Salatiga yang telah

berpartisipasi dalam penelitian ini.

vii

11. Teman-teman dan semua pihak yang telah membantu dan memberikan

dukungan dalam penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna. Penulis berharap

semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca khususnya dan perkembangan

pendidikan pada umumnya.

Semarang, 2 Agustus 2016

Penulis

viii

ABSTRAK

Najwa, F. L. 2016. Pengembangan Soal Open Ended untuk Mengukur Kemampuan

Berpikir Tingkat Tinggi Siswa SMA pada Materi Gejala Pemanasan Global.

Skripsi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Utama Dr. Suharto Linuwih, M.Si., dan

Pembimbing Pendamping Fianti, S.Si., M.Sc., Ph.D.

Kata Kunci: Soal Open Ended, Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi, Gejala

Pemanasan Global.

Studi internasional yang mengukur prestasi matematika dan sains siswa, yaitu

TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study) pada tahun 2011, menunjukkan

bahwa kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa Indonesia masih rendah. Berpikir

tingkat tinggi dikategorikan sebagai berpikir yang non algoritmik, kompleks,

bermakna, sukar, menghasilkan banyak solusi, banyak kriteria, dan tidak pasti.

Kemampuan berpikir tingkat tinggi tidak dapat dimiliki secara langsung oleh

seorang siswa melainkan melalui latihan, salah satunya dengan menggunakan tes

tertulis yang dapat digunakan untuk mengukur sekaligus mengembangkan

kemampuan berpikir siswa. Tes tertulis yang dimaksud adalah soal open ended,

yaitu soal yang memiliki jawaban benar yang lebih dari satu atau memiliki satu

jawaban benar dengan cara penyelesaian yang beragam, sehingga mendorong siswa

mengembangkan kemampuan berpikir kritis, kreatif, dan pemecahan masalah.

Studi ini dilakukan dengan metode Research and Development yang

menghasilkan produk soal open ended. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk

menghasilkan, mengetahui kelayakan dan keefektifan produk yang dikembangkan,

serta mengetahui profil kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa pada materi

Gejala Pemanasan Global. Penelitian dilakukan di SMA Negeri 1 Salatiga. Uji

kelayakan dilakukan dengan memberikan angket kelayakan produk kepada pakar

dan siswa. Uji keefektifan produk dilakukan dengan menghitung korelasi antara

nilai ulangan tengah semester dengan soal open ended siswa. Profil kemampuan

berpikir tingkat tinggi ditentukan dengan menganalisis jawaban siswa pada soal

tersebut.

Hasil uji kelayakan soal open ended menurut pakar adalah 92,59% pada tahap

pertama dan 97,53% pada tahap kedua, sehingga produk termasuk dalam kategori

yang sangat layak. Hasil uji keefektifan menunjukkan koefisien korelasi nilai

ulangan tengah semester dan soal open ended siswa adalah sebesar 0,634 dan

termasuk dalam kriteria kuat. Kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa SMA

Negeri 1 Salatiga termasuk dalam kategori baik dengan perolehan nilai rata-rata

61,28.

ix

ABSTRACT

Najwa, F. L. 2016. Development of Open Ended Problems for Measuring Higher-

Order-Thinking-Skills of High School Students on Material of Global Warming

Phenomenon. Essay, Physics, Mathematics and Natural Science Faculty, Semarang

State University. Main Adviser Dr. Suharto Linuwih, M.Si., and Co-Adviser Fianti,

S.Si., M.Sc., Ph.D.

Key Words: Open Ended Problems, Higher-Order-Thinking-Skills, Global

Warming Phenomenon.

International studies which measuring the performance of mathematics and

natural science for student, TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study),

shows that in 2011 higher-order-thinking-skills of Indonesia’s student is still poor.

Higher-order-thinking is categorized as non algorithmic, complex, meaningful,

difficult, resulting a lot of solution, a lot of criteria, and uncertainty. Higher-order-

thinking-skills can not be owned directly for a student except for training, one of

the training is using written test which can be used for measuring at once with

developing thinking skills of students. The written test is a open ended questions,

which is a questions which has more than one correct answer or has one correct

answer with diverse of solutions, so that the students can be pushed to develop a

critics, creative, and problem solving thinking skills.

This study is conducted by research and development method which

produces and developes open ended problems. The purpose of this study is to

produce, know the properness, and effectiveness of the product which is developed,

also knowing the profile of higher-order-thinking-skills of students on material of

global warming phenomenon. The research is held in SMA Negeri 1 Salatiga.

Properness test is done by giving product properness questionnarie to the experts

and students. Product effectiveness test is done by calculating the correlation

between the student’s midterm test scores and open ended problems. The profile of

higher-order-thinking-skills is determined by analyzing the student’s answer of the

problems.

The result of properness test of the open ended problems accorded to the

experts is 92,59% on the first stage and 97,53% on the second stage, so that the

product is included in the category of very proper. The result of effectiveness test

shows that the coefficient of correlation is between the student’s scores of midterm

test and open ended problems is 0,634 and included in the category of strong.

Higher-order-thinking-skills of SMA Negeri 1 Salatiga students is in the category

of good with the average achievement scores 61,28.

x

DAFTAR ISI

Halaman

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

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ................................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................ v

PRAKATA ................................................................................................. vii

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

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

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xii

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

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

BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 5

1.3 Batasan Masalah.................................................................................. 5

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ 5

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. 6

1.6 Penegasan Istilah ................................................................................. 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 8

2.1 Soal Open Ended ................................................................................. 8

2.2 Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi ................................................. 13

2.3 Gejala Pemanasan Global ................................................................... 18

2.4 Kerangka Berpikir ............................................................................... 28

xi

BAB 3 METODE PENELITIAN............................................................... 30

3.1 Jenis Penelitian .................................................................................... 30

3.2 Waktu dan Lokasi Penelitian .............................................................. 30

3.3 Subjek Penelitian ................................................................................. 31

3.4 Prosedur Penelitian.............................................................................. 31

3.5 Metode Pengumpulan Data ................................................................. 33

3.6 Instrumen Penelitian............................................................................ 34

3.7 Analisis Data ....................................................................................... 35

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN...................................................... 49

4.1 Hasil Penelitian .................................................................................. 49

4.2 Pembahasan ......................................................................................... 60

4.3 Rangkuman Hasil Penelitian ............................................................... 74

4.4 Keterbatasan Penelitian ....................................................................... 75

BAB 5 PENUTUP ..................................................................................... 76

5.1 Simpulan ............................................................................................. 76

5.2 Saran .................................................................................................... 77

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 78

LAMPIRAN ............................................................................................... 81

xii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1 Interpretasi validitas.......................................................................... 37

3.2 Hasil analisis validitas soal open ended............................................ 37

3.3 Interpretasi reliabilitas ...................................................................... 39

3.4 Interpretasi taraf kesukaran kesukaran ............................................. 40

3.5 Hasil analisis taraf kesukaran soal .................................................... 40

3.6 Interpretasi daya pembeda ................................................................ 41

3.7 Hasil analisis daya pembeda soal ..................................................... 42

3.8 Kriteria penilaian validasi pakar ...................................................... 43

3.9 Kriteria penilaian angket respon siswa ............................................. 44

3.10 Kriteria penilaian kemampuan siswa ................................................ 45

3.11 Interpretasi koefisien korelasi ........................................................... 48

4.1 Hasil uji kelayakan soal open ended oleh pakar tahap pertama ....... 50

4.2 Komentar oleh pakar dan perbaikan ................................................. 50

4.3 Hasil uji kelayakan soal open ended oleh pakar tahap kedua ........... 51

4.4 Hasil respon siswa terhadap soal open ended ................................... 52

4.5 Perolehan skor tiap indikator kemampuan menganalisis ................. 54

4.6 Profil kemampuan menganalisis siswa ............................................. 54

4.7 Perolehan skor tiap indikator kemampuan mengevaluasi ................ 55

4.8 Profil kemampuan berpikir mengevaluasi ........................................ 55

4.9 Perolehan skor tiap indikator kemampuan mengkreasi .................... 56

xiii

4.10 Profil kemampuan berpikir mengkreasi............................................ 57

4.11 Profil kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa ............................... 57

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Peta konsep materi gejala pemanasan global.................................... 19

2.2 Lubang ozon di Antartika yang bertambah besar ............................. 21

2.3 Kerangka berpikir penelitian ............................................................ 29

3.1 Alur desain formative research ........................................................ 31

4.1 Grafik hubungan nilai ulangan tengah semester dengan soal open ended

siswa. ................................................................................................ 59

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Silabus mata pelajaran ........................................................................ 81

2. Daftar nama peserta uji coba ............................................................... 85

3. Kisi-kisi dan rubrik penilaian soal open ended .................................. 88

4. Soal open ended ................................................................................. 98

5. Analisis kualitas butir soal uji coba skala kecil .................................. 104

6. Perubahan nomor soal open ended...................................................... 107

7. Rekapitulasi kemampuan berpikir siswa ............................................ 108

8. Uji korelasi nilai ulangan tengah semester dan soal open ended ........ 123

9. Instrumen uji kelayakan soal open ended oleh pakar ......................... 126

10. Hasil uji kelayakan soal open ended oleh pakar ................................. 137

11. Instrumen angket respon siswa .......................................................... 139

12. Hasil respon siswa terhadap soal open ended .................................... 146

13. Foto pelaksanaan penelitian ............................................................... 149

14. Hasil respon siswa terhadap soal open ended .................................... 151

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kata sains memiliki makna yang sangat kompleks dalam dunia ilmu

pengetahuan. Banyak buku yang mendeskripsikan sains sebagai ilmu pengetahuan,

yaitu fakta, penjelasan, dan ide-ide yang ilmuwan gunakan untuk menjelaskan bumi

yang kita tempati dan alam semesta. Sokolis dan Thee (1997: 2) mendefinisikan

sains sebagai ilmu pengetahuan dan metode terorganisir atau proses untuk

memperoleh pengetahuan lebih mengenai dunia tempat kita tinggal. Definisi lain

dikemukakan oleh Carin dan Sund (1970: 5-18), bahwa sains merupakan kombinasi

atas proses ilmiah dan produk ilmiah. Definisi-definisi di atas dapat disimpulkan

bahwa sains bukan hanya sebuah produk ilmiah berupa pengetahuan melainkan

juga proses ilmiah untuk menemukan fakta dan penjelasan mengenai fenomena

alam semesta yang kemudian disebut sebagai produk ilmiah.

Sokolis dan Thee (1997: 2) mengemukakan bahwa proses ilmiah tidak

terbatas hanya untuk ilmuwan karena dalam kehidupan sehari-hari manusia tidak

terlepas dari kegiatan mengamati, menalar, mengukur, menghitung,

menyimpulkan, dan kegiatan lain yang menggunakan kemampuan proses ilmiah.

Hal tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar orang melakukan proses ilmiah

dalam menyelesaikan masalah di sekitar mereka. Oleh sebab itu, sains menjadi

sangat penting untuk dipelajari oleh siswa agar terbentuk pola pemikiran ilmiah

2

dalam kehidupannya.

Fisika merupakan salah satu bidang ilmu pengetahuan yang termasuk dalam

sains. Berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 69 tahun

2013 Tentang Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah

Atas/Madrasah Aliyah, Fisika merupakan salah satu mata pelajaran peminatan

matematika dan ilmu alam. Mata pelajaran Fisika dipandang penting untuk

dipelajari karena dengan mempelajarinya siswa diharapkan menguasai

pengetahuan, konsep, dan prinsip Fisika, serta memiliki pengetahuan,

keterampilan, dan sikap ilmiah.

Berdasarkan salah satu studi internasional yang mengukur prestasi

matematika dan sains siswa, yaitu TIMSS (Trends in Mathematics and Science

Study) yang diadakan oleh IEA (The Interantional Association for the Evaluation

of Educational Achievement) pada tahun 2011 menunjukkan bahwa Indonesia

berada pada peringkat 40 dari 42 negara yang telah disurvei dalam bidang sains.

Bidang sains yang diujikan yaitu Ilmu Kebumian, Fisika, Kimia, dan Biologi. Pada

bidang Fisika, Indonesia memperoleh nilai 397. Nilai ini berada di bawah rata-rata

internasional, yaitu 500. Berdasarkan data prosentase untuk konten sains dan

domain kognitif khususnya Fisika, prosentase peserta dari Indonesia yang

menjawab benar pada soal pemahaman lebih tinggi dibandingkan dengan soal

penerapan dan penalaran.

Aspek pemahaman, penerapan, dan penalaran yang digunakan oleh TIMSS

sebagai domain kognitif siswa yang diukur dapat menunjukkan profil kemampuan

berpikir siswa. Rofiah et al. (2013) menyebutkan bahwa aspek pemahaman dan

3

penerapan termasuk dalam kemampuan berpikir tingkat rendah (Lower Order

Thinking Skill), sedangkan aspek penalaran termasuk dalam kemampuan berpikir

tingkat tinggi (Higher Order Thinking Skill). Sehingga dapat disimpulkan bahwa

kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa Indonesia masih rendah.

Beberapa aspek yang menunjukkan kemampuan berpikir tingkat tinggi yang

dimiliki oleh seseorang yaitu kemampuan berpikir kritis, berpikir kreatif, serta

memecahkan masalah (Rofiah et al., 2013). Ketiga kemampuan tersebut tidak dapat

dimiliki secara langsung oleh seorang siswa melainkan dapat diperoleh melalui

latihan. Tes tertulis, selain digunakan sebagai alat untuk mengetahui profil

kemampuan seorang siswa, juga dapat digunakan sebagai sarana untuk melatih

kemampuan berpikir siswa agar menjadi lebih baik.

Menurut Russeffendi, sebagaimana yang dikemukakan oleh Emilya (2010),

untuk mengungkap kemampuan berpikir siswa, guru sebaiknya menggunakan soal-

soal terbuka, yaitu soal yang jawabannya lebih dari satu dan tidak bisa diperkirakan

sebelumnya. Soal terbuka (open ended) berbeda dengan soal tertutup (close ended)

yang hanya menuntut satu jawaban benar, sehingga siswa cenderung hanya

mengingat suatu pernyataan atau rumus tanpa pemahaman yang mendalam

mengenai konsep materi yang sedang dipelajari. Soal open ended mampu

mendorong siswa untuk berpikir lebih dalam mengenai suatu konsep dan

menstimulasi kreativitas siswa dalam memecahkan masalah, sehingga kemampuan

berpikir kritis, kreatif, dan pemecahan masalah siswa dapat terlatih.

Pemanasan global merupakan permasalahan lingkungan secara global yang

dapat menimbulkan dampak negatif bagi kehidupan di bumi, sehingga mendorong

4

berbagai pihak untuk melakukan langkah adaptasi maupun mitigasi. Dalam

Konferensi Internasional “On the Role of Higher Education in Adapting to Eco-

system and Climate Change” di UGM, Prof. Dr. Fasli Jalal, Ph.D. (Dirjen Dikti

2007-2010) menyatakan bahwa pendidikan menjadi pilar utama dalam

mengadaptasikan perubahan iklim kepada generasi muda. Fisika merupakan ilmu

yang sesuai untuk menjelaskan fenomena yang berkaitan dengan pemanasan global,

seperti efek rumah kaca dan radiasi sinar UV. Menurut Permendikbud no. 69 tahun

2013, materi pokok Pemanasan Global dipelajari pada mata pelajaran Fisika kelas

XI SMA semester genap.

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat disimpulkan bahwa diperlukan

adanya suatu alat untuk mengukur dan mengembangkan kemampuan berpikir

tingkat tinggi siswa pada materi gejala pemanasan global, sehingga dilakukan

penelitian yang berjudul “Pengembangan Soal Open Ended untuk Mengukur

Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi Siswa SMA pada Materi Gejala

Pemanasan Global”.

Berdasarkan Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pendidikan

dan Kebudayaan (Balitbang Kemdikbud) mengenai laporan hasil ujian nasional

SMA/MA tahun pelajaran 2014/2015, SMA Negeri 1 Salatiga menduduki peringkat

pertama tingkat kota Salatiga dan peringkat 12 tingkat propinsi Jawa Tengah untuk

mata pelajaran Fisika dengan rata-rata nilai 78,39. Hasil tersebut menunjukkan

bahwa siswa SMA Negeri 1 Salatiga memiliki prestasi akademik yang baik dan

berpotensi untuk mengembangkan kemampuan berpikir tingkat tinggi yang

dimiliki, sehingga peneliti memilih sekolah tersebut sebagai tempat penelitian.

5

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka permasalahan yang

menjadi bahan kajian dalam penelitian ini adalah

1. apakah soal open ended untuk mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi

siswa pada materi gejala pemanasan global layak untuk digunakan?

2. bagaimanakah profil kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa SMA N 1

Salatiga pada materi gejala pemanasan global?

3. bagaimanakah keefektifan soal open ended untuk mengukur kemampuan

berpikir tingkat tinggi siswa SMA N 1 Salatiga pada materi gejala pemanasan

global?

1.3. Batasan Masalah

Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah

1. pokok bahasan dalam penelitian ini adalah gejala pemanasan global yang

terdiri atas sub bab penyebab pemanasan global, dampak pemanasan global,

alternatif solusi energi, dan hasil kesepakatan dunia internasional.

2. kemampuan berpikir tingkat tinggi yang diukur dalam penelitian ini adalah

kemampuan siswa dalam menyelesaikan soal open ended yang dikembangkan.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah

1. mengetahui kelayakan soal open ended untuk mengukur kemampuan berpikir

tingkat tinggi siswa pada materi gejala pemanasan global.

2. mengetahui profil kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa SMA N 1

Salatiga pada materi gejala pemanasan global.

6

3. mengetahui keefektifan soal open ended untuk mengukur kemampuan

berpikir tingkat tinggi siswa SMA N 1 Salatiga pada materi gejala pemanasan

global.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1.5.1. Manfaat Praktis

(1) Memberikan informasi kepada pengajar SMA Negeri 1 Salatiga

mengenai pengembangan soal-soal open ended yang dapat digunakan

untuk mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa.

(2) Memberikan informasi kepada pengajar SMA Negeri 1 Salatiga

mengenai pentingnya menggunakan soal-soal tingkat tinggi pada proses

pembelajaran Fisika.

(3) Memberikan informasi kepada pengajar maupun siswa SMA Negeri 1

Salatiga mengenai kemampuan berpikir tingkat tinggi yang dimiliki oleh

siswa, sehingga dapat menentukan tindak lanjut.

1.5.2. Manfaat Teoritis

(1) Sebagai khasanah bacaan mengenai “Pengembangan Soal Open Ended

untuk Mengukur Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi”

(2) Sebagai bahan acuan di bidang penelitian sejenis dan sebagai

pengembangan penelitian lebih lanjut.

7

1.6. Penegasan Istilah

Untuk menghindari kesalahpahaman terhadap istilah dalam skripsi ini, maka

perlu dikemukakan penegasan istilah. Penegasan istilah dari judul penelitian ini

adalah sebagai berikut:

1.6.1. Soal Open Ended

Soal open ended adalah soal terbuka yang mempunyai banyak penyelesaian

dan banyak cara untuk mendapatkan suatu penyelesaian. Jawaban dari soal terbuka

tidak hanya satu melainkan terdapat variasi jawaban yang tepat (Takahashi, 2006).

1.6.2. Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi

Kemampuan berpikir tingkat tinggi adalah kemampuan berpikir pada

tingkat yang lebih tinggi daripada sekedar menghafalkan atau mengingat fakta yang

telah dipelajari. Menurut Yee et al. (2015), kemampuan berpikir tingkat tinggi

meliputi kemampuan analisis, evaluasi, dan kreasi yang merupakan level tertinggi

dalam hirarki proses kognitif dalam taksonomi bloom.

8

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Soal Open Ended

2.1.1. Pengertian Soal Open Ended

Menurut Becker dan Shigeru, sebagaimana diungkapkan oleh Inprashita

(2006), pendekatan open ended mulai dikembangkan di Jepang pada tahun 1970-

an. Pada tahun 1971-1976 peneliti-peneliti Jepang melakukan penelitian untuk

mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi dalam pelajaran matematika dengan

menggunakan soal open ended atau yang biasa disebut dengan soal terbuka.

Pendekatan ini dimulai dengan menghadapkan siswa pada permasalahan terbuka

yang diformulasikan sedemikian rupa sehingga memiliki banyak jawaban yang

benar. Permasalahan terbuka memberikan pengalaman pada siswa dalam

menemukan suatu fakta maupun ide selama proses pemecahan masalah, sehingga

permasalahan tersebut mampu mengembangkan kemampuan berpikir siswa dan

melatih mereka untuk berpikir dari berbagai sudut pandang.

Takahashi (2006) mengemukakan bahwa soal open-ended adalah soal yang

mempunyai banyak penyelesaian atau banyak cara untuk menemukan penyelesaian.

Sementara itu dipandang dari cara penyampaian, Rohayati et al. (2012)

mengungkapkan bahwa open ended merupakan suatu pembelajaran yang diawali

dengan memberikan masalah bukan rutin yang bersifat terbuka, artinya tipe soal

yang diberikan memiliki banyak cara penyelesaian yang benar. Definisi-definisi

9

tersebut dapat disimpulkan bahwa soal open ended adalah soal yang memiliki

jawaban benar yang lebih dari satu atau memiliki satu jawaban benar dengan cara

penyelesaian yang beragam.

Mahmudi (2008) mengklasifikasikan soal open ended menjadi tiga tipe

menurut aspek keterbukaannya, yaitu: (1) terbuka proses penyelesaiannya, yakni

soal tersebut memiliki beragam cara penyelesaian, (2) terbuka hasil akhirnya, yakni

soal tersebut memiliki jawaban benar yang lebih dari satu, (3) terbuka

pengembangan lanjutannya, yakni ketika siswa telah menyelesaikan sesuatu,

selanjutnya mereka dapat mengembangkan soal baru dengan mengubah syarat atau

kondisi pada soal yang telah diselesaikan.

Berikut merupakan contoh sederhana untuk membedakan antara soal

tertutup dan soal terbuka pada materi gejala pemanasan global.

Soal Tertutup

Sebutkan kepanjangan dari CFC!

(Kanginan, 2013: 413)

Soal Terbuka

Sel surya merupakan salah satu energi alternatif yang dapat diperbaharui.

Salah satu pemanfaatan energi surya adalah melalui konversi energi radiasi

gelombang elektromagnetik menjadi energi listrik dengan menggunakan

divais fotovoltaik. Jelaskan mekanisme fisis yang mendasari proses konversi

energi gelombang elektromagnetik menjadi energi listrik tersebut!

Perkirakan seberapa besar potensi penggunaan energi surya sebagai

pengganti energi fosil!

(OSN Pertamina 2011)

Soal open ended mengandung kunci mengenai konsep, proses, maupun

keterampilan di luar petunjuk khusus yang dapat mengungkap kemampuan berpikir

siswa (Husain et al., 2012). Siswa perlu mengintregasikan pengetahuan awal

10

mereka dengan informasi yang ada dalam soal tersebut untuk kemudian

mengonstruksikannya dalam bentuk jawaban. Rohayati et al. (2012) menyebutkan

bahwa soal open ended dapat mengembangkan kemampuan berpikir kritis dan

kreatif siswa dengan memberikan kesempatan untuk menginvestigasi berbagai

strategi dan cara yang diyakini sesuai dengan kemampuan elaborasi yang dimiliki.

Kemampuan memecahkan masalah dengan menggunakan soal open ended dalam

mata pelajaran Fisika sangat diperlukan untuk melatih siswa dalam mengeksplorasi

konsep fisika dengan lebih dalam, menerjemahkan kesimpulan, dan bahkan

mengimplementasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

Surif et al. (2013) mengungkapkan bahwa manfaat penggunaan soal open

ended adalah siswa akan terdorong untuk mengembangkan kemampuan berpikir

kreatif dan analitis. Peran soal open ended adalah untuk menilai konsep dasar yang

dikuasasi oleh siswa, sehingga siswa tidak hanya sekedar mengingat fakta yang

diketahui dalam menjawab soal tersebut. Hal tersebut menunjukkan bahwa siswa

tidak akan mengalami kegagalan dalam menjawab soal open ended jika tidak

mampu mengingat suatu fakta karena selalu ada beberapa alternatif cara

penyelesaian yang dapat digunakan.

Soal open ended dapat diberikan selama maupun setelah pembelajaran

Fisika berlangsung. Dengan begitu guru dapat mengevaluasi kemampuan berpikir

tingkat tinggi siswa, kemudian menentukan tindak lanjutnya. Selain itu, siswa akan

terlatih untuk mengerjakan soal yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir

yang telah mereka miliki agar menjadi lebih baik.

11

2.1.2. Pengembangan Soal Open Ended

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa soal open ended sangat

bermanfaat dan penting untuk diberikan pada siswa dalam pembelajaran Fisika. Hal

tersebut tidak mudah dilakukan oleh guru karena soal open ended yang baik sulit

untuk dikembangkan, sehingga guru memerlukan waktu yang relatif lama untuk

mengembangkan soal jenis ini. Namun, ada beberapa metode mudah yang

diungkapkan oleh Heinemann (2008) yang dapat digunakan untuk mengembangkan

soal open ended, di antaranya:

1. mengubah soal soal tertutup (close ended) menjadi soal soal terbuka (open

ended), yaitu dengan memodifikasi kalimat tanya yang diajukan agar soal

menjadi terbuka untuk jawaban yang lebih luas.

2. meminta siswa untuk memberikan contoh yang memenuhi suatu kondisi

atau syarat tertentu, sehingga memungkinkan siswa untuk mengenali

konsep-konsep fisika terkait yang berhubungan. Siswa harus memahami suatu

konsep dan menggunakannya untuk membuat suatu contoh yang memenuhi

kondisi tertentu.

3. meminta siswa menentukan siapa yang benar, yaitu dengan menyajikan dua

pendapat mengenai suatu permasalahan atau konsep fisika, kemudian siswa

diminta untuk menentukan siapa yang benar dan menyebutkan alasannya.

4. meminta siswa menyelesaikan soal dengan berbagai cara. Metode ini relatif

sulit untuk dilakukan karena tidak mudah untuk mengembangkan soal yang

memiliki alternatif cara penyelesaian. Namun, metode ini perlu dikembangkan

12

agar siswa menyadari bahwa terdapat berbagai cara dalam menemukan

jawaban, sehingga mendorong siswa untuk berpikir kreatif.

Selain langkah yang telah diungkapkan oleh Heinemann (2008) di atas,

metode lain yang dapat digunakan untuk mengembangkan soal open ended yaitu:

1. tugas membuat pernyataan atau kesimpulan berdasarkan informasi,

situasi, maupun data yang diberikan. Soal seperti ini akan mendorong siswa

untuk mengungkapkan kemampuan berpikir kritis yang dimilikinya.

2. tugas membuat soal dengan cara memodifikasi situasi atau kondisi soal

yang telah diselesaikan. Soal terbuka dengan bentuk seperti ini akan

mendorong siswa untuk berpikir dengan berbagai sudut pandang dalam

menyelesaikan permasalahan.

3. tugas membuat pertanyaan jika diketahui jawabannya. Dalam soal ini,

suatu infromasi atau data disajikan, kemudian siswa diminta untuk membuat

soal berdasarkan informasi atau data tersebut. Soal seperti ini memberi

kesempatan kepada siswa untuk menentukan sendiri permasalahan apa yang

mungkin terjadi jika pemecahan masalahnya sudah diketahui.

Demikian langkah-langkah yang dapat digunakan untuk mengembangkan

soal open ended. Meskipun membuat bentuk soal dengan jawaban yang terbuka

tidak mudah untuk dilakukan dan membutuhkan waktu pembuatan yang relatif

lama, namun soal seperti ini harus sering diberikan dalam pembelajaran fisika

karena memiliki banyak manfaat terutama dalam mengembangkan kemampuan

berpikir tingkat tinggi siswa.

13

2.2. Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi

2.2.1. Pengertian Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi

Kemampuan berpikir merupakan kompetensi untuk melaksanakan proses

pemikiran yang sangat mendasar dalam kehidupan sehari-hari. Menurut Ball dan

Garton (2005), kemampuan berpikir adalah proses intelektual yang melibatkan

konsep, analisa, pengaplikasian, serta pengevaluasian informasi yang diperoleh

melalui pengamatan, pengalaman, atau pemikiran. Kemampuan berpikir

berhubungan dengan kemampuan manusia menggunakan ranah kognitif untuk

memperoleh informasi, memecahkan masalah, dan membuat keputusan dalam

berbagai aktifitas. Jadi, kemampuan berpikir merupakan kombinasi antara proses

kognitif dan proses dalam melengkapi tugas yang diberikan.

Kemampuan berpikir tingkat tinggi (Higher Order Thinking Skill)

merupakan level tertinggi dalam hirarki proses kognitif (Yee et al., 2015).

Kemampuan berpikir tingkat tinggi terjadi pada saat seseorang mendapatkan

informasi baru, menyimpan dalam memori, menghubungkan dengan pengetahuan

yang berkesan, dan mengolah informasi tersebut untuk mencapai tujuan atau

menyelesaikan situasi yang rumit.

Konsep mengenai kemampuan berpikir tingkat tinggi diungkapkan oleh

Schraw dan Robinson (2011: 53) sebagai berikut:

Higher order thinking skill is the mental engagement with ideas, objects,

and situations in an analogical, elaborative, inductive, deductive, and

otherwise transformational manner that is indicative of an orientation

toward knowing as a complex, effortful, generative, evidence-seeking, and

reflective enterprise.

14

Menurut Resnick, sebagaimana diungkapkan oleh Yee et al. (2011) berpikir

tingkat tinggi dikategorikan sebagai berpikir yang non algoritmik, kompleks,

bermakna, sukar, menghasilkan banyak solusi, sarat dugaan, banyak kriteria, dan

tidak pasti. Definisi yang hampir sama disampaikan oleh Lewy et.al. (2009) yang

menyebutkan bahwa berpikir tingkat tinggi adalah kemampuan untuk

menyelesaikan permasalahan dimana tidak ada algoritma yang telah diajarkan yang

membutuhkan justifikasi atau penjelasan dan mempunyai lebih dari satu

penyelesaian yang mungkin bisa diterima.

Definisi-definisi di atas dapat disimpulkan bahwa soal yang dapat

digunakan untuk mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi adalah soal yang

non algoritmik, cenderung kompleks, memiliki solusi yang lebih dari satu, dan

mendorong siswa untuk mengeksplorasi kemampuan berpikir yang dimiliki secara

lebih dalam. Salah satu soal yang memenuhi syarat tersebut adalah soal open ended

yang telah dibahas sebelumnya.

2.2.2. Indikator Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi

Taksonomi Bloom dapat dianggap sebagai dasar bagi kemampuan berpikir

tingkat tinggi karena proses berpikir akan melalui beberapa proses kognisi yang

bertingkat. Menurut Arikunto (2013: 130), Taksonomi Bloom diusulkan pertama

kali oleh beberapa kelompok penilai yang terdiri atas Benjamin S. Bloom, M.D.

Engelhart, E. Furst, W.H. Hill, dan D.R Krathwohl pada tahun 1956. Taksonomi

ini dibuat untuk tujuan pendidikan yang dibagi menjadi beberapa ranah, yaitu ranah

kognitif (cognitive domain), ranah afektif (affective domain), dan ranah

psikomotorik (psychomotor domain). Rifa’i dan Anni (2012: 70) mengungkapkan

15

bahwa ranah yang berkaitan perilaku-perilaku yang menekankan aspek intelektual,

seperti pengetahuan dan keterampilan berpikir adalah ranah kognitif. Ranah

kognitif terdiri atas beberapa level berurutan secara hirarkis yang menunjukkan

kemampuan berpikir yang paling sederhana sampai yang paling kompleks. Level-

level tersebut adalah pengetahuan (knowledge), pemahaman (comprehension),

penerapan (application), analisis (analysis), sintesis (synthesis), dan penilaian

(evaluation).

Menurut Schraw dan Robinson (2011: 50), level-level dalam ranah kognitif

dapat merepresentasikan kemampuan berpikir seseorang, yaitu kemampuan

berpikir tingkat rendah (lower order thinking skill) yang meliputi level

pengetahuan, pemahaman, dan penerapan maupun kemampuan berpikir tingkat

tinggi yang meliputi level analisis, sintesis, dan penilaian.

Anderson et al. (2001: 30-31) melakukan revisi terhadap Taksonomi Bloom

dengan menyebutkan bahwa kategori dalam ranah kognitif yaitu mengingat

(remembering), memahami (understanding), mengaplikasikan (applying),

menganalisa (analyzing), mengevalusi (evaluating), dan mencipta (creating).

Menurut Lewy et al. (2009) kemampuan berpikir tingkat tinggi meliputi

kemampuan menganalisa, mengevaluasi, dan mencipta.

Hal serupa juga diungkapkan oleh Anderson et al. (2001: 79-88), yaitu

kemampuan berpikir tingkat tinggi dalam Taksonomi Bloom Terevisi meliputi

kemampuan menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi yang dapat dijelaskan

sebagai berikut:

16

1) menganalisis adalah kemampuan memisahkan konsep ke dalam beberapa

komponen dan menghubungkan satu sama lain untuk memperoleh pemahaman

atas konsep tersebut secara utuh. Indikator yang termasuk dalam proses analisis

adalah sebagai berikut:

a. membedakan (differentiating), yaitu membedakan antara bagian yang

relevan dan tidak relevan atau bagian yang penting dan tidak penting dari

suatu informasi.

b. mengorganisasikan (organizing), yaitu menentukan bagaimana hubungan

sebuah unsur atau fungsi dalam suatu struktur.

c. menghubungkan (attributing), menentukan inti pokok dan maksud dari

suatu pendapat, dugaan, penilaian yang mendasari suatu informasi.

2. mengevaluasi berarti kemampuan menetapkan derajat sesuatu berdasarkan

norma, kriteria, atau patokan tertentu. Indikator yang termasuk dalam proses

ini adalah sebagai berikut

a. memeriksa (Checking), yaitu mendeteksi ketidakkonsistenan atau

kekeliruan dalam sebuah proses atau produk; menentukan apakah sebuah

proses atau produk memiliki kekonsistenan secara internal; mendeteksi

keefektifan suatu prosedur pada saat diimplementasikan.

b. memberi kritik (Critiquing), mendeteksi ketidakkonsistenan antara sebuah

produk dan kriteria eksternal; menentukan apakah sebuah produk memiliki

kekonsistenan secara eksternal; mendeteksi kelayakan suatu prosedur

untuk sebuah masalah yang diberikan.

17

3. mencipta merupakan kemampuan memadukan unsur-unsur menjadi sesuatu

bentuk baru yang utuh. Ketiga tingkat proses berpikir ini menunjukkan bahwa

manusia dengan kemampuan berpikir tingkat tinggi memiliki kemampuan

berpikir kritis, memecahkan masalah, dan kreatif. Indikator yang termasuk

dalam proses ini adalah sebagai berikut:

a. menghasilkan (generating), yaitu membuat hipotesis yang berdasar pada

suatu kriteria.

b. merencanakan (planning), yaitu merencanakan sebuah prosedur untuk

memenuhi suatu tugas.

c. memproduksi (producing), yaitu menghasilkan sebuah produk.

Indikator yang dapat menunjukkan kemampuan berpikir tingkat tinggi yang

dimiliki seseorang berdasarkan Taksonomi Bloom juga dikemukakan oleh Lewy et

al. (2009) sebagai berikut:

1) menganalisis

Mampu mengenali dan membedakan faktor penyebab dan akibat dari

sebuah skenario yang rumit.

Menganalisis informasi yang masuk dan membagi informasi tersebut ke

dalam bagian yang lebih kecil untuk mengetahui pola dan hubungannya.

Mengidentifikasi dan merumuskan pertanyaan.

2) mengevaluasi

Memberikan penilaian terhadap ide, gagasan, dan metodologi dengan

menggunakan kriteria yang cocok atau standar yang ada untuk memastikan

nilai efektivitas atau manfaatnya.

18

Membuat hipotesis, mengkritik, dan melakukan pengujian.

Menerima atau menolak suatu pernyataan berdasarkan kriteria yang telah

ditetapkan.

3) mencipta

Membuat generalisasi suatu ide atau cara pandang terhadap sesuatu.

Merancang suatu cara untuk menyelesaikan masalah.

Mengorganisasikan unsur-unsur atau bagian-bagian menjadi struktur baru

yang belum pernah ada sebelumnya.

Indikator kemampuan berpikir tingkat tinggi yang digunakan dalam

penelitian ini mengacu pada indikator yang telah dirumuskan oleh Lewy et al.

(2009).

2.3. Gejala Pemanasan Global

Gejala pemanasan global adalah bab yang mempelajari mengenai penyebab

dan dampak terjadinya pemanasan global, serta solusi dan kesepakatan-kesepakatan

internasional untuk mengatasi terjadinya pemanasan global. Menurut kurikulum

2013, materi ini dipelajari pada sekolah menengah atas kelas XI semester genap

dengan kompetensi dasar sebagai berikut:

3.9 menganalisis gejala pemanasan global dan dampaknya bagi

kehidupan serta lingkungan

4.8 menyajikan ide/gagasan pemecahan masalah gejala pemanasan

global dan dampaknya bagi kehidupan dan lingkungan

19

Berikut peta konsep materi gejala pemanasan global:

Gambar 2.1. Peta konsep materi gejala pemanasan global.

(Kanginan, 2013: 390)

2.3.1. Penipisan Lapisan Ozon

2.3.1.1. Lapisan Ozon

Ozon adalah suatu lapisan oksigen yang memiliki rumus kimia O3 yang pada

suhu dan tekanan normal berbentuk gas biru. Ozon dapat ditemukan di lapisan

atmosfer, yaitu sekitar 10% berada di lapisan troposfer dan 90% di lapisan

stratosfer. Ozon merupakan gas yang berbahaya yang dapat merusak paru-paru jika

20

terhisap oleh manusia. Sebaliknya, lapisan ozon di atmosfer melindungi Bumi dari

bahaya radiasi ultraviolet (UV).

Konsentrasi ozon di stratosfer tidak tetap karena ada proses pembentukan dan

pemusnahan ozon atas bantuan sinar UV yang memiliki energi lebih besar daripada

cahaya tampak. Berikut adalah proses pembentukan dan pemusnahan ozon.

1. Radiasi UV memecah ikatan kimia oksigen diatomik menjadi atom O bebas.

𝑂2 + 𝑈𝑉 → 𝑂 + 𝑂

Reaksi tersebut bermanfaat karena radiasi UV berenergi tinggi dari sinar

matahari telah tersaring.

2. Atom O bebas bergabung dengan oksigen diatomik membentuk oksigen

triatomik (ozon).

𝑂2 + 𝑂 → 𝑂3

3. Radiasi UV mengurai ozon menjadi oksigen diatomik dan atom O bebas.

𝑂3 + 𝑈𝑉 → 𝑂2 + 𝑂

4. Atom O bebas bergabung dengan satu molekul ozon menghasilkan dua

molekul oksigen diatomik.

𝑂 + 𝑂3 → 2𝑂2

Begitu seterusnya, pembentukan dan penghancuran ozon berulang kembali.

2.3.1.2. Lubang Ozon

Chlorofluorocarbon (CFC) dengan rumus kimia 𝐶𝐹2𝐶𝑙2 yang juga dikenal

sebagai Freon merupakan senyawa yang sangat stabil, tidak berbau, tidak mudah

terbakar, tidak beracun terhadap manusia, serta tidak korosif terhadap logam-logam

21

di sekitarnya. CFC sering digunakan sebagai bahan pendingin dalam mesin

pendingin ruangan (AC) maupun lemari es.

Karena sangat stabil, gas CFC tidak mudah terurai sehingga dapat

menyebabkan kerusakan ozon dalam atmosfer. Di lapisan ozon molekul-molekul

CFC terurai membebaskan atom-atom klorin (𝐶𝑙) oleh pengaruh radiasi UV

matahari berenergi tinggi. Atom-atom klorin ini bereaksi dengan ozon dan

mengubah ozon menjadi oksigen biasa, kemudian klorin terbentuk kembali

melakukan reaksi berantai untuk memusnahkan ozon (𝑂3).

2𝑂3 + 𝐶𝑙 + 𝑈𝑉 → 3𝑂2 + 𝐶𝑙

Proses pemusnahan ozon oleh klorin ini berlangsung lebih cepat daripada

proses pembentukan ozon. Akibatnya, terjadi penipisan lapisan ozon di atmosfer.

Gambar 2.1 menunjukkan bagaimana lapisan ozon menjadi lebih tipis dan

berkembang menjadi lubang ozon.

Gambar 2.2. Lubang ozon di Antartika yang bertambah besar dari tahun ke tahun.

(Kanginan, 2013: 396)

22

2.3.1.3. Penyebab Penipisan Lapisan Ozon

Sebelumnya telah dibahas bahwa penyebab utama penipisan lapisan ozon

adalah pelepasan gas CFC yang berlebihan ke atmsosfer. Beberapa penyebab

lainnya adalah sebagai berikut:

1. karbon monoksida (𝐶𝑂) sebagai gas buang hasil pembakaran bahan bakar

dari kendaraan bermotor.

2. gas karbon dioksida (𝐶𝑂2) sebagai gas hasil pernapasan manusia dan hewan

pembakaran hutan, asap pabrik, dan polusi.

2.3.1.4. Dampak Penipisan Lapisan Ozon

Penipisan ozon membawa dampak yang merugikan bagi manusia dan

makhluk hidup lainnya. Lapisan ozon yang tipis akan mengakibatkan radiasi UV

tidak tersaring dengan baik, sehingga bumi terpapar oleh radiasi UV secara

langsung. Paparan radiasi UV pada manusia dan hewan memicu terjadinya kanker

kulit, katarak, penurunan daya tahan tubuh. Selain itu, radiasi UV dapat merusak

klorofil pada tumbuhan, sehingga tumbuhan terancam punah. Jika tumbuhan

sebagai penyumbang oksigen di dunia mengalami kepunahan, maka akan terjadi

keruskan-kerusakan lainnya di muka bumi.

2.3.1.5. Perjanjian Internasional Berkaitan Ancaman Penipisan Lapisan Ozon

Untuk mengatasi dampak penipisan lapisan ozon, maka pada tahun 1986

dibentuk suatu perjanjian di mana seluruh Negara industri dunia setuju untuk

membatasi produksi CFC. Pemerintah Indonesia melalui Kementerian Lingkungan

Hidup telah menerbitkan berbagai peraturan terkait larangan memproduksi dan

23

memperdagangkan bahan perusak lapisan ozon seperti Freon. Pelarangan ini mulai

berjalan pada akhir tahun 2013.

2.3.2. Efek Rumah Kaca dan Pemanasan Global

2.3.2.1. Rumah Kaca

Radiasi sinar matahari dapat dibagi menjadi beberapa jenis, beberapa di

antaranya yaitu inframerah (IM), cahaya tampak, dan ultraviolet (UV). Ketika sinar

matahari sebuah rumah kaca (green house), radiasi gelombang pendek, yaitu

cahaya tampak dan UV dapat menembus kaca, sedangkan IM dipantulkan oleh

kaca. Kalor radiasi gelombang pendek diserap oleh tanah dan tanaman, sehingga

menjadi hangat dan dapat dianggap sebagai sumber kalor yang lebih dingin

dibandingkan dengan matahari bersuhu sangat tinggi. Kemudian, tanah dan

tanaman ini akan memancarkan kembali kalor yang diserapnya dalam bentuk

radiasi IM dengan panjang gelombang yang lebih panjang. Namun, radiasi IM ini

tidak mampu menembus kaca, sehingga membuat suhu dalam rumah kaca dapat

tetap hangat dibandingkan suhu luarnya dan membuat tanaman dalam rumah kaca

dapat tumbuh subur.

2.3.2.2. Efek Rumah Kaca

Sinar matahari sampai ke permukaan bumi setelah melalui penyaringan,

penyerapan, dan pemantulan oleh atmosfer bumi. Material-material di permukaan

bumi seperti batuan, tanah, dan air menyerap energi radiasi matahari yang sampai

kepadanya, sehingga daratan menjadi hangat. Seperti pada rumah kaca, material-

material tersebut akan berfungsi sebagai sumber kalor yang lebih dingin dibanding

24

matahari. Kemudian energi radiasi yang telah diserap akan dipancarkan menuju ke

atmosfer dalam bentuk radiasi IM yang memiliki panjang gelombang lebih panjang.

Frekuensi radiasi IM yang dipancarkan oleh material-material ke atmosfer

sesuai dengan beberapa frekuensi alami molekul-molekul gas rumah kaca, sehingga

menyebabkan radiasi IM tersebut dengan mudah diserap oleh molekul-molekul gas

rumah kaca. Energi IM yang diserap menyebabkan peningkatan energi kinetik

molekul-molekul gas rumah kaca, sehingga terjadi peningkatan suhu. Gas rumah

kaca dalam atmosfer dapat memancarkan radiasi IM tersebut. Sebagian radiasi

diserap oleh molekul-molekul lain dalam atmosfer, sebagian kecil dipancarkan ke

angkasa, dan sejumlah radiasi lainnya dipancarkan kembali ke permukaan bumi.

Proses pemanasan bumi oleh penyerapan radiasi gelombang pendek matahari

dan pemancaran kembali berbentuk radiasi gelombang panjang infra merah disebut

efek rumah kaca (greenhouse effect). Efek rumah kaca bermanfaat karena tanpa

efek ini, suhu rata-rata bumi dapat mencapai -200 C, sehingga kehidupan makhluk

hidup seperti saat ini tidak mungkin berlangsung. Namun, proses penyerapan dan

pemancaran radiasi IM oleh gas rumah kaca secara terus menerus akan

menyebabkan suhu di permukaan bumi terus meningkat dan berdampak negatif

bagi kehidupan di bumi.

2.3.2.3. Pemanasan Global

Dalam atmosfer bumi terdapat kelompok gas yang secara alamiah menjaga

suhu permukaan bumi tetap hangat, yaitu gas rumah kaca, seperti uap air, karbon

dioksida (𝐶𝑂2), metana (𝐶𝐻4), nitrogen oksida (𝑁2𝑂), dan CFC.

25

Semakin banyak gas rumah kaca di atmosfer berarti semakin banyak radiasi

IM dari matahari yang dipancarkan kembali oleh permukaan bumi akan diserap.

Hal itu menyebabkan semakin banyak energi radiasi IM yang akan dipancarkan ke

arah permukaan bumi oleh gas, sehingga suhu permukaan bumi semakin

meningkat. Peristiwa ini dikenal dengan istilah pemanasan global (global

warming).

a. Penyebab Pemanasan Global

Pemanasan global disebabkan oleh meningkatnya gas rumah kaca di

atmosfer. Oleh karena itu, penyebab pemanasan global pastinya berkaitan dengan

aktivitas menusia di seluruh dunia yang meningkatkan gas rumah kaca, seperti yang

diuraikan sebagai berikut.

1. Konsumsi energi bahan bakar minyak dan batu bara

Bahan bakar minyak dan batu bara mengandung karbon, sehingga

pembakaran karbon dapat meningkatkan produktivitas gas rumah kaca.

2. Sampah Organik

Sampah organik menghasilkan gas rumah kaca metana (CH4) yang

memiliki efek pemanasan 72 kali lebih kuat dari karbondioksida, sehingga

berpotensi besar mempercepat proses terjadinya pemanasan global.

3. Kerusakan Hutan

Salah satu fungsi tumbuhan yaitu menyerap karbondioksida (𝐶𝑂2) dan

mengubah menjadi oksigen (𝑂2), sehingga sehingga kerusakan hutan secara

besar-besaran dapat mengurangi penyerapan gas rumah kaca karbon dioksida

di atmosfer.

26

4. Pertanian dan Peternakan

Sektor pertanian dan peternakan memberikan kontribusi terhadap

peningkatan emisi gas rumah kaca melalui sampah organik yang menghasilkan

gas metana, penggunaan pupuk, dan pembakaran sisa-sisa tanaman.

b. Dampak Pemanasan Global

1. Iklim mulai tidak stabil

Para ilmuwan memperkirakan bahwa selama pemanasan global, berbagai

daerah Belahan Bumi Utara akan memanas lebih tinggi dibandingkan dengan

daerah-daerah lain di Bumi. Sedangkan daerah hangat akan menjadi lembab

karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Kelembaban yang tinggi

akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata sekitar 1 persen untuk setiap

derajat fahrenheit pemanasan.

2. Peningkatan Permukaan Laut

Pemanasan suhu bumi menyebabkan volume air di lautan mengalami

pemuaian dan lempengan es di kutub mencair, sehingga menaikkan tinggi

permukaan laut. Perubahan tinggi muka laut akan akan menenggelamkan

daratan dan pulau-pulau.

3. Pertanian

Bumi yang hangat akan menyuburkan tanaman, sehingga akan

menghasilkan sumber makanan yang semakin banyak. Namun, hal ini tidak

sama di beberapa tempat. Sebagian negara diuntungkan oleh curah hujan tinggi

dan lamanya masa tanam dan sebagian mengalami kemarau panjang dan

kekeringan.

27

4. Kehidupan Hewan Liar dan Tumbuhan

Akibat pemanasan global, habitat hewan dan tumbuhan menjadi lebih

hangat, sehingga mereka cenderung berpindah ke wilayah yang lebih dingin.

Jika peningkatan suhu terjadi secara terus menerus, maka sebagian hewan dan

tumbuhan terancam mengalami kepunahan.

5. Kesehatan Manusia

Kenaikan suhu global telah memicu banyaknya penyakit yang berkaitan

dengan panas dan kematian seperti stress, stroke, dan gangguan

kardiovaskuler.

c. Pengendalian Pemanasan Global

Beberapa upaya dilakukan untuk mengendalikan terjadinya pemanasan

global. Salah satu cara pengendalian pemanasan global adalah meminimalkan

penggunaan bahan penghasil karbondioksida, CFC, metana, dan gas rumah kaca

lain, serta memaksimalkan penanaman pohon.

2.3.2.4. Perjanjian Internasional

Pada tahun 1997, negara-negara anggota PBB melakukan pertemuan di

Kyoto, Jepang untuk membahas mengenai pemanasan global. Pertemuan tersebut

menghasilkan sebuah protokol yang disebut sebagai Kyoto Protocol to the United

Nations Framework Convention on Climate Change (Protokol Kyoto mengenai

Konvensi Perangkat Kerja PBB tentang Perubahan Iklim). Protokol Kyoto adalah

sebuah persetujuan internasional di bawah koordinasi PBB yang membahas

masalah “pemanasan global”. Negara-negara yang telah meratifikasi Protokol

28

Kyoto ini bersepakat untuk secara sungguh-sungguh mengurangi emisi gas rumah

kaca. Secara garis besar hasil Protokol Kyoto adalah sebagai berikut:

protokol Kyoto adalah sebuah persetujuan internasional yang sah yang

mewajibkan negara-negara industri untuk mengurangi emisi gas rumah

kaca mereka secara kolektif sebesar 5,2% dari tingkat emisi tahun 1990

(namun yang perlu diperhatikan adalah, jika dibandingkan dengan

perkiraan jumlah emisi pada tahun 2010 tanpa protokol, target ini berarti

pengurangan sebesar 29%). Tujuannya adalah untuk mengurangi rata-

rata emisi dari enam gas rumah kaca yaitu karbondioksida, methana,

nitrogen oksida, sulfur hexaflorida, hydro fluoro carbon, dan perfluoro

carbon yang dihitung sebagai rata-rata selama masa lima tahun antara

2008-2012. Target nasional berkisar dari pengurangan 8% untuk Uni

Eropa, 7% untuk Amerika Serikat, 6% untuk Jepang, 0% untuk Rusia, dan

penambahan yang diizinkan sebesar 8% untuk Australia dan 10% untuk

Islandia (Wardhana, 2010: 11).

2.4. Kerangka Berpikir

Pembelajaran Fisika di sekolah sering disertai dengan pemberian soal

sebagai sarana latihan untuk meningkatkan pemahaman maupun sebagai alat

evaluasi untuk mengetahui tingkat pemahaman siswa terhadap suatu materi. Namun

selama ini, soal-soal yang sering digunakan adalah soal rutin dengan pertanyaan

tingkat rendah. Hal ini mengakibatkan siswa terbiasa untuk menyelesaikan soal

yang kurang mampu untuk mengembangkan kemampuan berpikir tingkat tinggi

yang mereka miliki.

Peneliti berhipotesis bahwa kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa dapat

diukur dan dikembangkan dengan menggunakan soal open ended, yaitu soal soal

terbuka yang mempunyai banyak penyelesaian dan banyak cara untuk mendapatkan

suatu penyelesaian. Oleh sebab itu, peneliti melakukan penelitian dengan tujuan

untuk mengembangkan soal open ended yang dapat digunakan untuk mengukur

kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa SMA, khususnya pada materi gejala

29

pemanasan global. Secara umum, kerangka berpikir peneliti diilustrasikan pada

Gambar 2.2.

Gambar 2.3. Kerangka Berpikir Penelitian.

Kemampuan Berpikir Tingkat

Tinggi Siswa Indonesia

Rendah

Hasil

TIMSS

Penggunaan

Pertanyaan

Tingkat Rendah

Pengembangan Soal Open Ended Materi Gejala

Pemanasan Global

Soal Open Ended

Mengukur

Kemampuan Berpikir

Tingkat Tinggi

Memfasilitasi siswa untuk

terbiasa menggunakan soal

tingkat tinggi

76

BAB 5

PENUTUP

5.1. Simpulan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kelayakan dan keefektifan

soal open ended yang dikembangkan, serta mengetahui profil kemampuan berpikir

tingkat tinggi siswa pada materi Gejala Pemanasan Global. Metode penelitian yang

digunakan adalah metode penelitian dan pengembangan (research and

development). Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa

1. soal open ended untuk mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa

SMA pada materi pemanasan global dinyatakan sangat layak untuk digunakan

karena telah memenuhi aspek kelayakan konten, konstruk, dan bahasa.

2. kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa SMA Negeri 1 Salatiga termasuk

dalam kategori baik, yaitu terdiri atas kemampuan menganalisis cukup baik,

kemampuan mengevaluasi baik, dan kemampuan mengkreasi cukup baik.

3. soal open ended dapat digunakan untuk mengukur kemampuan berpikir tingkat

tinggi siswa pada materi gejala pemanasan global secara efektif.

77

5.2. Saran

Saran yang dapat penulis sampaikan adalah

1. pada penelitian selanjutnya, keefektifan soal open ended seharusnya

dilakukan dengan cara membandingkan nilai soal open ended dengan nilai

soal yang sama-sama mengukur kemampuan berpikir tingkat tinggi.

2. perlu dikembangkan soal open ended serupa untuk mengukur dan

mengembangkan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa pada pokok

bahasan yang lain.

3. perlu dikembangkan suatu tindak lanjut untuk meningkatkan kemampuan

berpikir tingkat tinggi siswa yang telah diukur, seperti penerapan model

pembelajaran dan bahan ajar berbasis higher-order-thinking-skill.

78

DAFTAR PUSTAKA

Anderson, L. W., D. R. Krathwohl, P. W. Airasian, K. A. Cruikshank, R. E. Mayer,

P. R. Pintrich, J. Raths, & M. C. Wittrock. 2001. A Taxonomy for Leaning,

Teaching, and Assessing: A Revision of Bloom’s Taxonomy of Educational

Objectives. New York: Addison Wesley Longman.

Arifin, Z. 2012. Evaluasi Pembelajaran. Jakarta: Direktorat Jenderal Pendidikan

Islam Kementerian Agama RI.

Arifin, Z. 2012. Evaluasi Pembelajaran: Prinsip-Teknik-Prosedur. Bandung:

Remaja Rosdakarya.

Arikunto, S. 2013. Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: Bumi Aksara.

Ball, A.L. & B. L. Garton. 2005. Modeling Higher Order Thinking: The Alignment

Between Objectives, Classroom Discourse, And Assessments. Journal of

Agricultural Education, 46 (2): 58 – 69.

Carin, A. A. & R. B. Sund. 1970. Teaching Science Through Discovery Second

Edition. Columbus: Charles E. Merrill Publishing Company.

Emilya, D. 2010. Pengembangan Soal-Soal Open Ended Materi Lingkaran untuk

Meningkatkan Penalaran Matematika Siswa Kelas VIII Sekolah Menengah

Pertama Negeri 10 Palembang. Jurnal Pendidikan Matematika, 4(1): 8-18.

Heinemann. 2008. Why Use Open Ended Question?. [online]. Sumber elektronik

diakses dari http://books.heinemann.construct.cfm. Diakses pada 29

Desember 2015.

Husain, H., B. Bais, A. Hussain, & S. A. Samad. 2012. How to Construct Open

Ended Questions. Prosedia-social and behavioral sciences, 60: 4556 – 462.

Inprashita, M. 2006. Open Ended Approach and Teacher Education. Tsukuba

Journal of Educational Study in Mathematics, 25: 169-177.

Istiyono, E., D. Mardapi, & Suparno. Pengembangan Tes Kemampuan Berpikir

Tingkat Tinggi Fisika (PysTHOTs) Peserta Didik SMA. Jurnal Penelitian

dan Evaluasi Pendidikan, 18(1):1-12.

79

Kanginan, M. 2013. Fisika untuk SMA/MA kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Kemendikbud. 2013. Permendikbud No. 69 Tahun 2013 Tentang Kerangka Dasar

dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Atas/ Madrasah Aliyah. Jakarta:

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.

Kemp, D. D. 1994. Global Enviromental Issues: A Climatological Approach. New

York: Routledge.

Khanafiyah, S., U. Nurbaiti, & S. S. Edi. Fisika Lingkungan. Semarang: Badan

Penerbit Universitas Diponegoro.

Lewy, Zulkardi, & N. Aisyah. 2009. Pengembangan Soal Untuk Mengukur

Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi Pokok Bahasan Barisan Dan Deret

Bilangan Di Kelas IX Akselerasi Smp Xaverius Maria Palembang. Jurnal

Pendidikan Matematika, 3(2): 14 – 28.

Mahmudi, A. 2008. Mengembangkan Soal Terbuka (Open Ended Problem) dalam

Pembelajaran Matematika. Makalah, Disampaikan pada Seminar Nasional

Matematika dan Pendidikan FMIPA UNY Yogyakarta 28 November.

Martin, M. O., I. V. S. Mullis, P. Foy, & G. M. Stanco. 2012. TIMSS 2011

Internasional Result in Science. United States: TIMSS & PIRLS Internatinal

Study Center. [Online]. Sumber elektronik diakses dari http://www.bc.edu.

Diakses pada 22 Desember 2015.

Rahayu, T & B. Yonata. 2013. Kemampuan Kognitif Siswa Kelas XI IPA 1 SMA

Negeri 18 Surabaya pada Tingkat Analisis, Evaluasi, dan Kreasi pada Materi

Titrasi Asam Basa dengan Penerapan Model Pembelajaran Inkuiri. Unesa

Journal of Chemical Education, 2(2): 12-16.

Rifa’i, A & C. T. Anni. 2012. Psikologi Pendidikan. Semarang: Unnes Press.

Rofiah, E., N.S. Aminah, & E.Y. Ekawati. 2013. Penyusunan Instrumen Tes

Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi Fisika pada Siswa SMP. Jurnal

Pendidikan Fisika, 1(2): 17-22.

Rohayati, A., J.A. Dahlan, & Nurjanah. 2012. Meningkatkan Kemampuan Berpikir

Kritis, Kreatif, dan Reflektif Siswa SMA Melalui Pembelajaran Open-Ended.

Jurnal Pengajaran MIPA, 17(1): 34-41.

Schraw, G. & D. R. Robinson. 2011. Assessment of Higher Order Thinking Skills.

Charlotte: Information Age Publishing.

80

Sokolis, G. E & S. S. Thee . 1997. Science Probe II. Columbus: Glencoe McGraw-

Hill.

Sudijono, A. 2009. Pengantar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: P.T. Raja Grafindo

Persada.

Sugiyono. 2012. Metode Penelitian Pendidikan: Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif,

dan R&D. Bandung: Alfabeta.

Sugiyono. 2013. Statistika untuk Penelitian. Bandung: Alfabeta.

Sukestiyarno. 2012. Olah Data Penelitian Berbantuan SPSS. Semarang:

Universitas Negeri Semarang

Sundayana, R. 2015. Statistika Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta.

Surif, J., N. H. Ibrahim, & S. F. Dalim. 2013. Problem Solving: Algorithms and

Conceptual and Open-Ended Problems in Chemistry. Prosedia-social and

behavioral sciences, 116 (2014): 4955-4963.

Suwarto. 2013. Pengembangan Tes Diagnostik dalam Pembelajaran. Yogyakarta:

Pustaka Pelajar.

Takahashi, A. 2006. Communication as a Process for Students to Learn

Mathematical. [Online]. Sumber elektronik diakses dari

http://www.criced.tsukuba.ac.jp. Diakses pada 27 Desember 2015.

Tessmer, M. 1993. Planning and Conducing: Formative Evaluations. London:

Kogan Page.

Wardhana, W. A. 2010. Dampak Pemanasan Global. Yogyakarta: CV Andi Offset.

Yee, M. H., M. D. Yunos, W. Othman, R. B. Hassan, T. K. Tee, & M. M. Mohamad.

2011. The Level of Marzano Higher Order Thinking Skills among Technical

Education Students. International Journal of Social Science and Humanity, 1

(2): 121-125.

Yee, M. H., M. D. Yunos, W. Othman, R. B. Hassan, T. K. Tee, & M. M. Mohamad.

2015. Disparity of Learning Styles and Higher Order Thinking Skills among

Technical Students. Prosedia-social and behavioral sciences, 204 (2015):

143-152.