tesis - digital library uns · modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS

INKUIRI TERBIMBING PADA MATERI FLUIDA DINAMIS

UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS

SISWA SMA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Dardiri

NIM S831402016

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

ii

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA BERBASIS

INKUIRI TERBIMBING PADA MATERI FLUIDA DINAMIS

UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS

SISWA SMA

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Magister Pendidikan Sains

Oleh:

Dardiri

NIM S831402016

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

iii


commit to user

iv


commit to user

v


commit to user

vi

MOTTO

“Just do the exercises diligently

then you will know what you have understood and have not”

Lakukan saja latihan dengan tekun

maka kamu akan mengetahui apa yang sudah kamu pahami dan apa yang belum.

(Nasehat Arnold Sommerfeld kepada muridnya Werner Heisenberg)

“The scientist does not study nature because it is useful;

he studies it because he delights in it,

and he delights in it because it is beautiful.

If nature were not beautiful, it would not be worth knowing,

and if nature were not worth knowing, life would not be worth living”.

Sang ilmuan tidak mempelajari alam karena manfaatnya;

ia mempelajarinya karena ia menyukainya,

dan ia menyukainya karena keindahannya.

Jika alam tidak indah, maka alam tidak patut untuk dipelajari,

dan jika alam tidak patut dipelajari, maka kehidupan tidak patut dijalani.


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Tesis ini saya persembahkan kepada orang tuaku

Ibunda Siti Aminah; atas do’a yang selalu mengalir,

kasih sayang, bimbingan dan materi serta pengorbanan tak terhingga.

Kakak dan adikku tercinta Mbak Is, Kang Tono, dan Dek Fitri.

Ponakanku Dek Firoh dan Dek Ais, yang selalu memberikan motivasi.

Almamater tercinta,

Magister Pendidikan Sains Minat Utama Fisika

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret Surakarta.


commit to user

viii

Dardiri. 2015. Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada

Materi Fluida Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa

SMA. Tesis. Pembimbing: Dr. Sarwanto, M.Si. Kopembimbing: Prof. Dra.

Soeparmi, M.A., Ph.D. Program Studi Magister Pendidikan Sains, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis perlu

dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Penelitian

pengembangan ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan karakteristik modul

fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis, (2) memperoleh

modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis yang telah

memenuhi kriteria kelayakan, (3) mengetahui peningkatan kemampuan berpikir

kritis siswa setelah mengikuti pembelajaran menggunakan modul fisika berbasis

inkuiri terbimbing hasil pengembangan.

Penelitian ini merupakan Research and Development (R&D) dengan

mengacu model 4-D (four D model) yang dikemukakan oleh Thiagarajan (1974).

Modul disusun dengan tahapan inkuiri terbimbing yang terdiri dari merumuskan

masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis, dan

menyimpulkan. Selain itu, modul juga dilengkapi dengan kemampuan berpikir

kritis. Modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, bahasa, penyajian, dan

kegrafikan, serta uji coba kelas kecil dan kelas besar pada siswa, dan tahap

penyebaran kepada guru fisika. Pengumpulan data penelitian menggunakan

angket, pedoman observasi, wawancara analisis kebutuhan, lembar validasi, tes

kemampuan berpikir kritis, angket psikomotorik, angket afektif, angket respon,

dan angket disseminate. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah

analisis data deskriptif, pada tahap design dengan analisis data kualitatif, pada

tahap develop untuk data validasi modul menggunakan nilai cut off dan data

kemampuan berpikir kritis siswa dianalisis menggunakan uji t berpasangan dan

dihitung dengan N-Gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate menggunakan

analisis data deskriptif yang dikonversi menjadi kategori kualitas dengan skala 3.

Hasil penelitian ini adalah: (1) karakteristik modul fisika yang

dikembangkan memuat tahapan inkuiri terbimbing pada setiap kegiatan belajar

disertai dengan komponen kemampuan berpikir kritis yang terdapat pada soal

evaluasi; (2) modul dikategorikan layak berdasarkan ahli materi, ahli media, guru

fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai rata-rata 82,92 lebih besar

dari nilai minimum kelayakan 81,57. Serta didukung dengan respon baik dari

siswa dan hasil disseminate yang mengkategorikan modul sangat baik; (3)

kemampuan berpikir kritis siswa setelah mengikuti proses pembelajaran

menggunakan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing materi fluida dinamis

mengalami peningkatan dalam kategori sedang dengan N-gain sebesar 0,65, untuk

aspek membuat inferensi mengalami peningkatan tertinggi sedangkan untuk

peningkatan terendah pada aspek mengatur strategi dan teknik.

Kata kunci: modul fisika berbasis inkuiri terbimbing, kualitas modul,

kemampuan berpikir kritis.


commit to user

ix

Dardiri. 2015. The Development of Physics Module Based on Guided Inquiry of

Dynamic Fluid to Increase Senior High School Student’s Critical Thinking

Skill. Consultant: Dr. Sarwanto, M.Si. Co-Consultant: Prof. Dra. Soeparmi, M.A.,

Ph.D. Thesis. Surakarta. Science Education Magister Department, Sebelas Maret

University of Surakarta.

ABSTRACT

Physics module based on guided inquiry in the chapter dynamic fluid was

developped to improve students critical thinking skills. Purpose of this research

was: (1) describe the characteristic of the Physics module based on guided inquiry

in a dynamic fluid chapters, (2) get the Physics module based on guided inquiry in

a dynamic fluid chapters who are eligible based on criteria, (3) increase the

student's critical thinking skills after being participate in learning process with use

the physics module based on guided inquiry method as result of development

research.

This research method was Research and Development (R&D) by

Thiagarajan (1974). The module was arranged with a step of guided inquiry which

consists of formulating the problem, formulating hypotheses, collecting data,

testing hypotheses, and define the conclusions. In addition, this module is also

equipped with critical thinking skills. The module is assessed based on the

feasibility of contents, languages, presentation and graphics, as well as trials

(limited and extensive) to student, and the deployment phase in physics teacher.

Data collected by using questionnaires, guidelines of observation and interviews

about needs analysis, validation sheet, test of critical thinking skills,

psychomotoric questionnaires, affective questionnaire, questionnaire of responses

and the disseminate questionnaire. Analysis of the data used on define step was

descriptive data analysis, the design phase using qualitative data analysis, develop

step for data of validation modul is using a cut off and data of critical thinking

skills were analyzed by paired t-test and calculated with N-gain normalization,

finally step of disseminate used descriptive analysis which converted into third

scale of quality categories.

The Results of this study as follows: (1) the characteristics of physics

module loaded stages guided inquiry methods for each learning activities with

critical thinking skills components which contained in evaluation assessments; (2)

module which are categorized as proper based on (materials experts, media

specialists, teacher, and peers) that shows the average score of 82,92 > minimum

score of properly 81,57. And supported by the good response from students and

disseminate results categorizing as a very good module; (3) the use physic module

based on guided inquiry in learning process can improve critical thinking skills

students categorizing as a medium with N-gain score 0,65. For highest aspect

increase is making inferences and the lowest aspect is manage strategies and

technique.

Key words: Physics module based on guided inquiry, module quality, critical

thinking skill.


commit to user

x

PRAKATA

Alhamdulillahirabbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah

menganugerahkan Karunia dan Rahmat-Nya kepada umat manusia. Sholawat

serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, guru tauladan

seluruh umat manusia, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul:

“Pengembangan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Materi

Fluida Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa

SMA”.

Dalam penyusunan tesis ini penulis banyak mendapatkan bantuan,

bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis

menyampaikan terimakasih kepada:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., selaku Kepala Program Studi Magister

Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

3. Dr. Sarwanto, M.Si., Selaku Pembimbing yang tanpa lelah memberikan

pengarahan, bimbingan, semangat dan ilmu kepada penulis demi

kesempurnaan dan terselesaikannya tesis ini.

4. Prof. Dra. Soeparmi, M.A., Ph.D., selaku Kopembimbing yang penuh dengan

kearifan telah bersedia memberikan bimbingan kepada penulis.

5. Bapak dan Ibu Dosen Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan

bekal ilmu pengetahuan yang sangat berguna bagi penulis.

6. Bapak Sukarmin, S.Pd., M.Si., Ph.D., dan Ibu Dr. Nonoh Siti Aminah,

M.Pd., validator ahli produk awal dalam penelitian pengembangan ini.

7. Ibu M.Y Retna Tinon Kawuri, S.Pd. dan Ibu Susilowati, M.Pd. validator guru

fisika untuk produk awal dalam penelitian pengembangan ini.


commit to user

xi

8. Saudari Ayang Kinasih, S.Pd., saudara M. Irkham Lutfi Anshori, S.Pd.Si.,

dan saudara M. Reza Primadi, S.Pd., peer review produk awal dalam

penelitian ini.

9. Kepala Sekolah SMA Negeri 1 Piyungan Bantul yang telah memberikan izin

dan mempermudah jalannya penelitian.

10. Adik-adik siswa kelas XI MIA 1 dan kelas XI MIA 2 yang telah

berpartisipasi dalam penelitian.

11. Rekan-rekan mahasiswa Magister Pendidikan Sains Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta selalu memberikan

semangat dan segala bantuan.

12. Serta semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan tesis

ini, yang namanya tidak bisa disebutkan satu persatu.

Akhirnya dengan segala keterbatasan, penulis berharap tesis ini dapat

memberikan manfaat bagi semua pihak. Amin.

Surakarta, 13 Januari 2016

Penulis


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL LUAR ............................................................................................................ i

JUDUL DALAM ........................................................................................................ ii

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI .............................................. iii

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

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

MOTTO ...................................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN ....................................................................................................... vii

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

ABSTRACT .................................................................................................................. ix

PRAKATA .................................................................................................................. x

DAFTAR ISI ............................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xvii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................... xviii

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

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

B. Rumusan Masalah .................................................................................. 6

C. Tujuan Pengembangan ........................................................................... 6

D. Spesifikasi Produk yang Diharapkan ..................................................... 6

E. Keterbatasan Pengembangan ................................................................. 8

F. Manfaat penelitian ................................................................................. 8

G. Daftar Istilah .......................................................................................... 9

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................... 10

A. Tinjauan Pustaka .................................................................................... 10

1. Teori-teori Belajar ............................................................................. 10

2. Pembelajaran Fisika .......................................................................... 16

3. Media Pembelajaran .......................................................................... 17

4. Modul sebagai Media Pembelajaran ................................................. 22


commit to user

xiii

5. Metode Inkuiri Terbimbing ............................................................... 30

6. Kemampuan Berpikir Kritis .............................................................. 34

7. Hubungan Pembelajaran Inkuiri Terbimbing dengan Kemampuan

Berpikir Kritis ................................................................................... 37

8. Fluida Dinamis .................................................................................. 40

B. Penelitian yang Relevan ......................................................................... 53

C. Kerangka Berpikir .................................................................................. 56

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................................. 60

A. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................ 60

B. Prosedur Pengembangan ........................................................................ 60

1. Tahap Pendefinisan (Define) ............................................................. 62

2. Tahap Perancangan (Design) ............................................................ 62

3. Tahap Pengembangan (Develop) ...................................................... 64

4. Tahap Penyebaran (Disseminate) ...................................................... 66

C. Instrumen Pengumpulan Data ................................................................ 66

1. Tahap Pendefinisan (Define) ............................................................. 66




D. Teknik Analisis Data ............................................................................. 74

1. Analisis Kebutuhan ........................................................................... 74

2. Analisis Kualitas Produk ................................................................... 75

3. Analisis Keterbacaan Modul ............................................................. 77

4. Analisis Respon Siswa dan Guru Fisika ............................................ 77

5. Analisis Data Tes .............................................................................. 79

6. Analisis Psikomotorik ....................................................................... 81

7. Analisis Afektif ................................................................................. 82

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 83

A. Deskripsi Data Hasil Penelitian ............................................................. 83

1. Tahap Pendefinisian (Define) ............................................................ 83



commit to user

xiv



B. Pembahasan Hasil Penelitian dan Pengembangan ................................. 110

1. Pembahasan Hasil Pendefinisian (Define) ........................................ 110

2. Pembahasan Hasil Perancangan (Design) ......................................... 113

3. Pembahasan Hasil Pengembangan (Develop) ................................... 117

4. Pembahasan Hasil Penyebaran (Disseminate) .................................. 134

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN ............................................... 136

A. Kesimpulan ............................................................................................ 136

B. Implikasi ................................................................................................ 137

C. Saran ...................................................................................................... 138

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 139

LAMPIRAN ................................................................................................................ 144


commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Hubungan Media Pembelajaran dengan Tujuan Pembelajaran .................. 21

Tabel 2.2 Tahapan Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing .................................. 34

Tabel 2.3 Proses dan Kata-kata Oprasional Berpikir Kritis ........................................ 36

Tabel 2.4 Hubungan Tahapan Inkuiri Terbimbing, Kegiatan Modul dan

Kemampuan Berpikir Kritis ........................................................................................ 39

Tabel 2.5 Hubungan Tahapan Inkuiri Terbimbing, Modul dan Kemampuan

Berpikir Kritis .............................................................................................................. 57

Tabel 3.1 Kriteria Validitas Soal ................................................................................. 71

Tabel 3.2 Interpretasi Tingkat Kesukaran ................................................................... 73

Tabel 3.3 Kualifikasi Daya Pembeda .......................................................................... 74

Tabel 3.4 Klasifikasi Rentang Angket Analisis Kebutuhan Siswa ............................. 75

Tabel 3.5 Kriteria Kategori Penilaian Ideal ................................................................ 76

Tabel 3.6 Klasifikasi Rentang Skor Keterbacaan Modul ............................................ 77

Tabel 3.7 Kriteria Skor Rata-Rata menjadi Nilai dengan Kriteria .............................. 78

Tabel 3.8 Kategori Kemampuan Berpikir Kritis Siswa .............................................. 79

Tabel 3.9 Kriteria Tingkat Gain .................................................................................. 79

Tabel 3.10 Kriteria Penilaian Psikomotorik ................................................................ 81

Tabel 3.11 Kriteria Penilaian Afektif .......................................................................... 82

Tabel 4.1 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru ............................................. 84

Tabel 4.2 Data Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa ............................................ 85

Tabel 4.3 Analisis Aktivitas Berpikir Kritis Siswa ..................................................... 87

Tabel 4.4 Desain Isi Modul Berdasarkan Analisis Kebutuhan ................................... 88

Tabel 4.5 Hasil Validasi Produk oleh Ahli Materi ...................................................... 92

Tabel 4.6 Hasil Validasi Produk oleh Ahli Media ...................................................... 93

Tabel 4.7 Hasil Validasi Produk oleh Guru Fisika ..................................................... 94

Tabel 4.8 Hasil Validasi Produk oleh Peer Review .................................................... 95

Tabel 4.9 Hasil Analisis Cut Off Score ....................................................................... 95

Tabel 4.10 Saran dan Hasil Revisi dari Ahli, Guru Fisika, dan Peer Review ............. 96


commit to user

xvi

Tabel 4.11 Hasil Angket Keterbacaan Modul pada Uji Kelas Kecil .......................... 97

Tabel 4.12 Kategori Angket Keterbacaan Modul pada Uji Kelas Kecil ..................... 98

Tabel 4.13 Saran dan Hasil Revisi dari Uji Kelas Kecil ............................................. 98

Tabel 4.14 Deskripsi Data Kemampuan Berpikir Kritis ............................................. 99

Tabel 4.15 Distribusi Kemampuan Berpikir Kritis ..................................................... 100

Tabel 4.16 Data Setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ....................................... 101

Tabel 4.17 N-Gain Setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ................................... 102

Tabel 4.18 Hasil Uji Normalitas Pretest Dan Posttest ................................................ 103

Tabel 4.19 Hasil Uji Homogenitas Pretest Dan Posttest ............................................ 103

Tabel 4.20 Hasil Uji t Pretest Dan Posttest ................................................................ 104

Tabel 4.21 Hasil Keterlaksanaan Sintaks Pembelajaran Inkuiri Terbimbing ............. 104

Tabel 4.22 Deskripsi Data Penilaian Aspek Psikomotorik ......................................... 105

Tabel 4.23 Distribusi Penilaian Aspek Psikomotorik ................................................. 106

Tabel 4.24 Deskripsi Data Hasil Penilaian Aspek Afektif .......................................... 107

Tabel 4.25 Distribusi Penilaian Aspek Afektif ........................................................... ̀ 108

Tabel 4.26 Deskripsi Data Hasil Angket Respon Siswa ............................................. 109

Tabel 4.27 Respon Guru Fisika Terhadap Modul Fisika Berbasis Inkuiri

Terbimbing ................................................................................................................... 110

Tabel 4.28 Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Berdasarkan LKS .............................. 132


commit to user

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kerucut Pengalaman Edgar Dale ............................................................ 20

Gambar 2.2 Debit Fluida yang Masuk Sama dengan yang Keluar ............................. 41

Gambar 2.3 Penentuan Viskositas Fluida ................................................................... 42

Gambar 2.4 Benda Jatuh Bebas dalam Fluida Kental ................................................ 44

Gambar 2.5 Volume dalam Aliran Laminar yang Melewati Pipa ............................... 45

Gambar 2.6 Kebocoran pada Tabung .......................................................................... 52

Gambar 2.7 Model Kerangka Berpikir ....................................................................... 59

Gambar 3.1 Alur Penelitian Pengembangan .............................................................. 61

Gambar 4.1 Histogram Hasil Analisis Angket Kebutuhan Guru ................................ 84

Gambar 4.2 Histogram Hasil Analisis Angket Kebutuhan Siswa .............................. 85

Gambar 4.3 Histogram Kemampuan Berpikir Kritis .................................................. 101

Gambar 4.4 Histogram setiap Aspek Kemampuan Berpikir Kritis ............................. 102

Gambar 4.5 Histogram Keterlaksanaan Sintaks Inkuiri Terbimbing .......................... 105

Gambar 4.6 Histogram Distribusi Penilaian Aspek Psikomotorik ............................. 107

Gambar 4.7 Histogram Distribusi Penilaian Aspek Afektif ....................................... 109

Gambar 4.8 Asap yang Naik Dari Rokok ................................................................... 121

Gambar 4.9 Asap yang Naik dari Obat Nyamuk ........................................................ 121

Gambar 4.10 Venturimeter pada PLTU ...................................................................... 122


commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Pra Penelitian ........................................................................................... 144

Lampiran 2 Desain Modul Fisika Berbasis Inkuiri Terbimbing ................................. 172

Lampiran 3 Validasi Instrumen Penelitian .................................................................. 180

Lampiran 4 Uji Coba Butir Soal ................................................................................. 233

Lampiran 5 Angket Keterbacaan Modul ..................................................................... 252

Lampiran 6 Instrumen Pembelajaran .......................................................................... 258

Lampiran 7 Data Kemampuan Berpikir Kritis ............................................................ 437

Lampiran 8 Data Aspek Psikomotorik ........................................................................ 469

Lampiran 9 Data Aspek Afektif .................................................................................. 478

Lampiran 10 Angket Respon Siswa ............................................................................ 487

Lampiran 11 Hasil Penyebaran Modul ....................................................................... 493

Lampiran 12 Surat-Surat Penelitian ............................................................................ 494

Lampiran 13 Dokumentasi Penelitian ......................................................................... 508

tesis - digital library uns · modul fisika berbasis inkuiri terbimbing pada materi fluida dinamis...

Documents