Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan karakteristik modul Fisika berbasis KPS pada materi kalor kelas X SMA/MA; (2) mendapatkan modul Fisika berbasis KPS pada materi kalor kelas X SMA/MA yang telah memenuhi kriteria kelayakan; (3) meningkatkan kemampuan pemecahan masalah siswa.
Metode penelitian ini adalah R&D dengan mengacu model 4-D (four D model) yang dikemukakan oleh Thiagarajan, Semmel (1974). Model 4-D terdiri dari define (pendefinisian), design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebarluasan). Modul tersebut disusun menggunakan basis keterampilan proses sains (KPS) yang dimunculkan sebagai kerangka dalam modul karena merupakan bagian dari pendekatan saintifik yang perlu dikembangkan pada kurikulum 2013. Modul dinilai berdasarkan kelayakan materi, media, dan praktisi pendidikan, serta uji coba (terbatas dan luas) kepada siswa, dan tahap penyebaran pada 3 guru fisika SMA/MA di Surakarta. Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif kuantitatif dan kualitatif. Data yang dihasilkan dalam penelitian ini dibagi menjadi 2 yaitu data untuk menilai kriteria kelayakan modul dan data untuk menilai kemampuan pemecahan siswa. Pengumpulan data penelitian menggunakan angket analisis kebutuhan, lembar validasi, angket respon, angket disseminate dan untuk melihat peningkatan kemampuan pemecahan masalah siswa digunakan pengumpulan data melalui pre-post test tertulis.
Hasil penelitian sebagai berikut: (1) modul fisika disusun berdasarkan basis keterampilan proses sains. Aspek keterampilan proses sains yang digunakan meliputi observasi, klasifikasi, interpretasi, mengajukan hipotesis, percobaan, pertanyaan, mengkomunikasi dan menerapkan konsep; (2) modul dikategorikan layak dengan hasil perhitungan (ahli materi, ahli media, guru, teman sejawat) yang menunjukkan nilai rata-rata 86,5 > cut off 85,5. Serta didukung dengan respon positif dari siswa dan hasil disseminate yang dilakukan pada 3 guru fisika SMA/MA di Surakarta yang mengkategorikan modul baik; (3) penggunaan modul tersebut dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah fisika siswa didukung dari hasil perhitungan gain (0,47) termasuk kategori sedang.
Kata kunci: Modul, Berbasis Keterampilan Proses Sains (KPS), Kemampuan Pemecahan Masalah.