Penelitian ini bertujuan: (1) mendeskripsikan karakteristik modul fisika berbasis masalah untuk meningkatkan keterampilan generik sains siswa pada materi termodinamika; (2) mengembangkan modul pembelajaran fisika berbasis masalah yang layak untuk meningkatkan keterampilan generik sains siswa pada materi termodinamika; (3) mengetahui efektivitas produk modul pembelajaran fisika berbasis masalah untuk meningkatkan keterampilan generik sains pada materi termodinamika.
Metode penelitian ini adalah R&D dengan model 4-D yang dikemukakan oleh Thiagarajan, Semmel (1974). Model 4-D terdiri dari define (pendefinisian), design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebarluasan). Modul disusun dengan tahapan berbasis masalah yaitu merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menguji hipotesis, dan merumuskan kesimpulan. Modul ini dinilai berdasarkan kelayakan isi, penyajian, kegrafikan, bahasa, serta diuji coba pada kelas kecil dan besar pada siswa, dan tahap penyebaran kepada guru fisika. Analisis data yang digunakan pada tahap define adalah analisis data deskriptif, pada tahap design menggunakan analisis kualitatif, pada tahap develop untuk data validasi modul menggunakan nilai cut off dan data keterampilan generik sains dianalisis menggunakan uji t berpasangan dan dihitung dengan N-Gain ternormalisasi, dan pada tahap disseminate menggunakan analisis data deskriptif.
Hasil penelitian ini sebagai berikut: (1) karakteristik modul fisika yang dikembangkan memuat tahapan berbasis masalah pada setiap kegiatan belajar disertai dengan komponen indikator keterampilan generik sains; (2) modul dikategorikan layak berdasarkan ahli materi, ahli media, ahli bahasa, guru fisika, dan peer review yang ditunjukkan dengan nilai rata-rata 85,23 lebih besar dari nilai minumum kelayakan 84,25. Serta didukung dengan respon dari siswa dengan kategori baik dan hasil disseminate yang mengkategorikan modul sangat baik; (3) keterampilan generik sains siswa setelah menggunakan modul fisika berbasis masalah pada materi termodinamika mengalami peningkatan dalam kategori tinggi dengan N-Gain sebesar 0,62.
Kata Kunci: modul pembelajaran fisika berbasis masalah, keterampilan generik sains, karakteristik modul fisika