Search

Pendidikan STEM untuk Peningkatan SDM Indonesia

Hai sobat nurrohman.com! Salah satu model pembelajaran yang sesuai dengan kurikuum merdeka adalah stem. Sebagai guru merdeka di berbagai jenjang sebaiknya menguasai model pembelajaran stem ini. Marilah kita bahas sekelumit tentang mahluk yang dikenal dengan stem ini.

I. Pengertian pembelajaran STEM

STEM adalah singkatan dari Science, Technology, Engineering and Math. Beberapa kalangan ada yang menambahkan disiplin Seni (Art) ke dalamnya, sehingga menjadi STEAM. STEM yang di gagas oleh Amerika Serikat ini merupakan pendekatan yang menggabungkan keempat disiplin ilmu tersebut secara terpadu ke dalam metode pembelajaran berbasis masalah

STEM merujuk pada empat bidang ilmu pengetahuan, yaitu sains, teknologi, teknik, dan matematika. Pendidikan STEM merupakan suatu pengintegrasian konsep desain teknologi/teknik dalam pengajaran dan pembelajaran sains/matematik di kurikulum sekolah.

Menurut Irma Rahma Suwarma, pendidikan STEM dapat meningkatkan sumber daya manusia di suatu negara. “Seorang guru harus bisa melihat dan memahami potensi yang dimiliki oleh murid-muridnya,” tegasnya. Dengan demikian, lanjutnya, guru bisa mendorong murid-muridnya dalam mengembangkan potensi mereka.

Dalam paparannya dijelaskan, bahwa STEM tak hanya sebagai slogan, tapi memiliki tujuan dalam pendidikan. “Tujuan dari STEM pada pendidikan adalah untuk mengembangkan materi dan praktiknya yang mencirikan kedisiplinan STEM yang respektif,” terang Yoshisuke Kumano. Adapun tujuan dari STEM pada pendidikan untuk siswa, tambahnya, adalah untuk belajar bagaimana menerapkan materi dasar dan praktinya dalam kehidupan sehari-hari Penerapan STEM dalam pembelajaran harus menekankan beberapa aspek yaitu: (1) mengajukan pertanyaan dan mejelaskan masalah; (2) mengembangkan dan menggunakan model; (3) merancang dan melaksanaan penelitian, (4) menginterpretasi dan menganalisis data; (5) menggunakan pemikiran matematika dan komputasi, (6) membuat … 

Metode pembelajaran berbasis STEM menerapkan pengetahuan dan keterampilan secara bersamaan untuk menyelesaikan suatu kasus. Istilah STEM pertama kali di gunakan oleh NSF pada tahun 1990.

II. Definisi dasar dari STEM berdasarkan akronim setiap kata di dalamanya adalah:

• Ilmu: adalah bagian dari ilmu yang mempelajari esta alam, fakta, fenomena dan keteraturan yang ada di dalamnya.
• Teknologi: di buat sebagai inovasi, perubahan, modifikasi lingkungan alami memberikan kepuasan terhadap kebutuhan dan keinginan manusia. Teknologi bertujuan untuk melakukan modifikasi pada dunia untuk memenuhi kebutuhan manusia,
• Rekayasa: terdiri dari menentukan masalah (bertanya), membayangkan (membayangkan), merancang (merencanakan), membuat (menciptakan), dan mengembangkan (meningkatkan). Teknik adalah profesi di mana pengetahuan ilmiah dan matematika di peroleh melalui studi, eksperimen, dan praktik atau di terapkan untuk mengoperasikan atau merancang prosedur untuk memecahkan masalah guna memenuhi kebutuhan hidup manusia
• (4) Matematika: cabang dari disiplin yang mempelajari pola atau hubungan Sebagaimana di jabarkan 

III. Definisi dari keempat aspek STEM sebagai berikut:

1. Sains (science) memberikan pengetahuan kepada peserta didik mengenai hukum-hukum dan konsep-konsep yang berlaku di alam;
2. Teknologi (technology) adalah keterampilan atau sebuah sistem yang di gunakan dalam mengatur masyarakat, organisasi, pengetahuan atau mendesain serta menggunakan sebuah alat buatan yang dapat memudahkan pekerjaan;
3. Teknik (engineering) adalah pengetahuan untuk mengoperasikan atau mendesain sebuah prosedur untuk menyelesaikan sebuah masalah;
4. Matematika (math) adalah ilmu yang menghubungkan antara besaran, angka dan ruang yang hanya membutuhkan argumen logis tanpa atau di sertai dengan bukti empiris.

Masing-masing aspek STEM (Science, Technology, Engineering and Math) jika di integrasikan akan membantu peserta didik menyelesaikan suatu masalah secara jauh lebih komprehensif. Pengintegrasian seluruh aspek ini ke dalam proses pembelajaran, akan membuat pengetahuan menjadi lebih bermakna.

Dalam pendekatan multidisiplin seperti gabungan dari science, technology, engineering, dan mathematics (STEM). Mengangkat masalah-masalah lingkungan sangat tepat di lakukan dengan pendekatan problem based learning (PBL).

Integrasi PBL dalam STEM sangat memungkinkan mengaktualisasi literasi lingkungan dan kreativitas (Ratna Farwati, 2017).

Adapun, latar belakang Gerakan Reformasi Pendidikan di Bidang STEM menurut Friedman adalah karena

• kekurangan kandidat tenaga kerja berbasis STEM
• tingkat literasi yang signifikan dalam bidang STEM serta posisi capaian siswa sekolah menengah AS dalam TIMSS dan PISA (Roberts, 2012),o
• Amerika menyadari pertumbuhan ekonominya datar dan akan tersaingi oleh China dan India karena perkembangan sains, teknologi, enginering dan matematika.

Kata STEM di gunakan sebagai slogan reformasi pendidikan di AS Abad ke-21 untuk menghasilkan SDM (STEM-workforce) berkualitas bagi peningkatan daya saing bangsa. Pembelajaran Abad ke-21 perlu memotivasi dan menginspirasi peserta didik untuk memasuki profesi science dan engineering (bidang profesi yang secara langsung menopang pertumbuhan ekonomi).

IV. Pembelajaran yang Mengarah pada Keterampilan Abad ke-21

Pendidikan STEM dalah pendekatan dalam pendidikan di mana Sains, Teknologi, Teknik, Matematika terintegrasi dengan proses pendidikan berfokus pada pemecahan masalah dalam kehidupan sehari-hari yang nyata serta dalam kehidupan professional.

STEM Education menunjukkan kepada siswa bagaimana konsep, prinsip, teknik sains, teknologi, teknik dan matematika (STEM) di gunakan secara terintegrasi untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem yang bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Hakikat Pendidikan STEM adalah

• Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Teknik, dan Matematika into a new transdisciplinary subject subjek baru antar disiplin di sekolah- sekolah,
• menawarkan kesempatan bagi siswa untuk memahami dunia daripada mempelajari fenomena yang sepotong-potong.

Tujuan Pendidikan STEM menurut Bybee (2013) adalah.

• Peserta didik yang melek STEM, di harapkan mempunyai Pengetahuan, sikap dan keterampilan untuk mengidentifikasi pertanyaan dan masalah dalam kehidupannya,
• menjelaskan fenomena alam,
• mendesain serta menarik kesimpulan berdasar bukti mengenai isu terkait STEM;
• memahami karakteristik fitur-fitur disiplin STEM sebagai bentuk pengetahuan, penyelidikan serta desain yang di gagas manusia;
• kesadaran bagaimana disiplin-disiplin STEM membentuk lingkungan material, intelektual dan kultural;
• mau terlibat dalam kajian isu-isu terkait STEM sebagai warga negara yang konstruktif, peduli serta reflektif dengan menggunakan gagasan STEM.

Tujuan STEM untuk Siswa adalah siswa mempunyai Literasi STEM, menguasai Kompetensi abad 21 dan Kesiapan Tenaga Kerja STEM, minat dan terlibat aktif dalam pembelajaran, dan membuat koneksi, sedangkan tujuan untuk pendidik adalah meningkatkan konten STEAM dan meningkatkan paedagogical content knowlwdge .

V. Hasil Pendidikan STEM adalah,

• Belajar dan Berprestasi,
• menguasai kompetensi abad 21,
• ketekunan dan kegigihan belajar dalam meningkatkan prestasi,
• siap dengan pekerjaan yang berhubungan dengan STEM,
• Meningkatkan minat STEM,
• mengembangkan identitas STEM dan kemampuan untuk membuat koneksi di antara disiplin STEM .

Adapun hasil untuk Pendidik adalah perubahan dalam praktik mengajar serta peningkatan konten STEM adalah,

1. pembelajaran dengan pendekatan pembelajaran STEM dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa secara signifikan.
2. Peningkatan setiap indikator kemampuan berpikir kritis berbeda-beda
3. Hasil belajar dengan menerapkan pendekatan pembelajaran STEM pada kemampuan berpikir kritis lebih baik di bandingkan dengan menerapkan pendekatan pembelajaran konvensional. .

Peningkatan Pembelajaran berbasis STEM akan membentuk karakter peserta didik yang mampu mengenali sebuah konsep atau pengetahuan (science) dan menerapkan pengetahuan tersebut dengan keterampilan (technology) yang di kuasainya untuk menciptakan atau merancang suatu cara (engineering)
dengan analisa dan berdasarkan perhitungan data matematis (math) dalam rangka memperoleh solusi atas penyelesaian sebuah masalah sehingga pekerjaan manusia menjadi lebih mudah.

Sebagai sebuah tren yang sedang di galakkan dalam dunia pendidikan, STEM menjadi suatu pendekatan dalam mengatasi permasalahan di dunia nyata dengan menuntun pola pikir peserta didik menjadi pemecah masalah, penemu, inovator, membangun kemandirian, berpikir logis, melek teknologi, dan mampu menghubungkan pendidikan STEM dengan dunia kerjanya.

Selain di Amerika Serikat, metode pembelajaran berbasis STEM kini banyak diadopsi oleh beberapa negara, seperti: Taiwan, kurikulum pembelajaran mulai diintegrasikan dengan kurikulum STEM dan membuat siswa sebagai pusat kegiatan belajar (Lou, dkk, 2010), Malaysia, Finlandia, Australia, Vietnam, Tiongkok, Filipina, dan beberapa negara lainnya termasuk Indonesia.

STEM telah di kembangkan di beberapa negara selama ± 3 dekade dan semakin signifikan di tahun-tahun terakhir. Kondisi dunia pendidikan saat ini sudah banyak berubah, sehingga tuntutan pembelajaran juga harus berubah. Kita tidak dapat lagi menerapkan pola pembelajaran seperti dahulu.

Dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi maka paradigma pendidikan dan pembelajaran juga harus sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi serta tuntutan zaman.

STEM merupakan sebuah jembatan (bridge) yang menghubungkan antara institusi pendidikan (school) dengan dunia yang sebenarnya (real world). Suatu dunia di masa mendatang yang memiliki ketergantungan akan teknologi canggih seperti: drone, robotika, otomasi industri, smartphone, IoT (Internet of Things), dan seterusnya.

Penerapan STEM dalam pembelajaran dapat mendorong peserta didik untuk mendesain, mengembangkan dan memanfaatkan teknologi, mengasah kognitif, afektif, serta mengaplikasikan pengetahuan. Pembelajaran berbasis STEM dapat melatih siswa dalam menerapkan pengetahuannya untuk membuat desain sebagai bentuk pemecahan masalah terkait lingkungan dengan memanfaatkan teknologi.

STEM (Science, technology, engineering and mathematics) education saat ini menjadi alternative pembelajaran yang dapat membangun generasi yang mampu menghadapi abad 21yang penuh tantangan. Pembelajaran berbasis STEM dapat di kemas dalam model pembelajaran kooperatif, PBL, PJBL, dan pembelajaran lainnya.

Membangun penguasaan konten harus di lakukan melalui proses memberikan keterampilan (Skills), yang di landasi dengan sikap, karakter, dan kebiasaan yang baik. Akhir suatu proses pendidikan pada dasarnya adalah menanamkan kepribadian.

Indonesia memiliki grand design dalam pendidikan karakter ini sejak nenek moyang kita, yaitu olah hati (spiritual and emotional development), olah pikir (intellectual development), olah raga (physical and kinesthetic development), dan olah rasa/karsa (affective and creative development). STEM di butuhkan dalam pembelajaran.

Literasi STEM menurut Scott R, (2017) mengacu pada:

• Pengetahuan, sikap, dan keterampilan seorang individu untuk mengatasi masalah dalam kehidupan nyata, menjelaskan dunia alami dan desain, dan menjelaskan kesimpulan dari berbagai fakta yang berbeda tentang subjek STEM (Heather B. Gonzalez and Jeffrey J. Kuenzi 2012).
• Pemahaman individu tentang karakteristik disiplin STEM sebagai bentuk pengetahuan, dan penyelidikan.
• Sensitivitas individu tentang bagaimana STEM membentuk budaya material, intelektual, dan lingkungan
• Keinginan seseorang untuk terikat pada masalah STEM dan terikat pada ide-ide STEM sebagai warga negara yang konstruktif, peduli dan reflektif.

Pembelajaran STEM dimungkinkan bekerja sama dengan pembelajaran berbasis masalah.

Dengan demikian, semua prestasi belajar yang di tampung oleh mata pelajaran Fisika dapat di wujudkan melalui penerapan PBL-STEM (Kelley T, 2010).

Prestasi belajar di potong dengan literasi lingkungan dan kreativitas. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa desain pembelajaran berbasis PBL-STEM sangat di yakini dapat meningkatkan dua kemampuan ini (Anna P, 2016).

Pembelajaran STEM dimungkinkan bekerja sama dengan pembelajaran berbasis masalah. Dengan demikian, semua prestasi belajar yang di tampung oleh mata pelajaran Fisika dapat di wujudkan melalui penerapan PBL-STEM (Rodger W. Bybee , 2010 ).

Prestasi belajar di potong dengan literasi lingkungan dan kreativitas. Dengan demikian, dapat di katakan bahwa desain pembelajaran berbasis PBL-STEM sangat di yakini dapat meningkatkan dua kemampuan ini.Dari hasil penelitian sebelumnya STEM telah banyak di terapkan dalam pembelajaran.

Situasi ini di tunjukkan oleh hasil penelitian yang mengungkapkan bahwa penerapan STEM dapat meningkatkan prestasi akademik dan non-akademik peserta didik (Pamela W Garner 2017 ). Oleh karena itu, penerapan STEM yang awalnya hanya bertujuan untuk meningkatkan minat siswa di bidang STEM menjadi lebih luas.

Situasi ini muncul karena setelah di terapkan dalam pembelajaran, STEM mampu meningkatkan penguasaan pengetahuan menerapkan pengetahuan untuk menyelesaikan masalah, dan mendorong peserta didik untuk menciptakan sesuatu yang baru. 

Selain itu, Model Pembelajaran STEM berfungsi sebagai kendaraaan yang sangat baik untuk mendukung keterampilan Pembelajaran sosial emosional dan abad ke-21 serta untuk menghasilkan peserta didik yang kelak pada saat terjun di masyarkat.

Pembelajaran Berbasis STEM memfasilitasi siswa untuk menggunakan multidisiplin ilmu dalam problem Solving, mengenalkan proses engineering dan teknologi dan melatihkan ketrampilan abad Sekolah perlu memberikan rekomendasi kepada guru untuk mendapatkan pengetahuan, mengimplementasikan dan mengembangkan pembelajaran berbasisi STEM di sekolah, memfasilitasi proses implementasi serta turut mengembangkan menemukan cara melatihkan ketrampilan abad 21 melalui pembelajaran STEM (Tri Mulyani, 2019).

Dengan demikian maka di harapkan mereka akan mampu mengembangkan kompetensi yang di miliknya untuk mengaplikasikannya pada berbagai situasi dan permasalahan yang mereka hadapi di kehidupan sehari-hari.

STEM ini termasuk ke pendekatan pembelajaran dan metode yang di gunakan yaitu diskusi, teknik yang di gunakan sesuai dengan langkah-langkah pembelajaran STEM.

Pendidikan STEM bertujuan mengembangkan peserta didik mempunyai:

1. Pengetahuan, sikap, dan keterampilan untuk mengidentifikasi pertanyaan dan masalah dalam situasi kehidupannya, menjelaskan fenomena alam, mendesain,serta menarik kesimpulan berdasar bukti mengenai isus- isu tentang STEM.
2. Memahami karakteristik fitur- fitur disiplin STEM sebagai bentukbentuk pengetahuan, penyelidikan, serta desain, yang di gagas manusia.
3. Kesadaran bagaimana disiplin–disiplin STEM membentuk lingkungan material intelektual dan kultural.

Sander menyatakan bahwa pendidikan stem terintegrasi dapat di deskripsikan sebagai pendekatan yang mengeksplorasi mengajar dan belajar antara dua atau lebih cakupan STEM dan mata pelajaran STEM satu atau lebih mata pelajaran lain di sekolah.

Perbedaan STEM dengan model pembelajran sains lain adalah lingkungan belajar campuran dan menunjukkan kepada peserta didik bagaimana metode ilmiah dapat di terapkan pada kehidupan sehari- hari. Pembelajaran ini menekankan beberapa aspek di antaranya:

1. Mengajukan pertanyaan science.
2. Mengembangkan dan menggunakan model.
3. Merencanakan dan melakukan investasi
4. Menganalisis dan menafsirkan data.

Keunggulan Model Pembelajaran STEM

Model Pembelajaran STEM. Apa saja keunggulan sistem pendidikan di Amerika?

Pertama yaitu gaya belajar berbasis diskusi. Di sana, para siswa didorong untuk giat membaca sehingga mereka tak datang ke kelas dengan kepala kosong. Selain itu, kegiatan belajar mengajar bersifat lebih terbuka dan siswa dilatih untuk berani mengemukakan pendapatnya di muka umum semenjak dini.

Kelas menjadi wadah berdiskusi beragam topik dengan berfokus kepada ide, bukan memperoleh informasi secara pasif. Menariknya, para siswa merupakan penggerak diskusi, bukan guru. Jadi, keduanya bisa berperan sebagai feeder maupun challenger dari sebuah gagasan.

Kedua yaitu sistem pendidikan yang berbasis science, technology, engineering, and math (STEM). STEM dikenal sebagai metode pembelajaran terapan yang menggunakan pendekatan antar-ilmu.

Aplikasi STEM di barengi dengan pembelajaran aktif dan berbasis pemecahan masalah sehingga siswa dididik untuk berpikir kritis, analitis, dan fokus kepada solusi.

7 Ciri-Ciri Model Pembelajaran STEM

Pembelajaran STEM bertujuan untuk memberikan peluang untuk meminati dan mengaplikasikan ilmu pengetahuan. Berdasarkan tujuan tersebut maka, setidaknya ada tujuh ciri pembelajaran tersebut, ke-tujuhnya adalah:

1. Melibatkan murid dalam inkuiri
2. Melibatkan murid dalam bekerja sama yang produktif
3. Memelukan murid mengaplikasikan pemahaman STEM
4. Memberi peluang kepada murid untuk menjawab
5. Melibatkan murid mengaplikasikan kemahiran proses
6. Memerlukan perbagai jawaban
7. Meningkatkan kepekaan murid.

VI. Langkah Model Pembelajaran STEM

Model Pembelajaran STEM memiliki 8 tahap dalam pelaksanaan di kelas yaitu:

1. Mengajukan pertanyaan dan mendefinisikan masalah (Asking questions and defining problems)

Tahap pertama Model Pembelajaran STEM, peserta didik di motivasi untuk melakukan suatu pengamatan terhadap berbagai fenomena atau isi yang terjadi kemudian menemukan pertanyaan dari suatu fenomenatersebut dan peserta didik di motivasi untuk mampu memecahkan masalh yang ada dan mencoba mengklarifikasinya.

2. Mengembangkan dan menggunakan model (Developing and using models)

Selanjutnya tahap kedua Model Pembelajaran STEM yakni, setelah melakukan suatu pengamatan dan memperoleh suatu informasi mengenai berbagai fenomena yang berkaitan dengan sains, seterusnya peserta didik akan melaksanakan langkah ketahap mengembangkan dan menggunkan model atau contoh.

Di mana langkah ini, peserta didik di minta mampu melihat melalui model maupun simulasi untuk membantu mengembangkan informasi yang sedang di amati.

3. Merencanakan dan melaksanakan penyelidikan (Planning and carrying out investigations)

Tahap ketiga Model Pembelajaran STEM adalah, peserta didik di minta untuk merencanakan dan melakukan penyelidikan ilmiah untuk memperoleh data.

4. Menganalisis dan menafsirkan data (Analyzing and interpreting data)

Selanjutnya tahap keempat Model Pembelajaran STEM adalah, peserta didik melakukan penyelidikan ilmiah dan memperoleh data, selanjutnya data yang di peroleh di analisis kemudian menafsirkan data yang di peroleh.

5. Menggunakan matematika dan komputasi (Using mathematics and computational thinking)

Kemudian tahap kelima Model Pembelajaran STEM adalah, peserta didik menggunakan cara berfikir matematika dan pemikiran komputasi untuk membangun simulasi dan menganalisis data.

6. Membangun penjelasan dan merancang solusi (Constructing explanations and designing solutions)

Tahap keenam Model Pembelajaran STEM adalah, peserta didik mampu membangun penjelasan terkait kegiatan pembelajaran yang sedang di pelajari. Kemudian mampu merancang solusi baru untuk masalah yang di temukan di dalam pembelajaran.

7. Argumentasi dan bukti (Engaging in argument from evidence)

Selanjutnya tahap ketujuh, peserta didik terlibat dalam argumentasi untuk mengklarifkasikan konsep pembelajaran yang ada kemudian solusi terbaik suatu masalah, kemudian di perkuat dengan bukti data yang kuat untuk mempertahankan suatu kesimpulan.

8. Memperoleh, mengevaluasi, dan mengkomonikasikan informasi (Obtaining, evaluating, and communicating information)

Dan, tahap terakhir Model Pembelajaran STEM adalah, peserta didik memperoleh suatu infomasi dari pembelajaran yang telah di lakukan kemudian mengevaluasi dan mampu mengkomonikasikan dan hasil dari temuan yang telah di lakukan serta dapat menarik kesimpulan.

Related Post to Pendidikan STEM untuk Peningkatan SDM Indonesia