Home » » Pendekatan Pembelajaran Berbasis STEM

Pendekatan Pembelajaran Berbasis STEM

A. Konsep Pembelajaran STEM

STEM  merupakan akronim dari Science, Technology, Engineering, and Mathematic yaitu  sebuah pendekatan pembelajaran yang mengintegrasikan antara pengetahuan alam (sains), teknologi, mesin(rekayasa)  dan matematika  dalam satu pengalaman belajar peserta didik. Dengan  kata lain, pendekatan yang digunakan guru dalam membelajarkan peserta didik tentang berbagai konsep akademik dimana guru menerapkan prinsip-prinsip sains, matematika, rekayasa dan teknologi yang disandingkan dengan  dunia nyata .

STEM  memberikan peluang bagi guru untuk memperlihatkan kepada peserta didik betapa konsep, prinsip, dan teknik dari sains, teknologi, enjiniring, dan matematika digunakan secara terintegrasi dalam pengembangan produk, proses, dan sistem yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari mereka.

Adapun kata kunci STEM  yaitu disiplin ilmu yang membangun pendekatan pembelajaran STEM dijelaskan sebagai berikut:

1. Science (Sains) 
Sains merupakan kajian berhubungan dengan fenomena  alam yang melibatkan observasi, penyelidikan, penelitian dan pengukuran untuk menjelaskan sebab akibat secara obyektif alam yang selalu berubah atau  sebuah fenomena alam. Penyelidikan dan penilitian sains dapat digunakan untuk mengidentifikasi bukti – bukti yang dibutuhkan untuk menjawab pertanyaan ilmiah dan menjawab permasalahan dalam kehidupan manusia.

2. Technology (Teknologi)

Teknologi yang dimaksud berkaitan dengan inovasi, modifikasi atau penemuan manusia yang dapat berupa perangkat lunak dan keras sebagai sarana untuk memenuhi keinginan dan kebutuhan manusia, sehingga dapat mempermudah pekerjaan manusia untuk kehidupan yang lebih baik.

3. Engineering (Enjiniring)
Enjiniring adalah pengetahuan dan keterampilan untuk mendesain, mengaplikasikan, mereplikasi serta marekayasa sebuah karya berupa peralatan, sistem, material, aplikasi kreatif dan mesin yang dapat digunakan oleh manusia secara ekonomis dan ramah lingkungan untuk mempercepat dan mempermudah proses produksi terhadap barang dan jasa.

4. Mathematic ( Matematika)
Matematika adalah Ilmu yang berhubungan dengan numerasi, keteraturan pola  dan hubungan, ruang dan bentuk. keterampilan berpikir secara rasional dan logis serta bernalar, dan menggunakannya secara sistematik dan terstruktur.Matematika menyediakan bahasa bagi teknologi, sains dan enjiniring.

STEM adalah pendekatan, bukan merupakan model sehingga tidak memiliki fase atau sintaks seperti ditemukan dalam model pembelajaran. Akan tetapi STEM memiliki pola yang dikenal dengan istilah EDP singkatan Engineering Design Process atau proses mendesain sebuah karya atau mesin.  EDP ini kemudian memiliki banyak versi yang telah di rumuskan para ahli, seperti pola Lucas, Laboy-Rush dan Bybee,  namun secara umum EDP memiliki pola sebagai berikut :
  1. Define the problem : Perumusan masalah   
  2. Plan solution : Rencana solusi  
  3. Make and model: Membuat dan mengembangkan model 
  4. Test the model : Menggunakan model       
  5. Reflect and redesign:  Merefeksi,  mengevaluasi, , mengkomunikasikan , mendesain ulang 
B. Karakteristik STEM
Karakteristik pendekatan STEM memperlihatkan ciri sebagai berikut:
  1. Integrasi antara Sains, Teknologi, Enjinering dan Matematika dalam satu pokok bahasan
  2. Diterapkan dengan model pembelajaran berbasis proyek (PjBL) atau Problem Based Learning (PBL)
  3. Sesuai dengan kehidupan nyata atau bersifat konstektual
  4. Mempersiapkan peserta didik yang memiliki kecakapan hidup abad 21
  5. Melatih peserta didik untuk dalam pembelajaran bentuk soft skill dan hard skill
C. Tujuan Pendekatan Pembelajaran STEM
Tujuan dari pendekatan STEM secara umun adalah sebagai berikut
  1. Mengasah keterampilan berfikir kritis dan reatif, logis, inovatif dan produktif
  2. Menanamkan semangat kerja sama dalam menyelesaikan suatu masalah
  3. Menanamkan dan mempersiapkan peserta didik ke dalam perpektif dunia kerja
  4. Memanfaatkan teknologi untuk menciptakan dan mengkomunikasikan solusi inovatif,
  5. Melatih peserta didik dalam merealisasikan kecakapan hidup abad 21 dengan menghubungkan pengalaman kedalam proses pembelajaran melalui peningkatan kapasitas dan kecakapan peserta didik.
  6. 6Ruang untuk menumbuhkan/melatih  kemampuan menemukan dan menyelesaikan masalah 

D. Fitur Pendekatan STEM

  1. Pendekatan Silo, Jika setiap disiplin STEM yaitu mata pelajaran sains, teknologi, enjiniring, dan matematika diajarkan sebagai mata-mata pelajaran yang terpisah satu sama lain dan tidak terintegrasi (Mata pelajaran terpisah). 
  2. Pendekatan embedded, yaitu  mengajarkan masing-masing disiplin STEM dengan lebih berfokus pada satu atau dua dari disiplin-disiplin STEM . Pendekatan ini menekankan pada penguasaan pengetahun melalui keadaan dunia nyata dan cara yang dapat dilakukan untuk menyelesaikan permasalahan dalam lingkup sosial, budaya, dan fungsional.
  3. Pendekatan integrated (terpadu) , Pendekatan ini menekankan pada penggabungan berbagai bidang STEM dan menjadikannya satu subjek. Pendekatan integrated  menggabungkan berbagai konten lintas kurikuler seperti kemampuan berpikir kritis, penyelesaian masalah, dan informasi ilmiah yang menjadi suatu solusi dari suatu masalah melalui pengintegrasian materi yang diajarkan pada kelas dan waktu yang berbeda
E. Pola pola Pembelajaran STEM  
Roberts dan Cantu (2012) mengembangkan tiga pendekatan pembelajaran STEM yang dapat diterapkan, yaitu:

E1.   PjBL- STEM (Laboy - Rush)
Pembelajaran berbasis STEM dengan pola PjBL-STEM oleh Laboy-Rush memiliki langkah sebagai berikut:

1. Reflection
Membawa peserta didik ke dalam konteks  masalah dan memberikan motivasi  dan inpirasi untuk menyelidiki/investigasi  dan menyelesaikan masalah tersebut.

2. Research
Peserta didik melakukan penelitian, menggali dan mengumpulkan informasi dari berbagai sumber yang relevan sehingga peserta didik dapat mengkonkritkan pemahaman abstrak dari masalah.

3. Discovery
Tahap penemuan, peserta didik telah menemukan model yang sesuai untuk pelaksanaan sebuah proyek, tahapan ini merupakan penghubung antara informasi yang di dapatkan dengan apa saja yang harus mereka lakukan pada saat proses pelaksanaan nanti.

4. Application
Peserta didik menyelesaikan masalah dengan penerapan model yang telah mereka rancang, pada tahap ini peserta didik menguji sebuah model/solusi  yang telah dirancang guna untuk menjawab/memecahkan  masalah.

5. Communication
Tahapan akhir ini peserta didik memaparkan dan mempresentasikan hasil yang mereka peroleh secara kolaboraif, mampu menerima umpan balik yang berguna untuk perbaikan sebuah proyek yang lebih baik. Presentasi merupakan langkah penting dalam proses pembelajaran untuk mengembangkan keterampilan komunikasi dan kolaborasi maupun kemampuan untuk menerima dan menerapkan umpan balik yang konstruktif

E2. PjBL- STEM (Lucas)
Pembelajaran berbasis STEM dengan pola PjBL-STEM oleh Lucas memiliki langkah sebagai berikut:

1. Start With the Ensensial Question  (Penentuan Pertanyan Mendasar)
Langkah ini peserta didik diberikan beberapa pertanyaan terkait masalah yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari

2. Design a Plan for the Project ( Mendesain Perencanaan Proyek)
Dalam perencanaan mendesain sebuah proyek, peserta didik diajak untuk membahasnya secara kelompok, cara membuat bahan dan alat atau dst.

3. Create a Schedule ( Menyusun jadwal)
Peserta didik menyusun jadwal mulai dari awal hingga akhir, kapan sebuah proyek dimulai, kegiatan setiap hari dan yang terpenting kapan proyek tersebut dapat selesai dengan perencanaan

4. Monitor the Students and the Progress of the Project (Memonitor peserta didik dan kemajuan proyek
Dalam hal ini guru menjadi mentor dalam mengawal peserta didik pada setiap tahapan proyek yang mereka selesaikan, guru juga menjadi fasilitator mendorong semua peserta didik agar aktif dalam proyek tersebut.

5. Assess the Outcome ( menguji Hasil)
Mengukur sejauh mana ketercapaian pembelajaran melalui proyek yang dihasilkan peserta didik.

6. Evaluate the Eksperience (Mengevaluasi pengalaman)
Merefleksi pengalaman peserta didik dalam proses penyelesaian sebuah proyek yang menemukan sebuah terobosan baru untuk membuat sebuah inovasi yang lebih baik dan efisien

E3. Model 5E (Bybee) 
Pola yang ke tiga adalah model 5E (Bybee) dengan langkah sebagai berikut:

Engangement   : Identifikasi masalah dan kendala
Exploration
      : Pelaksanaan penelitian, pemunculan ide
Eksplanation     : Melakukan analisis terhadap ide
Elaboration/Ekstension : Membuat karya dan mengkomunikasikan
Evaluation         : Pelaksanaan tes dan refleksi

Contoh materi pembelajaran yang menerapkan pendekatan berbasis STEM dengan fitur terpadu(integrated)

Kompetensi Dasar  pada kelas VII semester 1

KD 3.3 Menjelaskan konsep campuran dan zat tunggal (unsur dan senyawa),  sifat fisika dan kimia, perubahan fisika dan kimia dalam kehidupan sehari-hari.

KD 4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau karya tentang sifat larutan, perubahan fisika dan perubahan kimia, atau pemisahan campuran.

Indikator : (diambil dari silabus yang telah disusun sebelumnya)                  
Materi     : Pemisahan campuran.
Topik Proyek : Mendesain alat penjernihan air.

Berikut ini adalah bagaimana akan dipisahkan masing - masing bidang yang membangun STEM dalam rencana pelaksanaan pembelajaran yang telah di buat di atas, agar lebih mudah dipahami fungsi dan cakupan masing - masing yang saling terhubung :

Sains
1.Faktual : campuran dapat dipisahkan dengan cara biasa dengan menggunakan teknik-teknik pemisahan campuran
2.Konseptual: unsur, senyawa dan campuran, suhu, pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda;
3.Prosedural:  Teknik pemisahan campuran.
4.Metakognitif: Strategi merancang prosedur dan alat penjernihan air yang efektif dan efisien.

Teknologi
1.Menggunakan komputer (internet) untuk memperoleh informasi;
2.Membuat alat penjernihan air sederhana dengan berbagai model.

Enjinering
1.Merekayasa alat destilasi menjadi alat penjernihan air sederhana;
2.Merancang alat penjernihan air dengan berbagai model;
3.Menguji coba, melakukan perbaikan, dan mengkomunikasikan hasil dari projek pembuatan alat penjernihan air dengan berbagai model.

Matematika
1.Menerapkan pengetahuan geometri dalam kehidupan sehari-hari baik di dalam maupun diluar kelas;
2.Menghitung volume air yang akan dijernihkan dan volume air hasil penjernihan;
3.Menghitung keperluan bahan bahan yang akan digunakan untuk alat penjernihan air dengan menggunakan biaya seminimal mungkin.

Download contoh RPP Pendekatan STEM

Bahan Bacaan: 

Asmuniv. 2015. Pendekatan Terpadu Pendidikan STEM Upaya Mempersiapkan Sumber Daya Manusia Indonesia Yang Memiliki Pengetahuan Interdisipliner dalam Menyosong Kebutuhan Bidang Karir Pekerjaan Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA).

Firman, H. (2017). STEM untuk pembelajaran kimia Abad ke-21. MakalahKuliah Umum di Prodi Pendidikan Kimia FKIP Universitas Sriwijaya, Palembang, 23 September 2017.

https://zuhriindonesia.blogspot.com/2019/narasumber-stem-dalam pembelajaran-pembelajaran.html (diakses 09 Oktober 2019)

0 komentar:

Post a Comment