pendidikan berbasis stem

Apa sih STEM itu ?

STEM adalah singkatan dari Science, Technology, Engineering and Math. Beberapa kalangan ada yang menambahkan disiplin Seni (Art) ke dalamnya, sehingga menjadi STEAM.

STEM yang digagas oleh Amerika Serikat ini merupakan pendekatan yang menggabungkan keempat disiplin ilmu tersebut secara terpadu ke dalam metode pembelajaran berbasis masalah. Metode pembelajaran berbasis STEM menerapkan pengetahuan dan keterampilan secara bersamaan untuk menyelesaikan suatu kasus.

Masing-masing aspek dari STEM (Science, Technology, Engineering and Math) jika diintegrasikan akan membantu peserta didik menyelesaikan suatu masalah secara jauh lebih komprehensif.

Sebagaimana dijabarkan oleh Torlakson (2014), definisi dari keempat aspek STEM sebagai berikut :

Sains (science)

memberikan pengetahuan kepada peserta didik mengenai hukum-hukum dan konsep-konsep yang berlaku di alam;

Teknologi (technology)

adalah keterampilan atau sebuah sistem yang digunakan dalam mengatur masyarakat, organisasi, pengetahuan atau mendesain serta menggunakan sebuah alat buatan yang dapat memudahkan pekerjaan;

Teknik (engineering)

adalah pengetahuan untuk mengoperasikan atau mendesain sebuah prosedur untuk menyelesaikan sebuah masalah;

Matematika (math)

adalah ilmu yang menghubungkan antara besaran, angka dan ruang yang hanya membutuhkan argumen logis tanpa atau disertai dengan bukti empiris.

Pengintegrasian seluruh aspek ini ke dalam proses pembelajaran, akan membuat pengetahuan menjadi lebih bermakna.

Pembelajaran berbasis STEM akan membentuk karakter peserta didik yang mampu mengenali sebuah konsep atau pengetahuan (science) dan menerapkan pengetahuan tersebut dengan keterampilan (technology) yang dikuasainya 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 digalakkan 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 dikembangkan 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.

Mari kita lihat gambar berikut ini :

Apa yang dapat Anda simpulkan dari gambar tersebut ?

Ya, 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.

Ada beberapa variasi model Pendidikan Berbasis STEM ini yang diterapkan oleh beberapa kalangan. Model-model ini dikembangkan berdasarkan beberapa pertanyaan berikut :

Bagaimana Anda menggambarkan model integrasi STEM Anda ?
Bagaimana Anda menjelaskan model Anda dalam kata-kata ?
Pengalaman apa (yang Anda peroleh dari para profesional atau sebaliknya) yang mempengaruhi model Anda tersebut ?

Beberapa diantaranya seperti : 5E Intructional Model dari BSCS, Model 5E + IA yang dikembangkan oleh STEMscopes Science, Model Spiral yang dikembangkan oleh SES Education, dan sebagainya.

Simulasi adalah suatu cara yang menarik bagi siswa untuk memahami konsep-konsep abstrak suatu disiplin ilmu. Sekarang dengan berkembangnya era digital (baca juga : Media Pembelajaran Berbasis Digital Interaktif Untuk Sekolah) dimana perangkat-perangkat digital semakin canggih dan murah, simulasi yang baik dapat dibuat dan diakses oleh setiap orang. The University of Colorado dalam websitenya PHET, merupakan salah satu sumber yang menyediakan simulasi matematika dan sains untuk digunakan dalam proses belajar-mengajar di kelas, mulai jenjang sekolah dasar hingga universitas.

Mari kita coba salah satu contoh simulasi mengenai rangkaian listrik DC sederhana :

Dari simulasi tersebut siswa dapat belajar mengenai :

Rangkaian Seri
Rangkaian Paralel
Hukum Ohm
Hukum Kirchoff

Dalam sebuah simulasi, hal yang abstrak (seperti aliran listrik) dapat disimulasi dalam bentuk gambar yang dapat dilihat oleh siswa, sehingga konsep-konsep yang disampaikan oleh guru dapat dengan mudah dipahami oleh siswa.

Siswa dapat mempelajari :

Eksplorasi hubungan listrik
Eksplorasi hubungan listrik dalam rangkaian seri dan paralel
Menggunakan ammeter dan voltmeter untuk membaca nilai-nilai dalam suatu rangkaian listrik.
Menjelaskan bagaiamana suatu hubungan listrik dalam suatu rangkaian.
Menggambar rangkaian listrik dalam suatu gambar skematik.
Menentukan benda-benda apa saja yang merupakan suatu konduktor atau insulator.

Metode Simulasi membantu siswa untuk memahami konsep-konsep yang abstrak.

Selain dalam bentuk simulasi digital, proses belajar-mengajar juga dapat menggunakan suatu paket perangkat / kit yang menggunakan peralatan yang sebenarnya, seperti : Kit Elektronika, Kit Sensor, Kit Robot, dan sebagainya. Sehingga siswa dapat memperoleh sebuah bentuk yang komprehensif bagaimana menerapkan apa yang dipelajari dalam kehidupan yang sebenarnya (application in the real word).

Pendidikan berbasis STEM dapat membangun generasi yang mampu menghadapi abad 21 yang penuh tantangan.