Implementasi STEM dalam Pembelajaran

HermanAnis.com – Terdapat banyak pandangan terkait dengan pendidikan STEM (English, 2017; Sanders, 2008). Pembahasan dalam tulisan ini akan berfokus pada elemen kunci pendidikan STEM, pendekatan untuk pendidikan STEM terintegrasi, kegiatan STEM dan ekstrakurikuler, dan sekolah STEM yang berfokus untuk menjawab bagaimana Implementasi STEM dalam Pembelajaran?

Pada beberapa kasus, STEM di deskripsikan sebagai 4 bidang disiplin ilmu yang saling terintegrasi. Pendekatan STEM dideskripsikan sebagai cara mengajar yang mengintegrasikan empat bidang ilmu dengan membuat tautan terhadap pengalaman belajar dan dunia nyata.

Bentuk integrasi ini dapat bervariasi, karena Implementasi STEM dalam Pembelajaran tidak selalu harus melibatkan keempat disiplin ilmu. Pendidikan STEM tidak menggantikan kurikulum atau standar pendidikan yang ada saat ini.

Sebagai contoh, di Australia, tidak ada kurikulum teknik khusus, meskipun konsep teknik dapat di temukan pada kurikulum atau mata pelajaran lainnya.

Baca Juga: Pandangan Filosofi Pendidikan STEM

A. Elemen Utama Pendidikan STEM (STEM Education)

Setidaknya, terdapat 6 elemen utama dalam pendidikan STEM, diantaranya adalah;

1. Memungkinkan siswa untuk terlibat dalam tantangan belajar yang otentik, aktif, dan bermakna. Contohnya: pembelajaran berbasis inkuiri, dan pemecahan masalah yang memungkinkan siswa untuk mengidentifikasi masalah sendiri.
2. Memungkinkan siswa untuk mempraktikkan keterampilan dan pengetahuan yang mereka pelajari dengan cara yang otentik. Siswa dapat menerapkan pembelajarannya di luar kelas.
3. Termasuk pengalaman belajar yang di rencanakan berdasarkan pengetahuan teori pembelajaran, pendekatan pedagogis, dan penelitian dalam pendidikan. Pengajaran di dasarkan pada praktik berbasis bukti.
4. Mengambil pendekatan seluruh sekolah dengan melibatkan semua siswa dan pendidik. Sukses membutuhkan dukungan dari guru, administrator, dan siswa.
5. Menggunakan kemitraan dengan organisasi eksternal, industri, universitas, dan asosiasi untuk memberikan pengalaman STEM berkualitas tinggi bagi siswa. Melalui kemitraan, siswa dapat mengakses mentor dan sumber daya jika tidak tersedia.
6. Berfokus pada hasil untuk siswa. Hal ini fokus pada apa yang siswa akan peroleh dari pengalaman belajar, daripada konten atau penilaian yang terlibat. Setelah ini diputuskan, maka guru dapat membuat koneksi ke penilaian (Sanders, 2012) dan kurikulum di berbagai bidang ilmu.

Fokusnya di sini bukan pada pengetahuan konten STEM, melainkan pendekatan pengajaran. Di sinilah praktik STEM berguna, karena mereka berfokus pada praktik yang mendukung STEM dan memungkinkan guru untuk memulai dengan pengalaman siswanya untuk membawa STEM ke dalam kelas.

B. STEM Merupakan Pendekatan Pembelajaran yang Terintegrasi

Mengambil pendekatan terintegrasi lebih jauh, STEM dapat di integrasikan dengan bidang studi lain seperti seni, bahasa dan ilmu sosial. Ini di sebut sebagai STEAM (sains, teknologi, teknik, seni, dan matematika).

Implementasi STEM dalam Pembelajaran, harus melibatkan, menghubungkan dan menggabungkan setidaknya dua atau lebih bidang disiplin STEM. Bergantung pada tingkat dan derajat integrasi, pendekatan tersebut dapat meningkat dalam kompleksitas.

Salah satu tujuan pendidikan STEM terintegrasi adalah untuk menunjukkan bagaimana STEM dapat di terapkan dalam kehidupan nyata, daripada bagaimana STEM di pisahkan menjadi pengetahuan konten disipliner.

Mempertimbangkan konteksnya penting untuk menjaga keaslian konten. Menggunakan contoh teknologi, Sanders (2008) berpendapat bahwa proyek yang berfokus pada teknologi tidak dapat dipisahkan dari konteksnya tanpa kehilangan keaslian..

Sifat pendekatan terintegrasi bervariasi tergantung pada struktur pendidikan STEM di sekolah. Misalnya, di sekolah dasar, integrasi dapat terjadi sepanjang hari sekolah. Di sekolah menengah, ini mungkin perlu di lakukan di berbagai kelas mata pelajaran dan selama beberapa pelajaran. Ini mungkin melibatkan pendekatan seluruh sekolah, atau hanya terjadi di beberapa kelas.

Semua pendekatan ini melibatkan sumber daya, pertimbangan, kerangka waktu, tantangan, dan peluang yang berbeda. Guru merasa lebih sulit untuk menerapkan pendekatan terintegrasi di sekolah menengah daripada di sekolah dasar.

Keuntungan dari pendidikan STEM terintegrasi meliputi:

1. Meningkatnya minat siswa dalam karir terkait. Meningkatnya minat terhadap STEM juga dapat meningkatkan motivasi dan minat siswa untuk melanjutkan pendidikan STEM.
2. Peningkatan hasil belajar dan prestasi dalam mata pelajaran STEM.
3. Mahasiswa mampu melihat dan memahami keterkaitan antar bidang disiplin ilmu, daripada melihat setiap bidang disiplin secara individual dan terpisah satu sama lain.
4. Siswa dapat melihat bagaimana STEM diterapkan di dunia, yang menambah makna pada apa yang diajarkan di kelas. Mereka memiliki pemahaman yang lebih baik tentang masalah dunia nyata dan bagaimana menyelesaikannya.
5. Siswa dapat memahami bagaimana pengetahuan di setiap disiplin digabungkan dalam karir yang berbeda.

C. Tantangan Implementasi STEM dalam Pembelajaran

Berikut beberpa tantangan Implementasi STEM dalam Pembelajaran:

1. Waktu yang di butuhkan guru untuk mempelajari pendekatan pedagogis yang berbeda.
2. Menerapkan STEM di semua tingkat sekolah.
3. Menghambat hasil belajar.
4. Masalah terkait pemisahan pengetahuan dan penilaian konten.
5. Masalah dalam menemukan keseimbangan antara semua bidang disiplin.

Beberapa menyarankan bahwa pendekatan terintegrasi berarti fokus pada setiap bidang disiplin ilmu bisa hilang. Matematika dan teknik sering di abaikan sementara teknologi menjadi lebih menonjol.

Implementasi STEM dalam Pembelajaran membutuhkan cara baru untuk mengajarkan STEM, yang berarti menemukan waktu dan sumber daya. Bagaimana STEM di implementasikan juga akan bergantung pada bagaimana guru memandang pendekatan baru serta dukungan dari administrator sekolah.

Akan lebih mungkin berhasil jika ada pendekatan strategis untuk implementasi. Tingkat tahun yang berbeda menghadapi tantangan yang berbeda.

Pendekatan terintegrasi untuk mengajar STEM di tahun-tahun yang lebih muda tampak lebih mudah, karena tingkat tahun yang lebih tinggi lebih di batasi oleh penilaian standar, batasan struktural di sekolah, dan masalah kolaborasi di antara guru.

Guru di sekolah dasar juga memiliki lebih banyak kesempatan untuk menerapkan pendekatan terintegrasi karena mereka bisa lebih fleksibel dan tidak mengajar di bidang mata pelajaran yang terisolasi. Pendekatan lain diperlukan agar sesuai dengan siswa di tingkat sekolah yang lebih tinggi.

Pendidikan STEM terintegrasi mengambil bentuk berbeda di sekolah. Saat ini sedang dan dalam program pengayaan dan penjangkauan. Pendekatan ini biasanya didasarkan pada pendekatan konstruktivis untuk belajar, menggunakan penelitian dari ilmu kognitif.

Ini umumnya menggabungkan pendekatan berbasis masalah, pendekatan berbasis proyek, atau pendekatan berbasis penyelidikan untuk pembelajaran, yang memungkinkan siswa untuk mengeksplorasi dan mencapai pemahaman mereka sendiri dan memecahkan masalah mereka sendiri.

D. Contoh Implementasi STEM dalam Pembelajaran

1. Implementasi STEM dalam Pembelajaran Berbasis Proyek

Pembelajaran berbasis proyek melibatkan siswa yang menyelidiki masalah, pertanyaan, atau tantangan tertentu untuk jangka waktu yang lama. Ini sering kali dalam bentuk tantangan desain.

Fitur utama termasuk siswa yang terlibat dengan masalah otentik di mana siswa dapat membuat koneksi ke konteks dunia nyata dan menerapkan konsep yang mereka pelajari. Ada keuntungan dan kerugian dari pendekatan berbasis proyek. Manfaat pembelajaran berbasis Projek meliputi:

1. Peningkatan pemahaman siswa tentang koneksi antar bidang disiplin.
2. Peningkatan kinerja dalam aktivitas STEM
3. Persepsi yang lebih baik tentang karir dan disiplin STEM.

Pendidikan berbasis proyek juga memiliki manfaat di luar STEM. Siswa merasa bahwa apa yang telah mereka pelajari dapat diterapkan pada bidang disiplin lain dan mereka mulai melihat pelajaran STEM sebagai pengembangan keterampilan, bukan hanya pengetahuan konten.

Dengan pembelajaran ini, keterampilan berpikir tingkat tinggi mahasiswa dapat meningkat (Fan dan Yu, 2017), begitu pula kreativitasnya. Dalam pelaksnaannya umumnya guru akan mengalami kesulitan dalam-membuat hubungan antara bidang-bidang ilmu selama pembelajaran.

Dengan pembelajaran Proyek hal tersebut dapat di atasi. Telah terbukti bahwa pembelajaran STEM berbasis proyek sangat membantu guru dalam pembelajaran.

Baca Juga: Model Pembelajaran STEM

2. Implementasi STEM dalam Pembelajaran Berbasis Inkuiri

Pendekatan berbasis inkuiri memicu siswa untuk mengajukan masalah, gagasan, atau pertanyaan untuk di selidiki, serta menyajikannya dengan sebuah kegiatan untuk di selesaikan. Hal ini dapat meningkatkan minat mahasiswa/siswa dalam melakukan penyelidikan dan pembelajaran.

Pertanyaan dan kreativitas adalah kunci dari pendekatan ini, dan hal terpenting adalah kegiatan praktik langsung. Manfaat pendekatan berbasis Inkuiri diantaranya adalah untuk menghasilkan:

1. Peningkatan pengetahuan dan keterampilan siswa dalam mata pelajaran STEM.
2. Peningkaten sikap positif tentang karir STEM dan STEM.
3. Peningkatan pemahaman tentang bagaimana aktivitas STEM yang di terapkan dalam kehidupan sehari-hari dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah.

3. Implementasi STEM dalam Pembelajaran Berbasis Masalah

Dalam pembelajaran berbasis masalah, siswa bekerja untuk memecahkan masalah terbuka. Ini biasanya merupakan masalah yang siswa hubungkan dalam kehidupan nyata. Hal ini bertujuan untuk menantang mereka untuk berpikir secara berbeda dalam menemukan solusi (English dan Mousoulides, 2015).

Komponen penting dari pembelajaran berbasis masalah adalah memastikan bahwa masalah memiliki banyak solusi yang dapat di tentukan melalui pemikiran kreatif dan kritis (English dan Mousoulides, 2015). Siswa memiliki kesempatan untuk merancang, membuat, dan menguji solusi mereka, serta mendesain (English and King, 2015).

Beberapa guru merasa pendekatan berbasis masalah tidak akan berhasil di kelas karena setiap kelas akan cenderung mempelajari mata pelajaran tertentu, organisasi sekolah, dan praktik pedagogis yang berubah (Asghar, Ellington, Rice, Johnson dan Prime, 2012). Sementara, yang lain merasa di batasi oleh pengujian standar yang sifatnya spesifik (Asghar dkk., 2012).

4. Kegiatan ekstra kurikuler STEM

Pengalaman STEM mungkin juga tersedia bagi siswa melalui kompetisi, “klub” sekolah, atau program liburan. Kompetisi STEM biasanya melibatkan tantangan berbasis desain, di mana siswa bersaing untuk memecahkan masalah.

Klub sekolah biasanya di adakan pada waktu makan siang atau setelah sekolah, dan merupakan tambahan pada kurikulum sekolah. Program liburan melibatkan siswa yang menghadiri program intensif yang berfokus pada proyek STEM selama beberapa hari di luar program berbasis sekolah.

Pendekatan ini juga memasukkan program pengayaan dan penjangkauan STEM , karena organisasi dan lembaga eksternal menyelenggarakan banyak program. Manfaat bagi siswa meliputi:

1. Meningkatnya minat dalam karir STEM
2. Peningkaten kinerja dalam mata pelajaran STEM
3. Peningkatan pengetahuan dan pemahaman tentang konsep STEM
4. Peningkaten disposisi STEM
5. Peningkatan kemungkinan mempelajari STEM setelah sekolah menengah (Sahin, 2013).

Ini meningkat setelah keikutsertaan dalam kegiatan ekstra kurikuler. Namun, ada batasannya. Terlepas dari manfaatnya, dalam satu program sikap siswa terhadap disiplin STEM tidak serta merta meningkat (Moreno dkk., 2016).

Gagalnya Implementasi STEM dalam Pembelajaran dapat di sebabkan kurangnya pengetahuan STEM, kepercayaan diri, dan kemanjuran diri dalam mengajar STEM bagi mereka yang melaksanakan program (Barker dkk., 2014). Kurangnya pengetahuan STEM dapat mempersulit pemimpin program untuk memahami kesulitan kegiatan, dan menyesuaikan kegiatan dengan usia siswa (Barker dkk., 2014).

Karena program seperti ini biasanya di sediakan oleh penyedia eksternal, akses ke program tersebut untuk siswa yang kurang beruntung mungkin dibatasi.

Baca: STEM-PjBL, Integrasi STEM dengan Pembelajaran Berbasis Proyek

E. Sekolah STEM

Sekolah STEM memiliki fokus khusus pada pendidikan STEM dan bidang disiplin STEM. Di Amerika Serikat, sekolah STEM inklusif berfokus pada penargetan siswa yang kurang terwakili di STEM. Sekolah-sekolah ini bertujuan untuk mengubah profil profesional STEM, dan mendorong siswa untuk mengembangkan sikap positif terhadap pendidikan STEM.

Sekolah STEM melakukan ini dengan menyediakan kurikulum STEM tingkat tinggi yang di ajarkan oleh guru yang ahli di bidang disiplin STEM, dan membuat hubungan dengan industri melalui magang. Siswa sering memiliki kesempatan untuk mengikuti kursus untuk mempersiapkan mereka ke perguruan tinggi dengan akses ke pelajaran STEM yang praktis, dunia nyata, menarik. Seperti pendidikan STEM, ada beberapa pandangan tentang apa yang harus di lakukan sekolah STEM. Lafore, 2016 mengidentifikasi fitur utama yang menjadi fokus sekolah menengah STEM:

1. Sifat pengalaman belajar dan pedagogi. Memasukkan tautan ke-keterampilan kehidupan nyata.
2. Komunitas.
3. Karir.
4. Pertimbangan seputar faktor kepegawaian dan sekolah.

Pengetahuan disiplin tidak menjadi pertimbangan dalam elemen-elemen ini (Laforce dkk., 2016). Ini menunjukkan bahwa yang penting bukanlah kontennya, tetapi kombinasi pendekatan pedagogis, kemitraan, dan fokus pada koneksi kehidupan nyata.

Fitur utama lain dari sekolah STEM adalah mereka memotivasi siswa untuk bekerja sama, memungkinkan siswa untuk bertanggung jawab atas pembelajaran mereka, memberikan kesempatan untuk berkembang penalaran, pertanyaan, dan argumentasi, dan pendekatan berbasis penyelidikan.

Elemen umum di semua fitur ini adalah fokus pada siswa, dan mengembangkan keterampilan dan kemampuan, bukan pengetahuan konten. Ada bukti berbeda tentang dampak sekolah STEM. Beberapa menyarankan bahwa siswa yang menghadiri sekolah STEM berkinerja lebih baik daripada mereka yang tidak.

Yang lain berpendapat bahwa hasil antara siswa yang bersekolah di sekolah STEM dan sekolah non-STEM tidak berbeda.

Baca Juga : Standar Guru Profesional dalam Pembelajaran STEM

Sumber Rujukan:

• STEM education for all young Australians A Bright Spots STEM Learning Hub Foundation Paper, for SVA, in partnership with Samsung

Semoga Bermanfaat.