Wednesday, 1 November 2017

Pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM)



Pendekatan Science, Technology,
Engineering, and Mathematics (STEM)
Karya: Rizki Siddiq Nugraha

Pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM)

STEM merupakan akronim dari suatu pendekatan pembelajaran interdisiplin antara science, technology, engineering, dan mathematics. Torlakson (2014) menyatakan bahwa keempat aspek ini merupakan “pasangan yang serasi antara masalah yang terjadi di dunia nyata dan juga pembelajaran berbasis masalah”. Pendekatan ini mampu menciptakan sebuah sistem pembelajaran secara kohesif dan pembelajaran aktif karena keempat aspek dibutuhkan secara bersamaan untuk menyelesaikan masalah. Solusi yang diberikan menunjukkan bahwa peserta didik mampu untuk menyatukan konsep abstrak dari setiap aspek.
Pendekatan STEM memuat empat aspek utama, yakni:
1. Science atau sains merupakan kajian tentang fenomena alam yang melibatkan observasi dan pengukuran, sebagai wahana untuk menjelaskan secara objektif alam yang selalu berubah, atau berkaitan dengan alam untuk memahami alam semesta yang merupakan dasar dari teknologi.
2. Technology atau teknologi adalah inovasi manusia yang digunakan untuk memodifikasi alam agar memenuhi kebutuhan dan keinginan manusia, sehingga membuat kehidupan lebih baik dan lebih aman, atau modifikasi segala sesuatu yang alami untuk memenuhi kebutuhan manusia.
3. Engineering merupakan pengetahuan dan keterampilan untuk memperoleh dan mengaplikasikan pengetahuan ilmiah, ekonomi, sosial, serta praktis untuk mendesain dan mengkontruksi mesin, peralatan, sistem, material, dan proses yang bermanfaat bagi manusia secara ekonomis dan ramah lingkungan, atau aplikasi kreatif dari prinsip sains untuk merancang atau mengembangkan rangka mesin, alat-alat suatu proses fabrikasi dalam membuat rancangan yang telah dibuat berdasarkan sejumlah perkembangan, seperti ekonomi, keselamatan, dan sebagainya.
4. Mathematics atau matematika adalah ilmu tentang pola-pola dan hubungan-hubungan yang menyediakan bahasa bagi teknologi, sains, dan engineering, atau ilmu tentang keteraturan pola dan hubungan.
Tantangan bagi seorang pendidik adalah menyediakan sebuah sistem pendidikan yang menciptakan kesempatan kepada peserta didik untuk menghubungkan antara pengetahuan dan keterampilan, sehingga menjadi familiar bagi setiap peserta didik. Kesempatan tidak akan tercipta jika pengetahuan dan keterampilan dipisahkan dalam suatu proses pembelajaran. Pfeiffer, Ignatov, dan Poelmans (2013) menyatakan bahwa dalam pembelajaran STEM “keterampilan dan pengetahuan digunakan secara bersamaan oleh peserta didik”. Perbedaan dari aspek pada STEM akan membutuhkan sebuah garis penghubung yang membuat seluruh aspek dapat digunakan secara bersamaan dalam pembelajaran. Peserta didik harus mampu menghubungkan seluruh aspek dalam STEM. Hal tersebut merupakan indikator yang baik bahwa ada pemahaman metakognisi yang dibangun oleh peserta sehingga bisa merangkai empak aspek interdisiplin dalam STEM.
Setiap aspek dari STEM memiliki ciri-ciri khusus yang membedakan antara keempat aspek tersebut. Masing-masing dari aspek membantu peserta didik menyelesaikan masalah jauh lebih komprehensif jika diintegrasikan. Adapun keempat ciri tersebut berdasarkan defenisi yang dijabarkan oleh Torlakson (2014) yakni:
“(1) sains yang mewakili pengetahuan mengenai hukum-hukum dan konsep-konsep yang berlaku di alam; (2) teknologi adalah keterampilan atau sebuah sistem yang digunakan dalam mengatur masyarakat, organisasi, pengetahuan atau mendesain serta menggunakan sebuah alat buatan yang dapat memudahkan pekerjaan; (3) teknik atau engineering adalah pengetahuan untuk mengoperasikan atau mendesain sebuah prosedur untuk menyelesaikan sebuah masalah; dan (4) matematika adalah ilmu yang menghubungkan antara besaran, angka dan ruang yang hanya membutuhkan argument logis tanpa atau disertai dengan bukti empiris”.
Seluruh aspek ini dapat membuat pengetahuan menjadi lebih bermakna jika diintegrasikan dalam proses pembelajaran.
Pembelajaran dengan menggunakan pendekatan STEM secara langsung memberikan latihan kepada peserta didik untuk dapat mengintegrasikan masing-masing aspek sekaligus. Proses pembelajaran yang melibatkan keempat aspek akan membentuk pengetahuan tentang subjek yang dipelajari lebih dipahami. Karakter dalam pembelajaran STEM adalah kemampuan peserta didik mengenali sebuah konsep atau pengetahuan dalam sebuah kasus. Sebagaimana dalam pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), maka STEM membantu peserta didik untuk menggunakan teknologi dan merangkai sebuah percobaan yang dapat membuktikan sebuah hukum atau konsep sains. Kesimpulan tersebut didukung oleh data yang telah dikelola secara matematis.
Secara umum tujuan dari pendekatan STEM, antara lain:
1. Mengasah keterampilan berpikir kritis, kreatif, logis, inovatif, dan produktif;
2. Menanamkan semangat gotong royong dalam memecahkan masalah;
3. Mengenalkan dan mempersiapkan perspektif dunia kerja; dan
4. Memanfaatkan teknologi untuk menciptakan dan mengomunikasikan solusi yang inovatif.
Secara khusus penggunaan pendekatan STEM dalam bidang pendidikan memiliki tujuan untuk mempersiapkan peserta didik agar dapat bersaing dan siap untuk bekerja sesuai bidang yang ditekuninya. Penelitian yang dilakukan oleh lembaga penelitian Hannover (2011) menunjukkan bahwa “tujuan utama dari pembelajaran STEM adalah sebuah usaha untuk menunjukkan pengetahuan yang bersifat holistik antara subjek STEM”. Keterpaduan dalam sistem pembelajaran STEM dapat dikatakan berhasil jika seluruh aspek yang ada dalam STEM terdapat dalam setiap proses pembelajaran untuk masing-masing subjek.
Penerapan pendekatan STEM dalam pembelajaran tentunya terintegrasi selama proses pembelajaran. Keempat aspek dalam STEM mengambil bagian dalam setiap pelaksanaan langkah-langkah pembelajaran. Adapun langkah-langkah dari setiap pelaksanaan aspek tersebut, sebagai berikut; (1) aspek science dalam pendekatan STEM didefinisikan oleh Hannover (2011) adalah “keterampilan menggunakan pengetahuan dan proses sains dalam memahami gejala alam dan memanipulasi gejala tersebut sehingga dapat dilaksanakan”; (2) aspek technology adalah keterampilan peserta didik dalam mengetahui bagaimana teknologi baru dapat dikembangkan, keterampilan menggunakan teknologi, dan bagaimana teknologi dapat digunakan dalam memudahkan kerja manusia; (3) aspek engineering adalah keterampilan yang dimiliki seseorang untuk mengoperasikan atau merangkai sesuatu.; dan (4) aspek mathematics adalah keterampilan yang digunakan untuk menganalisis, memberikan alasan, mengomunikasikan ide secara efektif, menyelesaikan masalah, dan menginterpretasikan solusi berdasarkan perhitungan dan data dengan matematis.
Lebih lanjut, Bligh (2015) mengklasifikasikan aspek engineering merujuk pada “aplikasi dari pengetahuan sains dan keterampilan dalam menggunakan teknologi dalam menciptakan suatu cara yang memiliki manfaat”. Pada pembelajaran IPA tingkat sekolah dasar aspek ini diimplementasikan sebagai keterampilan dalam menggunakan alat dan menyusun suatu rancangan untuk mencapai suatu tujuan seperti keterampilan memasukkan bahasa matematis dalam bahasa program.

Referensi
Bligh, A. (2015). Toward a 10-Year Plan for Science, Technology, Engineering, and Matematics (STEM) Education and Skills in Queensland. Queendsland: Department of Education, Training and the Arts.
Hannover (2011). Successfull K-12 STEM Education: Identifying Effective Approaches in Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Washington DC: National Academies Press.
Pfeiffer, H. D., Ignatov, D. I., & Poelmans, J. (2013). Conceptual Structures for STEM Research and Education. Mumbai: 20 th International Conference on Conceptual Structures.
Torlakson, T. (2014). Innovate: A Blueprint for Science, Technology, Engineering, and Mathematics in California Public Education. California: State Superintendent of Public Instruction.


EmoticonEmoticon