PEMBELAJARAN STEAM (SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING, ART, AND MATHEMATICS)

PEMBELAJARAN STEAM (SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING, ART, AND MATHEMATICS)

Pengertian Pembelajaran STEAM

Saudara mahasiswa mungkin bertanya apa sebenarnya yang dimaksud pembelajaran STEAM, dan apakah pembelajaran di Indonesia selama ini sudah ada yang membangun budaya pembelajaran yang merujuk pada STEAM? Seperti apakah

pembelajaran STEAM itu?

Saudara mahasiswa, perlu Anda ketahui bahwa pembelajaran STEAM merupakan singkatan dari pembelajaran Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics. STEAM dikenal di Indonesia dengan Sciences ebagai Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), Technology sebagai ilmu teknologi, Engineering sebagai ilmu teknik, Art sebagai ilmu seni, seperti seni musik, seni lukis, dan seni kriya, serta Mathematics sebagai ilmu matematika. Di dalam modul ini, singkatan dari STEAM kita sesuaikan dalam bahasa Indonesia agar lebih mudah Anda pahami.

Saudara mahasiswa, Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah kajian fenomena alam yang melibatkan observasi dan pengukuran untuk menjelaskan secara objektif alam yang selalu berubah. IPA menjadi salah satu dasar dari ilmu teknologi.Ruang lingkup IPA terbatas pada berbagai hal yang dapat dipahami oleh indera seperti penglihatan, sentuhan, pendengaran, rabaan, dan pengecapan. Mempelajari IPA dapat mengasah peserta didik memperoleh pengetahuan melalui pembelajaran dan penyelidikan atau pembuktian.

Teknologi adalah inovasi-inovasi manusia yang digunakan untuk memodifikasi alam agar memenuhi kebutuhan manusia dalam bentuk peranti keras maupun cara strategis. Penggunaan teknologi oleh manusia diawali dengan pengubahan sumber daya alam menjadi alat-alat sederhana. Segala sesuatu yang menjadi teknologi bermula dari penemuan-penemuan yang tidak terlepas dari kegagalan, sehingga mempelajari bagaimana menciptakan teknologi berarti juga mengasah daya kritis peserta didik dalam menemukan inovasi.

Teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Teknik dapat berupa praktik untuk mendesain dan mengkonstruksi mesin, peralatan, sistem, material, dan proses yang bermanfaat bagi manusia secara ekonomis dan ramah lingkungan. Teknik merupakan aplikasi kreatif dari prinsip IPA untuk merancang atau mengembangkan rangka mesin maupun alat-alat suatu proses tertentu.

Seni adalah adalah segala sesuatu yang diciptakan oleh manusia yang mengandung unsur keindahan dan mampu membangkitkan perasaan dirinya sendiri maupun orang lain. Seni juga dapat dimaknai sebagai keahlian membuat karya yang

bermutu (ditinjau dari kehalusannya, fungsinya, bentuknya, keindahannya, dan sebagainya).

Matematika adalah ilmu tentang pola-pola dan hubungan-hubungan yang menyediakan bahasa bagi teknologi, IPA, dan teknik. Matematika juga merupakan ilmu yang mempelajari keteraturan pola dan hubungannya.

Saudara Mahasiswa, pembelajaran STEAM yang merupakan perkembangan dari pembelajaran STEM yang menggabungkan Seni didalamnya. Setelah keterampilan teknis tingkat tinggi tertentu tercapai, sains dan seni cenderung menyatu dalam estetika, plastisitas, dan bentuk. Ilmuwan terhebat adalah seniman juga.

Perlunya memperluas proses berpikir di luar disiplin STEM tradisional untuk memasukkan seni dan desain ditangani oleh Georgette Yakman yang menggambarkan STEAM sebagai” sains dan teknologi yang ditafsirkan melalui teknik dan seni, semua berbasis unsur matematika. Yakman menjelaskan STEAM sebagai kerangka kerja untuk mengajar lintas disiplin ilmu, dan sebagai sebuah pendekatan holistik integratif.

STEAM

• IPA

1. kajian tentang fenomena alam
2. melibatkan observasi dan pengukuran untuk menjelaskan secara objektif alam yang selalu berubah
3. untuk memahami alam semesta yang merupakan dasar dari teknologi.
   • Teknologi
4. inovasi-inovasi manusia
5. digunakan untuk memodifikasi alam agar memenuhi kebutuhan dan keinginan manusia
6. membuat kehidupan lebih baik dan lebih aman
   • Teknik
7. penerapan ilmu dan teknologi
8. untuk mendesain dan mengkonstruksi aplikasi kreatif, mesin, peralatan, sistem, material, dan proses yang bermanfaat bagi manusia secara ekonomis dan ramah lingkungan
   • Seni

• a. keahlian membuat karya yang bermutu
  • Matematika

1. ilmu tentang pola-pola dan hubungan-hubungan
2. menyediakan bahasa bagi teknologi, IPA, dan teknik

Gambar 1. Definisi bidang STEAM

Lantas bagaimana praktik pembelajaran yang bertema STEAM di Indonesia? Di Indonesia tema STEAM diterjemahkan secara terpisah dan dijadikan acuan bidang studi tersendiri yang memiliki karakteristik tertentu. Ada pembelajaran khusus IPA maupun Matematika yang sudah diajarkan kepada peserta didik sejak pendidikan dasar dan disesuaikan tingkat kesulitannya. Bidang studi Teknologi dipelajari secara spesifik pada perguruan tinggi, misalnya Teknologi Pendidikan maupun Teknologi Pangan. Begitu juga ilmu teknik mulai dipelajari secara khusus ketika di pendidikan menengah kejuruan. Praktik pembelajaran tersebut menggunakan pendekatan terpisah (silo), dimana setiap disiplin STEAM diajarkan secara terpisah untuk menjaga domain pengetahuan dalam batas-batas dari masing- masing disiplin (Asmuniv, 2015).Pada pendekatan silo, pembelajaran bertumpu pada masing-masing bidang pelajaran sehingga memungkinkan peserta didik untuk

mendapatkan pemahaman yang mendalam dan dilakukan penilaian pada tiap bidang pelajaran STEAM (Juniaty, Siti, Supriyono:2016). Misalnya bidang pelajaran IPA diajarkan terpisah dengan Matematika, teknik, seni, maupun teknologi. Masing-masing bidang pelajaran berdiri sendiri. Perhatikan gambar berikut untuk memperjelas penjelasan di atas.

IPA

Matematika

SENI

Teknologi, Teknik

Gambar 2. Pendekatan terpisah (silo) pada STEAM

Pada konteks pendekatan pembelajaran inovatif, STEAM tidak lagi dipandang sekadar bidang pelajaran yang terpisah-pisah. Pendekatan pembelajaran STEAM harus dipandang sebagai kerangka konseptual yang melukiskan prosedur yang sistematis. Pendekatan pembelajaran STEAM harus mengorganisasikan pengalaman belajar untuk mencapai tujuan belajar STEAM secara tertanam (embedded) maupun terpadu (integrated).

STEAM

IPA

IPA sebagai bidang yang utama

Teknologi, Teknik

Matematika

Teknologi, teknik, seni dan matematika sebagai bidang yang tertanam

Seni

Gambar 3. Pendekatan tertanam (embeded) pada STEAM

Berdasarkan gambar di atas, pendekatan tertanam (embedded) pada STEAM lebih menekankan untuk mempertahankan keaslian materi pelajaran yang menjadi bidang utama, tidak fokus pada mata pelajaran yang tertanam, dan materi pada pendekatan tertanam tidak dirancang untuk dievaluasi atau dinilai. BidangIPA setidaknya terdiri dari satu atau lebih bidang pelajaran tertanam dalam konteks yang lain (misalnya matematika dan teknologi). Pendekatan tertanam berbeda dengan pendekatan silo dari segi penilaian. Jika pendekatan silo menilai masing-masing bidang STEAM (karena dianggap semua bidang adalah utama) sedangkan pendekatan tertanam, penilaian hanya difokuskan pada bidang yang utama dan bidang yang tertanam pada bidang utama tidak dinilai (Juniaty, Siti, Supriyono:2016).

Sedikit berbeda dengan pendekatan tertanam (embedded), pendekatan terpadu (integrated) memungkinkan setiap bidang STEAM diajarkan seolah-olah terpadu dalam satu bidang studi. Pendekatan pendidikan STEAM terpadu (integrated) bertujuan untuk menghapus dinding pemisah antara masing-masing bidang STEAM pada pendekatan silo dan pendekatan tertanam (embeded). Perhatikan gambar berikut!

Seni

IPA

Matematika

Teknologi,

Teknik

Gambar 4. Pendekatan terpadu (integrated) pada STEAM

Pendidikan STEAM yang dilaksanakan secara terpadu diajarkan seolah-olah dalam satu subjek pelajaran. Pendekatan terpadu dapat dilakukan dengan minimal

dua disiplin ilmu. Garis lingkaran yang saling memotong menunjukkan berbagai pilihan ilmu yang terlibat dalam pendekatan terpadu agar tercipta integrasi multidisiplin maupun interdisiplin. Pendekatan terpadu diharapkan dapat meningkatkan minat peserta didik pada bidang STEAM, apalagi dimulai sejak sekolah dasar (Juniaty, Siti, Supriyono:2016). Peserta didik dapat menghubungkan materi dari berbagai bidang STEAM dengan keterampilan berpikir kritis, keterampilan pemecahan masalah, dan pengetahuan untuk mencapai kesimpulan.

Perbedaan integrasi multidisiplin dengan interdisiplin terletak pada bagaimana strategi menggabungkan konten pelajaran. Baik integrasi multidisiplin dan interdisiplin, keduanya dapat diimplementasikan secara bergantian pada pembelajaran STEAM.

Tabel 1. Perbedaan Integrasi Multidisiplin dan Interdisiplin

Integrasi Multidisiplin	Integrasi Interdisiplin
Menghubungkan konten dari berbagai mata pelajaran berbeda pada saat yang tidak bersamaan.	Menggabungkan konten lintas-kurikuler dengan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah, dan pengetahuan untuk mencapai kesimpulan.
Memfokuskan peserta didik untuk menghubungkan konten dari pelajaran tertentu.	Memfokuskan perhatian peserta didik pada masalah dan menggabungkan konten dan keterampilan dari berbagai bidang.

Pola integrasi yang mungkin dilaksanakan tanpa melakukan restrukturisasi (mengubah secara struktural) kurikulum pendidikan dasar dan menengah di Indonesia adalah dengan pendekatan terpadu (integrated) yang dilakukan pada jenjang sekolah dasar, dan pendekatan tertanam (embedded) pada jenjang sekolah menengah (Juniaty, Siti, Supriyono:2016). Pola pendekatan terpadu (integrated), secara teorinya relatif lebih mudah dilakukan pada jenjang sekolah dasar karena siswa masih diajar oleh seorang guru kelas yang menguasai semua mata pelajaran

(PPPPTK IPA, 2018). Adapun pola pendekatan tertanam (embedded) pada STEAM ada yang menyebutnya sebagai pola terinkorporasi (incorporated) yang bisa berupa mengenalkan prinsip dan konsep teknik, teknologi dan matematika sebagai materi pendamping dengan IPA sebagai materi utama (PPPPTK IPA, 2018).

Berdasarkan kajian tentang konsep pembelajaran STEAM dan pendekatan implementasinya, dapat ditarik suatu simpulan sebagai berikut:

Pembelajaran STEAM merupakan suatu pendekatan pembelajaran interdisipliner yang inovatif dimana IPA, teknologi, teknik, seni dan matematika diintegrasikan dengan fokus pada proses pembelajaran pemecahan masalah dalam kehidupan nyata, pembelajaran STEAM memperlihatkan kepada peserta didik bagaimana konsep-konsep, prinsip-prinsip IPA, teknologi, teknik, dan matematika digunakan secara terpadu untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem yang memberikan manfaat bagi kehidupan manusia yang kompetitif (Sahih, 2015).

Tujuan dan Fungsi Pembelajaran STEAM

Setelah Saudara Mahasiswa mengetahui definisi tiap bidang STEAM, maka Anda perlu mengetahui mengapa pembelajaran STEAM diperlukan. Apa tujuan yang ingin dicapai dalam

pembelajaran STEAM?

Kemunculan pembelajaran STEAM sebagai pendekatan pembelajaran di Indonesia karena terilhami dari negara Amerika yang khawatir kualitas sumber daya manusia tidak memadai dalam bidang IPA, teknologi, teknik, dan matematika. Pembelajaran STEAM termasuk pendekatan pembelajaran inovatif karena dianggap mutakhir di era industri 4.0. yang mampu mendukung 4 (empat) keterampilan dasar seperti berpikir kritis (critical thinking), berkreativitas (creativity), berkomunikasi (communication), dan berkolaborasi (collaboration).

Indonesia, berdasarkan berbagai penelitian positif terhadap STEAM, mulai mengintegrasikan STEAM ke dalam pembelajaran pedagogi.

Ilmu pengetahuan (IPA), matematika, dan teknologi adalah prestasi budaya yang mencerminkan kemanusiaan masyarakat, kekuatan ekonomi, dan merupakan aspek fundamental dari kehidupan kita sebagai warga negara, pekerja, konsumen, dan orang tua (NRC, 2011). Pekerjaan-pekerjaan saat ini dan di masa yang akan datang membutuhkan pemahaman dan keterampilan di bidang STEAM. Mulai dari memahami diagnosis medis, mengevaluasi perkembangan gaya hidup dan lingkungan hingga mengelola kegiatan sehari-hari dengan beragam aplikasi berbasis komputer. Tren kehidupan masyarakat berkembang menuju ke tingkatan STEAM yang lebih tinggi.

Macquarie University, peringkat 9 (sembilan) universitas terbaik di Australia dan peraih bintang 5 (lima) dari QS World University Ranking, memetakan program studi dan pekerjaan yang paling dibutuhkan pada tahun 2020. Pekerjaan tersebut antara lain ada di bidang teknik informasi, akuntansi, bisnis, matematika, ilmu kesehatan, psikologi, desain komunikasi, media, teknik, hukum, dan guru (Yohanes, 2018). Indonesia harus melakukan transformasi struktural untuk menanggapi pemetaan tersebut terutama pada pengembangan keterampilan bidang STEAM pada manusianya. Seperti yang pernah dilakukan Indonesia hingga tahun 2010 yaitu beralih dari sektor pertanian menuju sektor jasa (ILO, 2012).

Tantangan dunia kerja yang membutuhkan kualitas SDM di bidang STEAM menjadi salah satu alasan peneliti, tenaga pendidik, kementrian pendidikan Indonesia untuk mengintegrasikan STEAM ke dalam pembelajaran. Dalam hal ini, Saudara dapat mendalami bagaimana STEAM sebagai pendekatan pembelajaran inovatif yang dapat diintegrasikan ke dalam model pembelajaran yang relevan seperti problem based learning maupun discovery learning.

Penelitian para akademisi maupun organisasi pemerintah terhadap efek pengajaran dan pembelajaran STEAM pada kompetensi peserta didik telah banyak diselenggarakan dan dipublikasikan. Indonesia memberikan hibah khusus untuk penelitian bidang STEAM di tingkat pendidikan dasar hingga pendidikan tinggi. National Research Council (NRC) milik Amerika Serikat telah merumuskan tujuan

pengajaran STEAM yang efektif untuk menumbuhkan “keingintahuan, keterampilan kognitif penalaran berbasis bukti, dan pemahaman dan apresiasi dari proses penyelidikan ilmiah” (Sahih, 2015). Pembelajaran STEAM dapat juga memberikan efek bagi siswa untuk lebih berpikir kritis, menghargai kearifan lokal, dan leluasa melakukan eksplorasi (Indri, 2017; Farah, 2017; Nailul, 2018).

Pembelajaran STEAM muncul ditujukan agar semua gender terlibat dalam pembelajaran. Baik laki-laki maupun perempuan memiliki kesempatan yang sama dalam mengasah keterampilan bidang STEAM. Tidak menutup kemungkinan pekerjaan-pekerjaan di bidang keteknikan yang selama ini didominasi oleh laki- laki, dapat juga dilakukan oleh perempuan yang memiliki kapasitas yang memadai (YJP, 2016).

Tujuan pembelajaran STEAM dapat mengasah tingkat literasi STEAM pada peserta didik. Literasi STEAM menjadi tujuan yang dapat dicapai oleh peserta didik maupun pendidik. Bagi peserta didik, literasi STEAM akan berguna dalam perkembangan kehidupannya dan bagi pendidik literasi STEAM bermanfaat menunjang kinerja mendidik generasi yang kompetitif dan kolaboratif.

Literasi STEAM mengacu pada kemampuan individu untuk menerapkan pemahaman tentang bagaimana ketatnya persaingan bekerja di dunia nyata yang membutuhkan empat bidang STEAM yang saling terkait (Asmuniv, 2015). National Governors Association Center for Best Practices milik Amerika (dalam Asmuniv, 2015) mendefinisikan literasi STEAM menurut masing-masing lima bidang STEAM.

Tabel 2. Definisi Literasi STEAM

Bidang STEAM	Literasi
Science (Sains)	Literasi IPA : kemampuan dalam mengidentifikasi informasi ilmiah,merumuskan dan menganalisis masalah, melakukan eksperimen dengan metode ilmiah, mengumpulkan data dan mengalisisnya menuju sebuah simpulan, lalu mengaplikasikannya dalam dunia nyata yang juga mempunyai peran dalam mencari solusi.
Technology (Teknologi)	Literasi teknologi : keterampilan dalam menggunakan berbagai teknologi, belajar mengembangkan teknologi, menganalisis teknologi dapat mempengaruhi pemikiran siswa dan masyarakat.
Engeenering (Teknik)	Literasi teknik : kemampuan dalam mengembangkan teknologi dengan desain yang lebih kreatif dan inovatif melalui penggabungan berbagai bidang keilmuan.
Art	Literasi seni : kemampuan dalam menulis, komunikasi, puisi, presentasi video, membuat model.
Mathematics (Matematika)	Literasi matematika : kemampuan dalam menganalisis dan menyampaikan gagasan, rumusan, menyelesaikan masalah secara matematik dalam pengaplikasiaanya.

Literasi STEAM menjadi acuan dalam mengembangkan keterampilan memecahkan masalah dan melakukan perilaku ilmiah. Ciri khas dari perilaku ilmiah adalah menemukan masalah untuk diberikan solusi dalam kehidupan masyarakat dengan standar ilmiah. Agar masyarakat kita memiliki kapasitas dalam literasi STEAM, maka pendidikan saat ini perlu menerapkan pendekatan pembelajaran STEAM. Saudara mahasiswa, agar Anda lebih mendalami implementasi pembelajaran STEAM, tekan tombol Ctrl pada keyboard komputer Anda dan klik link video berikut page.video/steam1.

Prinsip-Prinsip Pembelajaran STEAM

Sebab pembelajaran STEAM diposisikan sebagai pendekatan pembelajaran yang dapat dilaksanakan secara terpadu atau terintegrasi, berikut bagaimana STEAM dapat diintegrasikan. Kita dapat melakukan visualisasi sifat interdisipliner

pendidikan STEAMdi mana tujuan, hasil, integrasi dan implementasi didefinisikan secara jelas dalam keahlian disiplin, dan praktik di dalam dan di seluruh STEAM:

HASIL

Integrasi

Pembelajaran

STEAM

SIFAT DAN RUANG

LINGKUP INTEGRASI

• Desain pembelajaran
• Dukungan-dukungan pendidik
• Penyesuaian dengan lingkungan belajar
• Tipe hubungan-hubungan STEAM
• Penekanan disiplin
• Durasi, ukuran, dan kompleksitas tindakan

Tujuan bagi peserta didik:

• Literasi STEAM
• Kompetensi abad ke-21
• Kesiapan tenaga kerja STEAM
• Ketertarikan dan keterlibatan
• Membuat hubungan

Tujuan bagi pendidik:

• Peningkatan pemahaman materi STEAM
• Peningkatan pemahaman pedagogi.

Hasil untuk peserta didik:

• Pembelajaran dan pencapaian kompetensi abad ke-21
• Tingkat kelulusan yang

paham STEAM

• Pekerjaan terkait STEAM
• Daya tarik STEAM
• Pengembangan identitas STEAM
• Kemampuan membuat hubungan antar disiplin STEAM

Hasil untuk pendidik:

• Perubahan pada praktik
• Peningkatan pemahaman materi STEAM dan pedagogi.

TUJUAN

PENERAPAN

Gambar 5. Kerangka kerja pendidikan interdisipliner STEAM(National Academy, 2014)

Pengintegrasian pembelajaran STEAM dapat dilakukan berdasarkan tujuan pelaksanaan dan hasil pembelajaran yang dapat dikenakan kepada peserta didik maupun pendidik. Peserta didik diharapkan dapat menguasai literasi STEAM, kompetensi abad 21, kesiapan kerja bidang STEAM, minat dan hubungan bidang STEAM. Pendidik perlu meningkatkan pemahaman tentang materi STEAM dan bagaimana STEAM dapat dibelajarkan melalui ilmu pedagogi agar peserta didik menjadi kompeten.

Kompetensi STEAM bagi pendidik maupun peserta didik dapat diwujudkan melalui perancangan pembelajaran, dukungan setiap pendidik, dan disesuaikan

dengan konteks dunia nyata. Perancangan pembelajaran dapat diwujudkan ke dalam bentuk dokumen RPP (Rencana Pelaksanaan Pembelajaran) atau lesson plan. Dukungan tiap pendidik dapat berupa terlibat aktif dalam pelatihan demi meningkatkan kapasitas pendidik. Pembelajaran juga harus kontekstual dengan cara melibatkan peserta didik dalam masalah-masalah kehidupan sehari-hari.

Agar pembelajaran STEAM dapat berjalan lebih efektif dan dapat mencapai tujuan pembelajaran yang diharapkan, Saudara perlu mengetahui prinsip-prinsip pembelajaran yang berlaku dalam pembelajaran STEAM. Prinsip-prinsip pembelajaran STEAM antara lain (Arassh, 2013):

Tabel 3. Prinsip-prinsip Pembelajaran pada STEAM

Prinsip	Penerjemahannya	Contoh
Prinsip perhatian dan motivasi	Apa yang dipelajari dan seberapa banyak yang dipelajari, dipengaruhi oleh motivasi peserta didik. Sedangkan motivasi dipengaruhi oleh kondisi emosional, minat, maupun kebiasaan berpikir peserta didik (Schunk, 2012).	Pendidik menunjukkan masalah yang kontekstual dan menggugah minat peserta didik untuk termotivasi menyelesaikan masalah tersebut. Seperti bagaimana merancang kemasan telur-telur agar tidak mudah pecah dengan memanfaatkan tali plastik.
Prinsip keaktifan	Peserta didik melakukan kegiatan secara sadar untuk mengubah suatu perilaku. Peserta didik dapat menciptakan dan menggunakan perbendaharaan strategi-strategi pemikiran dan penalaran untuk memenuhi tujuan yang	Peserta didik diarahkan agar menyadari bahwa dalam memecahkan masalah bidang STEAM, ada banyak cara strategi kognitif seperti mengaitkan masalah dengan pengetahuan yang telah dimiliki, melakukan perbandingan dan pengandaian

	kompleks (Schunk, 2012; Arassh, 2013).	(asosiasi), berpikir secara induktif maupun deduktif.
Prinsip keterlibatan langsung	Pengetahuan akan bermakna jika adanya upaya konstruksi pengetahuan yang dilakukan oleh peserta didik (Arassh, 2013).	Peserta didik diberikan kesempatan untuk melakukan uji coba rancangan berupa kemasan telur jika dijatuhkan dalam ketinggian tertentu.
Prinsip pengulangan	Melalui coba (trial) dan gagal (eror) peserta didik perlu melakukan pengulangan dalam pembelajaran.	Peserta didik diberikan latihan berupa lembar kerja, soal, dan kesempatan untuk mengulang pembelajaran STEAM dengan berbagai sumber belajar.
Prinsip tantangan	Suatu kondisi yang menantang seperti mengandung masalah yang perlu dipecahkan, peserta didik akan tertantang untuk mempelajarinya (Arassh, 2013).	Peserta didik diberikan beberapa contoh dan non- contoh untuk menemukan konsep dari bidang STEAM yang dipelajari.
Prinsip balikan dan penguatan	Pemberian respon yang positif secara berulang dapat memperkuat tindakan peserta didik sedangkan pemberian respon negatif memperlemah tindakan peserta didik.	Peserta didik yang telah berhasil melakukan langkah pengujian kemasan telur anti pecah dapat diberikan mendali dan diberikan tantangan baru sebagai respon positif. Kepuasan pada hasil kerja menjadikan peserta didik menjadi lebih giat/semangat belajar.

Prinsip perbedaan individual

Proses belajar yang terjadi pada setiap individu berbeda satu dengan yang lain seperti fisik, maupun kapabilitas belajar (Schunk, 2012).

Setiap peserta didik harus dibantu untuk memahami kekuatan dan kelemahan dirinya sehingga mendapat perlakuan dan pelayanan sesuai dengan kemampuan dan kebutuhan peserta didik tersebut.

Pembelajaran STEAM menggunakan Model Problem Based Learning

Problem Based Learning atau pembelajaran berbasis masalah merupakan model pembelajaran yang menantang peserta didik untuk belajar bagaimana belajar, dan bekerja secara berkelompok untuk mencari solusi dari permasalahan dunia nyata (Arends & Kilcher, 2010). Pembelajaran berbasis masalah meliputi pengajuan pertanyaan atau masalah, memusatkan pada keterkaitan antar disiplin, penyelidikan asli/autentik, kerjasama dan menghasilkan karya serta peragaan. Langkah-langkah dalam pembelajaran berbasis masalah berkaitan erat dalam prinsip-prinsip pembelajaran STEAM. Agar pembelajaran STEAM dapat dilaksanakan melalui pembelajaran berbasis masalah, perlu Saudara pelajari langkah-langkah operasional berikut:

1). Sintak (langkah-langkah) Pembelajaran Berbasis Masalah a). Fase 1, Orientasi peserta didik kepada masalah

Pendidik menjelaskan apa tujuan pembelajaran, bagaimana proses pembelajaran yang akan dilaksanakan, dan memotivasi peserta didik terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dapat dipilih. Dalam satu model pembelajaran seharusnya mampu menjawab semua kompetensi dasar yang ingin dicapai. Oleh karena itu, model Problem Based Learning dapat dilaksanakan lebih dari satu kali pertemuan. Pertemuan pembelajaran disesuaikan dengan banyaknya kompetensi dasar yang ingin dicapai.

Pada konteks pembelajaran dengan pendekatan STEAM, tujuan pembelajaran yang dijelaskan kepada peserta didik harus mengacu pada literasi STEAM dan mendukung kemampuan abad 21. Misalnya pada tujuan pembelajaran STEAM yang dilaksanakan secara tematik terintegrasi (integrated) di pendidikan anak usia dini. Pada level anak usia dini, literasi STEAM disesuaikan dengan perkembangan anak usia dini, dimana lebih menekankan pada melatih kemampuan motorik kasar, motorik halus, maupun karakter seorang anak yang baik seperti mematuhi orang tua, menghargai teman, menyayangi tumbuhan dan hewan.

Para peserta didik anak usia dini dapat diberikan orientasi masalah dengan menyajikan suatu masalah yang perlu mereka selesaikan dengan baik. Misal masalah dalam tema menyayangi dapat disisipkan tujuan pembelajaran bermuatan literasi STEAM. Peserta didik dapat diarahkan untuk memecahkan masalah bagaimana merawat kucing dengan perspektif STEAM. Dengan perlengkapan yang mudah didapatkan, peserta didik secara berkelompok dapat diminta menentukan dan membuat desain kandang kucing terbaik agar kucing tinggal dengan nyaman. Peran pendidik mengarahkan kelebihan dan kelemahan saat peserta didik mendesain kandang kucing. Ketika peserta didik melaksanakan kegiatan merancang tempat tinggal kucing, terdapat literasi STEAM yang berupa literasi sains, dimana peserta didik belajar prinsip- prinsip membangun bangunan. Terdapat juga literasi teknologi, dimana pendidik menemani peserta didik mengakses video tentang kebiasaan- kebiasaan kucing ketika tinggal di kandangnya. Terdapat pula literasi rekayasa dan seni, dimana peserta didik dengan kreativitasnya bisa membuat desain rumah kucing yang memiliki kesamaan prinsip dengan rumah kucing pada umumnya meskipun dengan teknik pembuatan yang berbeda. Walaupun anak usia dini belum mengenal rumus-rumus matematika, anak usia dini dapat dikenalkan prinsip-prinsip matematika berupa bangunan yang kokoh yang berarti memiliki kerangka bangunan yang memadai. Tugas pendidik menyambungkan konsep STEAM yang abstrak menjadi lebih konkret kepada peserta didik anak usia dini melalui komunikasi yang interaktif.

Orientasi masalah kepada peserta didik di jenjang pendidikan yang lebih tinggi, tentu tidak jauh berbeda caranya dengan PAUD. Pendidik di jenjang pendidikan apapun semestinya selalu menanyakan tujuan pembelajaran apa saja yang perlu dicapai oleh peserta didik. Tujuan pembelajaran tersebut tentulah bermuatan literasi STEAM yang disesuaikan dengan tingkat perkembangan kognitif, afektif, maupun psikomotorik peserta didik. Output yang diinginkan dapat dicapai peserta didik sekolah menengah seharusnya bisa lebih kompleks daripada output sekolah dasar (Agusta, Nila, Mahmudah:2015). Semakin tinggi jenjang pendidikan tujuan pembelajaran (output) akan semakin kompleks.

Contoh orientasi masalah pada peserta didik di jenjang sekolah menengah atas dapat Saudara pelajari berikut. Jika pendekatan STEAM yang Saudara terapkan adalah secara tertanam (embeded) maka Saudara dapat memilih satu disiplin ilmu/mata pelajaran sebagai induk dari beberapa mata pelajaran (mengacu literasi STEAM) sebagai anak yang tertanam dalam induk. Sederhananya, label mata pelajarannya ada satu tetapi sekaligus meliputi dua atau lebih mata pelajaran yang tertanam di dalamnya. Contohnya, pelajaran Biologi sub topik “sistem pencernaan” tetapi di dalam Biologi tertanam pelajaran TIK (literasi teknologi), matematika (literasi matematika), pelajaran seni budaya (literasi seni). Pada sub topik “sistem pencernaan”, literasi sains-nya dapat bermuatan tentang bagaimana upaya mencegah gangguan sistem pencernaan; literasi teknologi-nya dapat berupa praktik teknologi pengolahan pangan dengan menggunakan mikroorganisma dan fermentor ataupun memungkinkan untuk diskusi secara virtual dengan profesor di perguruan tinggi; literasi rekayasa/teknik-nya dapat berupa kegiatan merancang fermentor/ inkubator untuk optimalisasi perkembangan ragi; literasi seni-nya dapat disesuaikan dengan potensi lokal tanaman herbal yang ada di sekitar tempat tinggal; dan literasi matematika-nya dapat berupa menghitung kecepatan proses fermentasi terhadap suhu fermentor.

Pendidik dapat menyampaikan orientasi masalah dengan cara memotivasi siswa untuk antusias dan siap belajar. Misalnya dengan meminta

siswa menebak-nebak kemungkinan yang akan terjadi atas masalah yang diberikan pendidik. Pendidik juga dapat menghubungkan tujuan pembelajaran yang akan dicapai dengan tujuan pembelajaran yang lalu. Cara ini membuat orientasi siswa pada masalah menjadi lebih penting dan menantang untuk diselesaikan.

b).Fase 2, Mengorganisasikan peserta didik

Pendidik membantu peserta didik mendefinisikan dan mengorganisasikan tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut (menetapkan topik dan tugas). Pendefinisian masalah harus memenuhi kriteria autentik, jelas, mudah dipahami, luas sesuai tujuan pembelajaran, dan bermanfaat. Misalnya pada jenjang sekolah menengah atas, peserta didik dikelompokkan secara heterogen, masing-masing kelompok mendiskusikan zat-zat makanan yang diperlukan oleh tubuh dan bagaimana cara menguji zat makanan dalam bahan makanan. Peserta didik diminta untuk menentukan peran-peran tiap peserta didik. Ada yang mencari bahan-bahan, ada yang tekun mengamati percobaan, ada yang menghubungkan dengan teknologi sebagai media informasi, dan ada yang mengingatkan untuk melaksanakan setiap kegiatan pemecahan masalah.

c). Fase 3, Membimbing penyelidikan individu dan kelompok

Pendidik membantu peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang sesuai, eksperimen untuk mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah, pengumpulan data, hipotesis, dan pemecahan masalah. Pendidik berperan sebagai fasilitator yang mendorong tiap peserta didik menemukan solusi dari cara-cara yang teknologis, berpikir kritis, dan mendayagunakan kreativitas. Pendidik juga berperan untuk menyemangati peserta didik secara edukatif jika terdapat indikasi kejenuhan dan putus asa dalam proses pemecahan masalah.

d).Fase 4, Mengembangkan dan menyajikan hasil karya

Pendidik membantu peserta didik dalam merencanakan serta menyiapkan karya yang sesuai seperti, laporan dan demonstrasi. Misalnya pada tema “sistem pencernaan”, kegiatan yang dapat dilakukan dapat berupa siswa berdiskusi dalam kelompok untuk menyimpulkan kandungan zat makanan yang ditemukan pada hasil praktikum. Hasil praktikum tersebut dapat dipresentasikan ke dalam bentuk pster ataupun video yang dapat dilihat oleh setiap peserta didik yang ada.

e). Fase 5, Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah

Pendidik membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi terhadap penyelidikan mereka dan proses-proses yang digunakan. Idealnya, model pembelajaran Problem Based Learning dapat diterapkan untuk mencapai semua kompetensi dasar yang ingin dicapai, dari segi pengetahuan, keterampilan, dan sikap. Tentu kompetensi dasar yang dicapai tidak hanya satu sehingga penerapan Problem Based Learning memungkinkan terjadi lebih dari satu pertemuan. Misalnya, fase 1 dan fase 2 dapat diterapkan pada pertemuan ke-1, fase 3 dan fase 4 bisa jadi membutuhkan dua kali pertemuan selanjutnya, dan fase 5 dapat diterapkan di pertemuan ke-5. Tujuan akhir dari menerapakan model pembelajaran Problem Based Learning adalah tercapainya kompetensi dasar, dalam hal ini kompetensi yang berkaitan dengan bidang STEAM. Agar pembelajaran STEAM dapat berjalan dengan lancar melalui penerapan Problem Based Learning, pendidik perlu membuat RPP (Rencana Pelaksanaan Pembelajaran) dengan benar.

2). Sistem Sosial

Sistem sosial berarti suasana dan norma yang berlaku dalam pembelajaran. Sistem sosial dari Problem Based Learning bersifat kooperatif. Artinya peserta didik bekerja sama dengan teman dalam sebuah tim atau kelompok untuk mendiskusikan masalah yang diberikan pada saat pembelajaran.

Mereka dapat melakukan curah pendapat (brainstorming) gagasan-gagasan atau pemikiran kritis dan kreatif dari masing-masing peserta didik sebagai interaksi dalam memecahkan masalah. Pendidik dalam hal ini berupaya memilih proses kegiatan yang memungkinkan pendidik dan peserta didik berkolaborasi. Suasana cenderung demokratis. Pendidik dan peserta didik memiliki peranan yang sama yaitu memecahkan masalah, dan interaksi kelas dilandasi dengan kesepakatan kelas.

3). Prinsip Reaksi

Prinsip reaksi menggambarkan bagaimana seharusnya pendidik memandang, memperlakukan dan merespon peserta didik. Prinsip reaksi yang berkembang dalam Problem Based Learning memosisikan pendidik sebagai fasilitator dalam proses peserta didik melakukan aktivitas pemecahan masalah. Peserta didik dapat dirangsang dengan pertanyaan yang menantang mereka menjawab secara kolaboratif. Misalnya seperti pada gambar 1.5.

sumber gambar: pinterest.com

Gambar 6. Kegiatan pembelajarn PBL-STEAM

4). Sistem Penunjang

Sistem penunjang adalah segala sarana bahan alat atau lingkungan belajar yang mendukung pembelajaran. Sistem penunjang Problem Based Learning adalah segala masalah-masalah aktual yang mampu menciptakan suasana konfrontatif dan dapat membangkitkan proses metakognisi, berpikir kritis, dan stategi pemecahan masalah yang bersifat divergen. Artinya Penunjang yang secara optimal dapat berdampak positif pada model pembelajaran ini adalah pada pemilihan masalah yang hangat dan menarik untuk dibahas yang sesuai dengan keadaan lingkungan sekitar dan bermanfaat bagi kehidupan peserta didik. Sistem penunjang Problem Based Learning dapat berupa pemilihan sumber belajar yang variatif. Misalnya gambar, video, maupun pembicara tamu.

sumber gambar: pinterest.com

Gambar 7. Masalah-masalah STEAM dalam kehidupan nyata

Misalnya dalam projek matematika untuk siswa sekolah dasar yang melibatkan IPA dan teknologi dapat memanfaatkan benda-benda di sekitar. Tugas siswa adalah memecahkan masalah yang diberikan oleh guru.

5). Dampak Instruksional dan Penyerta

Salah satu keberhasilan proses pembelajaran adalah peserta didik merasa senang dimana pendidik memampukan diri untuk memfasilitasi pembelajaran yang sesuai dengan karakteristik peserta didik. Dalam Problem based Learning, pemahaman, transfer pengetahuan, keterampilan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah dan kemampuan komunikasi ini merupakan dampak langsung dari pembelajaran.

Dampak penyerta dari Problem based Learning meliputi peluang peserta didik memperoleh pengetahuan, meningkatkan keterampilan memecahkan masalah, meningkatkan kemampuan untuk memperoleh pengetahuan yangrelevan, membangun pengetahuannya sendiri, menumbuhkan motivasi dalam belajar,meningkatkan keterampilan peserta didik dalam berpikir, meningkatkan komunikasi dan bekerja sama dalam kelompoknya. Semua dampak penyerta ini diharapkan menjadi sikap peserta didik ketika menemukan masalah di dalam konteks kehidupan sehari-hari.

Pembelajaran STEAM Berpusat pada Proyek

Saudara Mahasiswa, perlu Anda ketahui bahwa pembelajaran STEAM di kelas perlu direncanakan dengan cermat, berbasis proyek, dan berpusat pada peserta didik, dan harus mencakup disiplin ilmu: sains, teknologi, teknik, seni, dan matematika dalam satu unit atau proyek yang kohesif (memiliki keterkaitan secara padu dan utuh). Misalnya, meminta peserta didik menggunakan komputer untuk meneliti suatu topik tidak dapat diklasifikasikan sebagai tugas STEAM karena tidak menggabungkan semua dari 5 disiplin ilmu di atas.

Pembelajaran STEAM di ruang kelas bukanlah sesuatu yang spontan dan sederhana. Proyek memerlukan banyak perencanaan dan persiapan dari pihak guru karena pembelajaran STEAM mengaitkan berbagai disiplin ilmu, dan proyek

STEAM biasanya memerlukan waktu cukup lama mengingat pembelajaran STEAM memasukkan begitu banyak komponen yang berbeda. Pembelajaran STEAM mungkin membutuhkan waktu berminggu-minggu, berbulan-bulan, atau bahkan bertahun-tahun untuk menyelesaikannya. Karena kerumitan proyek-proyek ini, STEAM dapat menjadi upaya kerja kolaborasi antara guru bidang studi yang satu dengan guru bidang studi lainnya.

Pembelajaran STEAM yang berpusat pada proyek didasarkan pada masalah dunia nyata. Proyek-proyek ini mengharuskan peserta didik untuk meneliti, mengusulkan dan memilih solusi, dan membuat desain. Setelah prototipe atau model dibuat, peserta didik menguji dan mempresentasikan temuan mereka, dan jika waktu memungkinkan, mereka mendesain ulang proyek dan melakukan perbaikan. Proyek-proyek ini harus selaras dengan masalah atau kebutuhan lokal, regional, atau global (Sesuatu yang dapat dihubungkan dengan peserta didik).

Saudara Mahasiswa, mungkin Anda penasaran bagaimana tahap-tahap pembelajaran STEAM berpusat pada proyek. Secara garis besar, pembelajaran STEAM berpusat proyek dapat dilakukan menggunakan tahapan sebagai berikut:

1. Memilih salah satu topik yang memungkinkan Anda menggabungkan seluruh 5 aspek STEAM;
2. Menghubungkan topik dengan masalah di dunia nyata;
3. Mendefinisikan tantangan (apa tujuan pembelajaran akan dicapai peserta didik);
4. Memiliki solusi atas penelitian dan curah pendapat peserta didik;
5. Menjelaskan tantangan kepada peserta didik (gunakan video untuk melibatkan peserta didik);
6. Menggunakan rencana desain teknik penyelesaian masalah;
7. Membimbing peserta didik ketika mereka memilih gagasan dan membuat prototype;
8. Menguji prototype yang dihasilkan;
9. Meminta peserta didik mengkomunikasikan temuan mereka;
10. Mendesain ulang prototype yang dihasilkan sehingga memperoleh prototype sesuai yang diharapkan;

Unit STEAM memberikan pengalaman mendalam bagi peserta didik yang memungkinkan mereka untuk terlibat dalam keterampilan berpikir tingkat tinggi. Banyak proyek STEAM sering dimulai dengan konsep sains atau masalah, dan empat aspek STEAM lainnya kemudian dimasukkan ke dalam komponen penelitian, desain, pengembangan, dan pengujian proyek.

Berikut adalah beberapa contoh strategi pembelajaran yang dapat Anda lakukan untuk mengintegrasikan setiap komponen ke dalam proyek STEAM yang Anda kembangkan:

• Sains: pemilihan masalah, eksperimen (menggunakan Metode Ilmiah)
• Teknologi: meneliti (menggunakan perpustakaan online, pencarian web), komunikasi (blogging, konferensi video, mengirim email)
• Teknik: membangun atau meningkatkan desain / model
• Seni: menulis, komunikasi, puisi, presentasi video, membuat model
• Matematika: mengumpulkan data, menganalisis hasil data, melakukan masalah geometri

Hal utama yang perlu diingat ketika Anda merancang proyek STEAM adalah memasukkan satu aktivitas dari setiap disiplin ilmu (Sains, Teknologi, Teknik, Seni, dan Matematika) ke dalam satu unit proyek kegiatan pembelajaran. Saudara mahasiswa dapat mendalami bagaimana pembelajaran STEAM dirancang melalui link page.video/rppstem. Saudara dapat menyimak pembelajaran STEAM di SD (visit.news/steam2), pembelajaran STEAM di SMP (page.video/steamsmp), STEAM di SMA (page.video/steamsma). Pada video STEAM di SMA, berisi tahapan dimana peserta didik membuat dan uji coba produk mereka dengan tema “Bambu” berbasis “Kompetensi Mapel” dengan pendekatan STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Math ), melalui Metode ” EDP” (Engineering Design Process).

Tantangan-Tantangan dalam Pembelajaran STEAM

Selamat! Anda telah mengetahui definisi, tujuan, dan prinsip-prinsip pembelajaran STEAM. Selain itu, Saudara telah mempelajari bagaimana pendekatan STEAM menggunakan model pembelajaran Problem Based Learning dan pembelajaran berpusat pada proyek.

Meskipun pembelajaran STEAM merupakan pembelajaran yang inovatif, itu tidak terlepas dari kelemahan maupun keterbatasan yang menyertainya. Saudara dapat menjadikan keterbatasan tersebut menjadi tantangan yang perlu dihadapi dan diantisipasi. Sebab, tidak ada satu pendekatan maupun model pembelajaran yang cocok untuk semua karakteristik peserta didik. Selalu ada pro dan kontra bagi akademisi maupun praktisi karena perbedaan kondisi dan sudut pandang yang dimiliki.

Berikut adalah tantangan-tantangan yang dapat ditemukan dalam pembelajaran STEAM:

Perbedaan pendekatan/cara dalam menerapkan pembelajaran STEAM

Saudara telah mempelajari 3 (tiga) pendekatan yang memungkinkan STEAM diterapkan. Ada pendekatan silo, tertanam (embedded), dan terpadu (integrated). Ketiga pendekatan tersebut memiliki kelemahan yang dapat dijadikan pertimbangan untuk memilih pendekatan terbaik sesuai kebutuhan dan kondisi praktik Saudara (Juniaty, Siti, Supriyono, 2016).

1. Pendekatan silo: karena diterapkan dengan memisahkan tiap bidang studi STEAM, memungkinkan adanya kurang ketertarikan siswa terhadap salah satu bidang STEAM. Misalnya perempuan kurang tertarik untuk berpartisipasi dalam bidang teknik dibandingkan laki-laki.
2. Fokus dari pendekatan silo ialah konten materi agar peserta didik menguasai semua materi. Hal ini dapat membatasi sejumlah stimulasi lintas disiplin dan pemahaman peserta didik. Misalnya peserta didik mengatahui konsep hukum-hukum fisika tetapi tidak pandai memecahkan masalah yang membutuhkan integrasi hukum fisika dan bidang lain seperti teknologi terapan.
3. Kelemahan dalam pendekatan tertanam (embedded) adalah dapat mengakibatkan pembelajaran terpotong-potong. Jika seorang peserta didik tidak bisa mengaitkan materi tertanam dengan materi utama, peserta didik berpotensi hanya belajar sebagian dari pelajaran daripada manfaat dari pelajaran secara keseluruhan. Misalnya, proses belajar peserta didik dapat terganggu jika peserta didik belum menguasasi pengetahuan matematika dan teknik yang ditanam pada bidang IPA (sebagai konten utama).

Kurangnya standar yang jelas

Implementasi pembelajaran STEAM tidak seragam dalam kurikulum tiap sekolah (Cooper, 2019). Pedoman tentang tujuan pembelajaran yang mengacu pada bidang STEAM belum tersusun secara sistematik sehingga memungkinkan tiap sekolah menafsirkan dengan cara yang berbeda. Karena tidak ada standar yang berlaku dan sekolah berfokus pada topik yang berbeda, ada kemungkinan bahwa beberapa siswa tidak cukup siap untuk melanjutkan studi ke perguruan tinggi. Sangat mungkin juga bahwa guru yang mengajar siswa tidak memenuhi syarat untuk mengajar materi pelajaran. Oleh karena itu, langkah strategis adalah bagaimana pendekatan STEAM diimplementasikan secara integratif.

Dianggap terlambat saat STEAM hanya diterapkan pada pendidikan tingkat menengah

Banyak orang berpendapat bahwa, dalam rangka mengembangkan hasrat untuk mata pelajaran seperti IPA, teknologi, dan matematika, siswa perlu memulai di sekolah dasar. Saat ini, sebagian besar program STEAM dimulai di sekolah menengah. Sayangnya, pada saat ini mungkin sudah terlambat bagi siswa, yang seharusnya sudah mempelajari keterampilan dasar yang diperlukan untuk memahami ide-ide yang lebih kompleks nanti. Tanpa landasan inti untuk STEAM di sekolah dasar, siswa cenderung menjadi kewalahan dan frustrasi serta kehilangan minat (Cooper, 2019).