STEM merupakan singkatan dari sebuah pendekatan pembelajaran interdisiplin antara Science, Technology, Engineering and Mathematics.
Pembelajaran STEM adalah salah satu pembelajaran dan strategi yang dipandang sebagai suatu pendekatan yang dapat membuat perubahan yang signifikan pada abad ke-21. Strategi yang dibuat oleh para ilmuwan, teknologi, insinyur, dan ahli matematika untuk menggabungkan kekuatan dan menciptakan pembelajaran yang lebih kuat dan bermakna.
STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) merupakan model pembelajaran yang populer dan efektif dalam penerapan Pembelajaran Tematik Integratif. Model ini menggabungkan empat bidang utama dalam pendidikan:
a. Ilmu Pengetahuan (Science)
b. Teknologi (Technology)
c. Matematika (Mathematics)
d. Rekayasa (Engineering)
Menurut Torlakson (2014:23), keempat aspek ini merupakan pasangan yang serasi untuk menyelesaikan masalah nyata melalui pembelajaran berbasis masalah (problem-based learning).
Pendekatan ini mampu menciptakan sistem pembelajaran yang aktif, kohesif, dan terpadu karena keempat aspek tersebut digunakan bersama untuk menyelesaikan masalah.
Manfaat STEM dalam Proses Pembelajaran :
1. Menumbuhkan Empati dan Kepedulian Sosial
STEM mengangkat isu dan masalah dunia nyata yang dapat menyentuh hati peserta didik, diharapkan dapat menumbuhkan empati dan mengurangi tindakan negatif seperti tawuran.
2. Mendorong Inkuiri dan Eksplorasi
Peserta didik diajak untuk terlibat aktif melalui inkuiri terbimbing dan eksplorasi terbuka maupun tertutup.
3. Mengintegrasikan Desain Engineering
Proses pembelajaran melibatkan secara aktif desain rekayasa (engineering design) dalam penyelesaian masalah.
4. Menghubungkan Sains dan Matematika
Membantu siswa memahami keterkaitan antara sains dan matematika dalam konteks nyata melalui integrasi konten.
5. Meningkatkan Kolaborasi dan Kepekaan
STEM mendorong kolaborasi antarpeserta didik serta diskusi (discourse) untuk membangun kepekaan sosial.
6. Melatih Kemampuan Problem Solving
Lingkungan belajar STEM mengundang peserta didik untuk mencari lebih dari satu solusi terhadap suatu masalah, sehingga melatih berpikir kritis dan kreatif.
7. Membangun Ketangguhan dan Pemahaman atas Kegagalan
Peserta didik diajak untuk memahami bahwa kegagalan adalah bagian dari proses belajar dan merupakan hal yang perlu dihargai.
Implementasi STEAM dalam Pembelajaran Matematika Abad 21 (Singkat):
1.Pembelajaran Berbasis Proyek (Project-Based Learning):
Siswa memecahkan masalah nyata dengan mengintegrasikan konsep matematika, sains, teknologi, teknik, dan seni.
2. Kolaborasi dan Diskusi Kelompok:
Siswa bekerja sama dalam tim untuk menyelesaikan tugas, melatih komunikasi dan kerja sama.
3. Penggunaan Media dan Teknologi:
Guru memanfaatkan aplikasi, simulasi, atau perangkat digital untuk memvisualisasikan konsep matematika.
4. Penggabungan Unsur Seni:
Siswa mengekspresikan solusi matematika melalui desain, gambar, atau model kreatif.
5. Observasi dan Eksperimen:
Mengajak siswa mengamati fenomena di lingkungan sekitar dan menghubungkannya dengan konsep matematika.
6. Pembelajaran Kontekstual dan Interdisipliner:
Materi matematika dikaitkan dengan bidang lain agar lebih bermakna dan aplikatif.
Carlisle dan Weaver (2018) dan Association of American Universities (2013) menyatakan bahwa pendekatan STEM dalam pembelajaran matematika memiliki
beberapa keunggulan, di antaranya:
Transformasi proses pendidikan yang mampu menghilangkan batas pemisah antara subjek sains, matematika, teknologi, dan rekayasa.
Peningkatan keterampilan saintifik dan literasi sains.
Pengembangan SDM relevan di abad ke-21 seperti kemampuan dalam berkolaborasi, berkomunikasi, berpikir secara kreatif, dan memiliki kemampuan dalam mengembangkan kreativitasnya.
Tantangan teknologi melalui proses desain rekayasa untuk menyederhanakan solusi permasalahan.
Meningkatkan motivasi belajar melalui proses pembelajaran berbasis masalah kontekstual untuk mengembangkan kemampuan problem solving.
Tahapan pembelajaran STEM–Project-Based Learning (PjBL):
1.Reflection
Siswa diperkenalkan pada konteks masalah untuk memicu rasa ingin tahu dan menghubungkan pengetahuan awal dengan yang perlu dipelajari.
2.Research
Siswa melakukan pencarian informasi dan pendalaman konsep melalui bacaan, diskusi, dan bimbingan guru untuk membangun pemahaman.
3. Discovery
Siswa mulai menyusun proyek, bekerja dalam kelompok, merancang solusi, serta mengembangkan kerja sama dan kebiasaan berpikir ilmiah.
4. Application
Siswa menguji dan menyempurnakan produk/solusi berdasarkan hasil percobaan, serta menghubungkannya dengan konteks STEM yang lebih luas.
5. Communication
Siswa mempresentasikan hasil proyek, melatih keterampilan komunikasi, kolaborasi, serta menerima umpan balik sebagai bagian dari evaluasi akhir.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penerapan Pendekatan STEM di Sekolah. Penerapan pendekatan STEM dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal.
1. Faktor Internal:
Kemampuan dasar siswa (psikologis, fisiologis, minat, bakat) berperan penting dalam memahami materi.
Perbedaan individu seperti jenis kelamin, latar belakang ekonomi, dan kebiasaan belajar mempengaruhi kecepatan pemahaman.
Kemampuan awal siswa memengaruhi efektivitas pendekatan STEM dalam pembelajaran matematika.
2. Faktor Eksternal:
Peran guru, kualitas bahan ajar, dan dukungan sekolah serta pemerintah sangat berpengaruh.
Kerja sama sekolah dengan pemerintah, seperti program T-STEM di Texas, terbukti meningkatkan efektivitas penerapan STEM.
Durasi waktu pembelajaran harus diatur dengan baik agar materi tersampaikan optimal.
Ketersediaan bahan ajar khusus yang terintegrasi dengan pendekatan STEM mempermudah guru dan memberikan pengalaman belajar bermakna bagi siswa.
Khairiyah, N. U. (2019). Pendekatan science, technology, engineering dan mathematics (STEM). Spasi media.
Agry, F. P., & Kartono, K. (2021). Implementasi untuk model STEAM (Sains, Technology, Engineering, Art, and Mathematic): Pembelajaran matematika untuk mahasiswa pendidikan guru sekolah dasar. In Prosiding Seminar Nasional Pascasarjana (Vol. 4, No. 1, pp. 126-129).
Mardhiyatirrahmah, L., Muchlas, M., & Marhayati, M. (2020). Dampak Penerapan Pendekatan Stem Pada Pembelajaran Matematika Di Sekolah. Jurnal Pendidikan Matematika (JPM), 6(2), 78-88.
Susanti, E., & Kurniawan, H. (2020). Design pembelajaran matematika dengan pendekatan STEM (science, technology, engineering, mathematics). AKSIOMA: Jurnal Matematika Dan Pendidikan Matematika, 11(1), 37-52.
Widana, I. W., & Septiari, K. L. (2021). Kemampuan berpikir kreatif dan hasil belajar matematika siswa menggunakan model pembelajaran Project-Based Learning berbasis pendekatan STEM. Jurnal Elemen, 7(1), 209-220.
Sukmana, R. W. (2017). Pendekatan science, technology, engineering and mathematics (stem) sebagai alternatif dalam mengembangkan minat belajar peserta didik sekolah dasar. Pendas: Jurnal Ilmiah Pendidikan Dasar, 2(2), 189-197.