e-ISSN 2715-8179 https://ojs.umrah.ac.id/index.php/anugerah

## Pengenalan Pendekatan STEM sebagai Inovasi Pembelajaran Era Revolusi Industri 4.0
Nur Izzati 1* , Linda Rosmery T. 2 , Susanti 3 , Nur Asma Riani Siregar 4 1, 2, 3, 4 Universitas Maritim Raja Ali Haji, Tanjungpinang, Provinsi Kepulauan Riau 29115, Indonesia e-mail: * nurizzati@umrah.ac.id
Pengiriman: 1 Desember 2019; Diterima: 23 Desember 2019; Publikasi: 30 Desember 2019 DOI: https://doi.org/10.31629/anugerah.v1i2.1776

## Abstrak
Pada era revolusi industri 4.0, guru dituntut untuk mampu melaksanakan pembelajaran yang kreatif dan inovatif dengan memanfaatkan teknologi. Salah satu pendekatan pembelajaran yang sesuai dengan tuntutan tersebut adalah pendekatan STEM  ( Science,  Technology,  Engineering  and  Mathematics ).  Namun,  pendekatan  ini  masih  terbilang  asing  bagi kebanyakan  guru  maupun  mahasiswa  calon  guru  di  Provinsi  Kepulauan  Riau.  Kegiatan  pengabdian  yang  bertujuan untuk  memperkenalkan  pendekatan  STEM  kepada  masyarakat  di  Provinsi  Kepulauan  Riau  ini  diikuti  oleh  120  orang peserta  yang  terdiri  dari  guru  SMA  sebagai  sasaran  utama,  mahasiswa  calon  guru  serta  siswa  SMA.  Kegiatan pengenalan ini diawali dengan pemaparan  materi pendekatan STEM, dilanjutkan dengan sesi diskusi dan tanya jawab serta  diakhiri  dengan  evaluasi  pelaksanaan  kegiatan  melalui  pengisian  angket.  Hasil  evaluasi  kegiatan  tersebut menunjukkan bahwa 93,75% peserta menyatakan topik yang disajikan menarik dan menggugah rasa ingin tahu peserta, sehingga terjadi penambahan wawasan dan pengetahuan peserta tentang pendekatan STEM.
Kata kunci: STEM; revolusi industri 4.0

## Abstract
In the Industrial Revolution Era 4.0, teachers were required to be able to carry out creative and innovative learning by utilizing  technology.  One  learning  approach  that  is  in  line  with  these  demands  is  the  STEM  (Science,  Technology, Engineering and Mathematics) approach. However, this approach is still quite foreign to most teachers and prospective students in the Riau Islands Province. The community service activity aimed  at introducing the STEM approach to the people of Riau Islands Province was attended by 120 participants consisting of high school teachers as the main target, prospective  teacher  students  and  high  school  students.  This  introduction  activity  begins  with  the  presentation  of  the STEM approach material, followed by a discussion and question and answer session and ends with an evaluation of the implementation  of  the  activity  through  filling  out  a  questionnaire.  The  results  of  the  evaluation  of  these  activities showed  that  93.75%  of  the  participants  stated  the  topics  presented  were  interesting  and  aroused  the  curiosity  of  the participants, so that there was an increase in participants' insights and knowledge about the STEM approach.
Keywords: STEM; industrial revolution 4.0

## Pendahuluan
Implementasi Kurikulum 2013 membawa beberapa perubahan paradigma proses pembelajaran, sebagaimana dijelaskan  pada  Peraturan  Menteri  Pendidikan  dan  Kebudayaan  Nomor  22  Tahun  2016  tentang  Standar Proses. Di mana dalam proses pembelajaran, siswa harus mencari tahu bukan diberi tahu; guru tidak menjadi satu-satunya  sumber  belajar;  pembelajaran  tidak  lagi  berbasis  konten  tetapi  berbasis  kompetensi;  proses pembelajaran menggunakan pendekatan ilmiah; pembelajaran tidak secara parsial tetapi dilaksanakan secara
JURNAL ANUGERAH , Desember 2019; I (2): 83-89 e-ISSN 2715-8179
  ISSN: 1978-1520
terpadu;  adanya  peningkatan  dan  keseimbangan  antara hardskills dan softskills ;  pembelajaran memperioritaskan pembudayaan dan pemberdayaan siswa sebagai pebelajar sepanjang hayat; pembelajaran menerapkan  nilai-nilai  melalui  keteladanan,  menumbuhkan  keinginan,  dan  mengembangkan  kreativitas siswa pada proses pembelajaran; pembelajaran dapat dilakukan di mana saja, seperti di rumah, sekolah atau di  masyarakat;  dan  pemanfaatan  teknologi  informasi  dan  komunikasi  pada  pembelajaran  untuk meningkatkan ke-efisienan dan efektifitas pembelajaran (Kemendikbud, 2016).
Perubahan  paradigma  proses  pembelajaran  tersebut  menuntut  guru  untuk  mampu  merancang pembelajaran yang kreatif dan inovatif dengan memanfaatkan teknologi yang sejalan dengan  Era Revolusi Industri  4.0.  Aktivitas  pembelajaran  dirancang  sedemikian  rupa  sehingga  mampu  memfasilitasi  siswa mengonstruk  pengetahuan  sendiri  dan  mengaplikasinya,  melatih  keterampilan,  serta  memperluas pengetahuan yang diperolehnya selama pembelajaran.
Pendekatan  STEM  merupakan  salah  satu  inovasi  pembelajaran  yang  berkembang  di  Era  Revolusi Industri  4.0.  STEM  merupakan  singkatan  dari Science,  Technology,  Engineering dan Mathematics. Pembelajaran  dengan  pendekatan  STEM  diidentifikasikan  sebagai  pembelajaran  yang  menggabungkan empat  disiplin  ilmu  yaitu Science, Teknologi ,  Engineering dan Mathematics dengan  memfokuskan  proses pembelajaran  yang  mengeksplorasi  dua  atau  lebih  bidang  yang  melibatkan  siswa  aktif  dalam  konteks pemecahan masalah dalam dunia nyata (Sanders, 2009 ) ; Roberts, 2012 ) ; Bybee, 2013). Lebih jauh, Roberts dan Bybee menyatakan bahwa ke-empat disiplin ilmu yang terintegrasi dalam STEM tersebut harus menjadi satu kesatuan yang holistik.
Tujuan  pembelajaran  dengan  pendekatan  STEM  yaitu  agar  siswa  memiliki  literasi  sains  dan teknologi  yang  terlihat  dari  kemampuannya  membaca,  menulis,  mengamati,  dan  melakukan  sains,  serta mampu  mengembangkan  kemampuan  tersebut  untuk  diterapkan  dalam  menyelesaikan  permasalahan kehidupan  sehari-hari  terkait  bidang  ilmu  STEM  (Bybee,  2013).  Dalam  konteks  pendidikan  dasar  dan menengah,  Pendidikan  STEM  memiliki  tujuan  mengembangkan  siswa  yang  paham  akan  STEM  (Bybee, 2013), yang mempunyai: 1. Pengetahuan, sikap, dan keterampilan dalam memecahkan masalah dunia nyata, mendesain,  menjelaskan  fenomena  alam,  dan  menyimpulkan  berdasar  bukti  yang  ada  mengenai  STEM;  2. Memahami  karakteristik  STEM  sebagai  penyelidikan,  pengetahuan,  serta  desain  yang  dikemukakan;  3. Lingkungan  material,  intelektual  dan  kultural  dibentuk  akan  kesadaran  terhadap  disiplin  STEM;  4. Keterlibatan  dalam  kajian  STEM    sebagai  warga  negara  yang  peduli,  konstruktif,  dan  reflektif  yang menggunakan ide-ide sains, teknologi, engineering dan matematika.
STEM  merupakan  pendekatan  pembelajaran  yang  diyakini  sejalan  dengan  ruh  Kurikulum  2013. Implemetasi STEM pada pembelajaran di sekolah-sekolah Indonesia dimaksudkan untuk menyiapkan siswa Indonesia dalam memperoleh keterampilan abad 21, yaitu keterampilan berpikir kritis, kreatif dan inovatif, mampu  memecahkan  masalah  dan  mengambil  keputusan,  serta  mampu  berkomunikasi  dan  berkolaborasi. Penerapan STEM dalam pembelajaran harus menekankan beberapa aspek yaitu: (1) mengajukan pertanyaan dan  mejelaskan  masalah;  (2)  mengembangkan  dan  menggunakan  model;  (3)  merancang  dan  melaksanaan penelitian,  (4)  menginterpretasi  dan  menganalisis  data;  (5)  menggunakan  pemikiran  matematika  dan komputasi,  (6)    membuat  penjelasan  dan  merancang  solusi;  (7)  Berpartisipasi  dalam  kegiatan  argumentasi yang didasarkan pada bukti yang ada (8) mendapatkan informasi, memberikan evaluasi dan menyampaikan informasi (National Research Council , 2012).
Meskipun  pendekatan  STEM  sejalan  dengan  Kurikulum  2013,  namun  pendekatan  ini  masih terbilang  asing  bagi  kebanyakan  guru  maupun  mahasiswa  calon  guru  di  Provinsi  Kepulauan  Riau.  Hal  ini menjadi  perhatian  bagi  dosen  Program  Studi  Pendidikan  Matematika  FKIP  Universitas  Maritim  Raja  Ali Haji  (UMRAH).  Sehingga  tim  dosen  Prodi  Pendidikan  Matematika  FKIP  UMRAH  merasa  perlu mengadakan  kegiatan  Pengabdian  Kepada  Masyarakat  Mandiri  (PKMM)  dengan  judul  “Pengenalan Pendekatan STEM sebagai Inovasi Pembelajaran Era Revolusi Industri 4.0”.
Kegiatan ini bertujuan untuk memperkenalkan pendekatan STEM kepada masyarakat dalam hal ini adalah  guru  SMA  sebagai  sasaran  utama,  mahasiswa  calon  guru  serta  siswa  SMA  di  Provinsi  Kepulauan Riau.  Kegiatan  ini  diharapkan  dapat  memberikan  dampak  pada  perbaikan  proses  pembelajaran  di  kelas. Melalui  kegiatan  pengabdian  ini,  peserta  mendapatkan  wawasan  tentang  pendekatan  STEM  dan  rancangan pembelajaran  dengan  pendekatan  STEM.  Adapun  dalam  merancangan  pembelajaran  dengan  pendekatan STEM, peserta dapat mengikuti beberapa langkah berikut: 1) Melakukan analisis Kompetensi Dasar (KD). Analisis  KD  dimaksudkan  untuk  mengidentifikasi  KD  3  dan  KD  4  yang  mengandung  muatan  STEM sehingga  berpotensi  untuk  dibelajarkan  menggunakan  pendekatan  STEM.  Hal  ini  perlu  dilakukan  karena tidak semua KD mengandung muatan STEM. 2) Mengidentifikasi topik yang sesuai dengan KD, yaitu topik yang  mengandung  muatan  STEM  sehingga  dapat  dibelajarkan  melalui  pendekatan  STEM.  3) Merumuskan indikator  pencapaian  kompetensi.  4)  Melakukan  analisis  materi  STEM,  kemudian  mendeskripsikan  materi STEM yang dikandung oleh KD 3 dan KD 4.  Deskripsi muatan STEM dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1.

## Deskripsi Muatan STEM
No Muatan STEM Deskripsi 1 Science Berupa fakta, konsep, prosedural tentang sains yang terkandung dalam KD yang akan dipelajari 2 Technology Berupa teknologi yang digunakan dan atau  dikembangkan 3 Engineering Aktivitas  perekayasaan:  produk  apa  yang  dirancang,  alat  dan  bahan  yang diperlukan, menguji coba keoptimalan produk, evaluasi hasil produk, dll. 4 Mathematic Aktivitas matematika yang diperlukan dalam perhitungan, seperti: konsep matematika yang diterapkan,  teorema/rumus  yang diperlukan.
Langkah  ke-5  adalah  merancang  Rencana  Pelaksanaan  Pembelajaran  (RPP).  Rencana  pelaksanaan pembelajaran  ini  dirancang  berdasarkan  aturan  yang  berlaku  sebagaimana  ditetapkan  pada  standar  proses. Penerapan  Pendekatan  STEM  dapat  dikombinasikan  dengan  model  pembelajaran  PjBL  ( Project  Based Learning )  atau  PBL  ( Problem Based  Learning ).  Karena  itu,  sintak  pembelajarannya  mengikuti  model pembelajaran yang dipilih dan diintegrasikan dengan STEM. Pembelajaran dapat berlangsung beberapa kali pertemuan, tergantung pada keluasan atau kedalaman materi pada KD 3 dan KD 4.
Selain  itu,  peserta  juga  diperkenalkan  dengan  teknik  dan  bentuk  instrumen  penilaian  serta  rubrik penilaian siswa untuk tugas proyek. Kegiatan pengabdian ini dilaksanakan dalam satu kali pertemuan.

## Metode
Kegiatan  pengabdian  masyarakat  mandiri  (PKMM)  ini  dilaksanakan  pada  hari  Sabtu  tanggal  16 November  2019.  Pelaksanaan  kegiatan  diadakan  di  Aula  Bulang  Linggi  Dinas  Perpustakaan  dan  Arsip Tanjungpinang. Sasaran kegiatan adalah guru SMA sebagai sasaran utama, mahasiswa calon guru serta siswa SMA yang berasal dari Provinsi Kepulauan Riau. Total khalayak sasaran kegiatan adalah 120 orang.
Bentuk  kegiatan  pengabdian  masyarakat  yang  dilaksanakan  berupa  Pengenalan  Pendekatan  STEM sebagai  Inovasi  Pembelajaran  Era  Revolusi  Industri  4.0.  Pelaksanaan  kegiatan  diawali  dengan  pemaparan materi  tentang  pendekatan  STEM,  desain  pembelajaran  STEM  dan  evaluasi  pembelajaran  dengan pendekatan STEM. Selanjutnya, diadakan sesi diskusi dan tanya jawab antar peserta dan pemateri.
Pada  akhir  kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  ini  dilakukan  evaluasi  terhadap  pelaksanaan kegiatan.  Evaluasi  kegiatan  bertujuan  untuk  mengetahui  tingkat  pemahaman  peserta  terkait  materi  yang dipaparkan  dan  kebermanfaatan  kegiatan  pengabdian  masyarakat  yang  telah  dilakukan.  Instrumen  evaluasi yang digunakan berupa angket tertutup melalui tautan pada google form.
JURNAL ANUGERAH , Desember 2019; I (2): 83-89 e-ISSN 2715-8179
 

## Hasil dan Pembahasan
Kegiatan pengabdian kepada masyarakat dengan judul Pengenalan Pendekatan STEM sebagai Suatu Inovasi Pembelajaran Era Revolusi Industri 4.0 dihadiri oleh 120 orang peserta yang terdiri dari guru SMA sebagai sasaran utama dan siswa SMA di Provinsi Kepulauan Riau, serta mahasiswa calon guru Universitas Maritim Raja Ali Haji. Implementasi kegiatan sesuai dengan jadwal yang telah ditetapkan yaitu pada tanggal 16 November 2019. Kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini telah terlaksana dengan baik dan lancar.
Adapun kegiatan yang telah dilakukan berupa pemaparan materi untuk menambah pengetahuan dan wawasan peserta tentang pendekatan STEM. Materi yang dipaparkan dibagi atas tiga bagian yaitu penjelasan tentang  pendekatan  STEM,  desain  pembelajaran  STEM  dan  evaluasi  pembelajaran  dengan  pendekatan STEM.  Bentuk  evaluasi  pembelajaran  yang  diperkenalkan  berupa  rubrik  penilaian  kinerja  siswa  setelah belajar  dengan  pendekatan  STEM.  Selain  pemaparan  materi,  juga  diadakan  sesi  diskusi  dan  tanya  jawab untuk mempertajam pemahaman peserta. Gambar 1 menyajikan kegiatan pemaparan materi.
Gambar 1 . Pemaparan materi pendekatan STEM
Kegiatan diakhiri dengan evaluasi. Teknik evaluasi melalui angket yang terdiri dari 5 item. Peserta diminta  untuk  mengisi  angket  secara online melalui  tautan google  form. Tim  pelaksana  pengabdian menginformasikan  tautan google  form yang  dapat  digunakan  untuk  masuk  ke  laman  angket,  kemudian memberikan instruksi dan arahan tentang tata cara pengisian angket. Peserta tampak antusias dengan metode pengumpulan  data  melalui  pemanfaatan  teknologi google  form menggunakan  ponsel  masing-masing. Gambar 3 menampilkan kegiatan evaluasi tersebut.
Gambar 2. Pengisian angket melalui tautan Google Form
Data hasil pengisian angket evaluasi pelaksanaan kegiatan pengabdian ini, disajikan pada Gambar 4.  Sebanyak  93,75%  peserta  menyatakan  bahwa  topik  yang  disajikan  menarik  dan  menggugah  rasa  ingin tahu  mereka  (item  1).  Hasil  ini  memperkuat  pernyataan  Shernoff,  dkk  (Shernoff,  Sinha,  Bressler,  & Ginsburg, 2017) bahwa STEM merupakan salah satu pendekatan pembelajaran yang mampu menjadi pusat perhatian masyarakat di lingkungan dunia pendidikan khususnya guru dan dosen.
Gambar 3 . Respon peserta terhadap pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada masyarakat
Sebanyak  99,11%  peserta  menyatakan  bahwa  adanya  penambahan  wawasan  dan  pengetahuan mereka  tentang  pendekatan  STEM  (item  2)  dan  91,07%  peserta  menyatakan  memiliki  pemahaman  yang lebih baik tentang penyusunan rencana pelaksanaan pembelajaran dengan menggunakan pendekatan STEM (item 3). Hal ini menunjukkan bahwa kegiatan pengabdian masyarakat yang telah dilaksanakan secara nyata memberikan  wawasan  dan  pengetahuan  tentang  Pendekatan  STEM  kepada  masyarakat  di  Provinsi Kepulauan Riau.
Selanjutnya, hasil angket pada Gambar 3 juga menunjukkan bahwa 91,26% peserta yang terdiri dari unsur  dosen,  guru  dan  mahasiswa  termotivasi  untuk  menerapkan  STEM  pada  kegiatan  pembelajaran  (item 4).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  kegiatan  pengabdian  masyarakat  yang  telah  dilaksanakan  memberikan manfaat positif bagi peserta yaitu perubahan motivasi berupa semangat berkarya untuk menyajikan kegiatan
JURNAL ANUGERAH , Desember 2019; I (2): 83-89 e-ISSN 2715-8179
 
belajar-mengajar  yang  lebih  baik  bagi  peserta  didik.  Sebanyak  96,43%  peserta  memiliki  keyakinan  bahwa penerapan  STEM  pada  pembelajaran  dapat  melatih  kemampuan  siswa  dalam  berpikir  kritis,  kreatif  dan inovatif  (item  5).  STEM  merupakan  pembelajaran  yang  menggunakan  pendekatan  berpusat  pada  siswa (Thibaut et al., 2018); (Ejiwale, 2012). Hasil studi menunjukkan bahwa pembelajaran dengan berpusat pada siswa  dapat  meningkatkan  keterampilan  proses  yang  dimiliki  siswa  seperti  kemampuan  berpikir  kritis (Siregar,  Deniyanti,  &  Hakim,  2018).  STEM  mengakomodasi  perkembangan  teknologi  untuk  menciptakan kegiatan  dan  lingkungan  belajar  yang  produktif,  kreatif  dan  inovatif.  Hal  tersebut  memberikan  kontribusi positif  pada  perkembangan  kemampuan  siswa  dalam  berpikir  kritis,  kemampuan  bekerjasama,  kemampuan berkomunikasi  dan  pemecahan  masalah,  serta  kemampuan  lain  yang  relevan  terhadap  kebutuhan  abad  21 (Stehle & Peters-Burton, 2019).
Hasil  evaluasi  kegiatan  PkMM  menunjukkan  bahwa  kegiatan  PkMM  yang  telah  dilaksanakan memberikan  manfaat  yang  besar  terhadap  peserta.  Salah  satu  manfaat  yang  didapat  oleh  peserta  adalah terjadinya  penambahan  wawasan  dan  pengetahuan  peserta  terhadap  materi  yang  disajikan.  Hal  ini dikarenakan Pendekatan STEM merupakan pendekatan yang tergolong baru dan menjadi pembicaraan oleh banyak  kalangan  pendidik,  sehingga  dapat  dipahami  adanya  daya  tarik  tersendiri  bagi  peserta  untuk mengikuti  kegiatan  PkMM  yang  mengangkat  materi tentang  pendekatan  STEM.  Maka,  merupakan  sesuatu yang wajar jika hampir semua peserta menyatakan dapat meraih manfaat yang besar.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil evaluasi dapat disimpulkan bahwa target PkMM tercapai dengan baik yaitu terjadi penambahan  wawasan  dan  pengetahuan  tentang  pendekatan  STEM,  mendesain  pembelajaran  dengan pendekatan  STEM  dan  langkah-langkah  perencanaan  pembelajaran  dengan  pendekatan  STEM.  Kegiatan pengabdian  kepada  masyarakat  dengan  judul  pendekatan  STEM  sebagai  suatu  inovasi  pembelajaran  era revolusi  industri  4.0  berjalan  lancar.  Kegiatan  ini  mendapat  sambutan  yang  sangat  baik  oleh  peserta, ditunjukkan dengan tingkat kehadiran peserta yang tinggi, partisipasi aktif dalam kegiatan diskusi dan tanya jawab,  serta  tidak  terdapat  peserta  yang  meninggalkan  ruangan  sebelum  kegiatan  pengabdian  masyarakat berakhir.

## Saran
Mencermati  capaian  dari  kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  ini,  kiranya  perlu  diadakan kegiatan  lanjutan  berupa workshop tentang  implemetasi  STEM  pada  pembelajaran,  sehingga  guru  mampu merancang dan melaksanakan pembelajaran dengan pendekatan STEM.

## Ucapan Terimakasih
Terima kasih kepada Prodi Pendidikan Matematika dan Himpunan Mahasiswa Matematika UMRAH yang telah memberi dukungan moral bagi terlaksananya kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini.

## Referensi
Bybee, R. W. (2013). The Case for STEM Education: Challenges and Opportunities . NTSA press. Ejiwale, J.  A. (2012).  Facilitating  teaching  and learning  across  STEM  fields. Journal  of STEM  Education: Innovations and Research .
Kemendikbud. (2016). Salinan Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan Dan Kebudayaan Nomor 22 Tahun 2016 Tentang Standar Proses Pendidikan Dasar Dan Menengah. PERMENDIKBUD . https://doi.org/https://doi.org/10.3929/ethz-b-000238666
National  Research  Council.  (2012). A  Framework  for  K-12  Science  Education:  Practices,  Crosscutting concepts, and core ideas . Washington DC: National Academies Press.
Roberts,  A.  (2012).  A  Justification  for  STEM  Education. Technology  and  Engineering  Teachere . https://doi.org/10.1126/science.1201783 Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEM mania. The Technology Teacher .
Shernoff,  D.  J.,  Sinha,  S.,  Bressler,  D.  M.,  &  Ginsburg,  L.  (2017).  Assessing  teacher  education  and professional development needs for the implementation of integrated approaches to STEM education. International Journal of STEM Education . https://doi.org/10.1186/s40594-017-0068-1
Siregar,  N.  A.  R.,  Deniyanti,  P.,  &  Hakim,  L.  El.  (2018).  Pengaruh  model  pembelajaran  core  terhadap kemampuan  berpikir  kritis  dan  disposisi  matematis  ditinjau  dari  kemampuan  awal  matematika  siswa SMA Negeri di Jakarta Timur. Jurnal Penelitian dan Pembelajaran Matematika . https://doi.org/10.30870/jppm.v11i1.2997
Stehle, S. M., & Peters-Burton, E. E. (2019). Developing student 21 st Century skills in selected exemplary inclusive  STEM  high  schools. International  Journal  of  STEM  Education , 6(1) ,  39. https://doi.org/10.1186/s40594-019-0192-1
Thibaut,  L.,  Ceuppens,  S.,  De  Loof,  H.,  De  Meester,  J.,  Goovaerts,  L.,  Struyf,  A.,  …  Depaepe,  F.  (2018).
Integrated  STEM  Education:  a  systematic  review  of  instructional  practices  in  secondary  education. European Journal of STEM Education . https://doi.org/10.20897/ejsteme/85525