MENJADIKAN STEM MEMUNGKINKAN DI TINGKAT SMA:
STUDI REDUKSI-DIDAKTIK KONTEKS ORGANIC -LED UNTUK

## PEMBELAJARAN KIMIA SEKOLAH
Indah Rizki Anugrah *1 , Ahmad Mudzakir 2 , Omay Sumarna 3
1 Jurusan Tadris IPA-Biologi IAIN Syekh Nurjati Cirebon
2,3 Departemen Pendidikan Kimia FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia e-mail: * 1 indahanugrah@syekhnurjati.ac.id, 2 zakir66@upi.edu

## ABSTRAK
Penguasaan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) saat ini menjadi kunci penting dalam menghadapi  tantangan  di  masa  depan.  Pendekatan  STEM  merupakan  salah  satu  tren pendidikan  saat  ini  yang  dapat  menjembatani  penguasaan  IPTEK  bagi  generasi  muda. Namun  tentunya,  pendekatan  ini  membawa  konsekuensi,  yakni  perlunya  memodifikasi kurikulum konvensional menjadi kurikulum berbasis konteks. Studi ini berfokus pada proses reduksi  didaktik  konteks  OLED  pada  mata  pelajaran  Kimia  SMA.  OLED  dipilih  karena merepresentasikan  integrasi  sains,  teknologi,  teknik  dan  matematika,  merupakan  tema penelitian yang kekinian, bersifat terbarukan dan dekat dengan keseharian siswa. Studi ini menggunakan  model  MER  untuk  merekonstruksi  struktur  konten  saintifik  OLED  menjadi struktur  konten  yang  memungkinkan  untuk  pembelajaran  di  tingkat  SMA  melalui  proses reduksi  didaktik.  Hasil  studi  ini  mengungkapkan  empat  cara  reduksi  didaktik  topik  OLED yaitu kembali ke tahap kualitatif; pengabaian; penggunaan penjelasan berupa gambar; dan penggunaan tingkat perkembangan sejarah. Hasil studi ini diharapkan dapat menjadi salah satu  referensi  konten  kurikulum  berbasis  konteks  untuk  diterapkan  dalam  pendidikan berbasis STEM.
Kata kunci : STEM, kimia, Organic-LED, reduksi didaktik

## ABSTRACT
Nowadays,  the  mastery  of  science  and  technology  is  an  important  key  for  facing  global challenges  in  the  future.  STEM  approach  is  one  of  the  current  educational  trends  that  are able to bridge this issue. However, this approach brings  consequence, which is the need to modify the conventional curriculum into a context-based curriculum. This study focused on the process of didactic reduction of the OLED context for high school chemistry. OLED was chosen  because  it  represents  the  integration  between  science,  technology,  engineering  and mathematics. This study used Model of Educational Reconstruction (MER) to reconstruct the scientific content structure of OLED including its definition,components, characteristics and working  principle  into  an  appropriate  content  structure  for  high  school  instruction.  The result  of  this  study  shows  four  ways  of  didactic  reduction  of  OLED  context,  i.e.  return  to qualitative  step,  neglection,  the  use  of  image  descriptions  and  the  use  of  historical developmental levels. The result of the study is expected to be one of the curriculum contents referencethat can be used in STEM-based high school instruction.
Keywords : STEM, chemistry, Organic-LED, didactical reduction

## PENDAHULUAN
Indonesia  kaya  akan  sumber  daya  alam dan manusia, seharusnya memainkan peranan  besar  dalam  industri  global  di  era teknologi  dan  informasi  ini.  Penguasaan akan industri global ini tentu menjadi salah satu faktor penunjang kesejahteraan bangsa.  Namun  berdasarkan  studi,  tidak memadainya pendidikan, terutama di bidang matematika dan sains,
mengakibatkan  kurangnya  tenaga  kerja yang  berkualitas  di  bidang  industri  global (Cooney  dan  Bottoms,  2003).  Hasil  studi Programme  for  International  Student Assessment (PISA) yang dilakukan Organisation  for  Economic  Cooperation and  Development (OECD)  menemukan raihan  siswa  usia  15  tahun  dalam matematika dan sains dikuasai oleh negara- negara  yang  termasuk  ke  dalam  level  atas seperti  Cina,  Singapura,  Taiwan,  Korea, Finlandia  dan  Swiss  (Marginson,  et.  al, 2013). Sebaliknya, raihan siswa dari negara berkembang  rata-rata  berada  di  bawah negara-negara  maju.  Hal  ini  menunjukkan adanya  relasi  berbanding  lurus  antara penguasaan pendidikan (terutama matematika  dan  sains)  dengan  tingkat perekonomian negara.
Menurut  Carnevale,  et.  al  (2011), meningkatnya  jumlah  pekerjaan  di  sektor ekonomi,  sains  dan  teknik  saat  ini menyebabkan  munculnya  kebutuhan  akan sumber daya manusia dengan latar belakang  pendidikan  STEM.  Pendidikan STEM adalah pendekatan yang mengintegrasikan  sains,  teknologi,  teknik dan  matematika  ke  dalam  kurikulum  dan proses  pembelajarannya  (Roberts,  2012). Pengintegrasian  tersebut  dapat  dicapai dengan  cara  menghapus  segala  batasan diantara  mata  pelajaran  tersebut  dan membayangkan  mengajarkannya  sebagai suatu  kesatuan  (Morrison,  2006).  Tren pendidikan STEM sendiri
telah dikembangkan  sejak  beberapa  dekade terakhir  dan  diterapkan  di  berbagai  negara seperti  Finlandia,  Amerika,  Australia, Vietnam,  Tiongkok  dan  Malaysia  sekitar 10  tahun  terakhir  (Winarni,  Zubaidah  & Koes  H,  2016).  Di  Jerman,  kurikulum
pendidikan  bertransformasi  serupa  melalui pendekatan berbasis konteks (Marks, et. al, 2014).
Prinsip  pendidikan  STEM  adalah:  1) dilaksanakan  secara  terintegrasi  sehingga siswa belajar untuk mengaplikasikan prinsip sains, teknologi, teknik  dan matematika untuk secara kreatif memecahkan  masalah  yang  belum  pernah mereka temui, 2) berbasis inkuiri, menuntut siswa  bekerja  sama  untuk  memecahkan masalah  meggunakan  teknik  bertanya  dan menjawab  yang  tergabung  dalam  sebuah penelitian,  3)  STEM  menggabungkan teamwork dan  pembelajaran  dalam  rangka menumbuhkan soft  skill yang  dibutuhkan dalam  bisnis  dan  industri  dan  4)  menarik, siswa  menikmati  proses  diskusi  dan partisipasi  memecahkan  masalah  secara bermakna  (Roberts,  2012).  Dipaparkan oleh  Anggraini  dan  Huzaifah  (2017) pendekatan  STEM  dapat  menciptakan peserta  didik  yang  mampu  menyelesaikan masalah yang terjadi di kehidupan abad 21. Di  beberapa  studi  lain,  dilaporkan  bahwa pembelajaran  sains  yang  terintegrasi  ini memberikan  dampak  positif  terhadap kemampuan dan pemahaman siswa (Listyawati, 2012; Dewi, et. al, 2013).
Tren pendidikan STEM sendiri sebenarnya sejalan dengan tuntutan pendidikan  nasional  saat  ini.  Guru  masa kini harus “melek  teknologi”  dan senantiasa dapat meningkatkan dan memperbarui pengetahuan di bidang keahliannya  sehingga  dapat  memotivasi peserta  didik  untuk  terus  berinovasi (Kemendikbud,  2017).  Namun,  kendala penerapan  pendidikan  STEM  di  Indonesia adalah  hanya  mata  pelajaran  matematika dan  sains  yang  terdapat  dalam  struktur kurikulum  pendidikan,  sementara  mata pelajaran  spesifik  teknologi  dan  teknik tidak  termasuk  ke  dalamnya.  Mengubah struktur  kurikulum  yang  sedang  berjalan tentu  bukanlah  opsi  terbaik.  Menurut Firman  (2015),  pola  integrasi  yang  paling memungkinkan dilakukan tanpa merestrukturisasi  struktur  kurikulum  di jenjang  sekolah  menengah  adalah  dengan pendekatan  STEM  tertanam.  Dalam  pola
ini,  domain  pengetahuan  diperoleh  melalui penekanan  pada  situasi  dunia  nyata  dan teknik  pemecahan  masalah  dalam  konteks sosial, budaya dan fungsional (Chen dalam Asmuniv, 2015). Pola ini biasanya digunakan  untuk  memperkuat  pelajaran yang  bermanfaat  untuk  siswa  melalui pemahaman dan penerapan (Suhery, 2017).
Studi  ini  merupakan  proyek  pilot pembuatan  pembelajaran  berbasis  konteks. Studi  ini  berfokus  pada  rekonstruksi konteks  atau  topik  OLED  yang  dapat disisipkan dalam pembelajaran Kimia SMA untuk  merangsang  kemampuan  STEM siswa.  Konteks  OLED  dipilih  karena merupakan  tema  penelitian  yang  kekinian, bersifat  terbarukan  dan  dekat  dengan keseharian  siswa.  Rekonstruksi  dilakukan melalui  proses  reduksi  didaktik  sehingga memungkinkan  untuk  disampaikan  di jenjang  sekolah  menengah  atas.  Melalui proses rekonstruksi ini diharapkan pembelajaran  Kimia  di  jenjang  SMA  tidak lagi hanya berkutat pada konten, melainkan membuka  wawasan  terhadap  konteks perkembangan  teknologi  yang  sedang berkembang.  Dengan  demikian  ilmu  yang didapatkan  siswa  dapat  dimanfaatkan langsung dalam kehidupannya sehari-hari.

## METODE
Desain penelitian yang digunakan dalam studi  ini  adalah  menggunakan Model  of Educational  Reconstuction (MER)  yang dikembangkan  oleh  Duit  et.  al  (2012). Model ini biasa digunakan untuk merekonstruksi  ilmu  yang  relatif  baru  atau konteks  inovatif  dalam  sains,  yang  belum ada  dalam  kurikulum  sekolah.  Menurut Grillenberger, Przybylla & Romeike (2016), untuk mengangkat konteks inovatif tidak  cukup  dengan  mereduksi  tingkat kompleksitas  dan  kesulitan.  Namun  perlu pengujian  terhadap  konteks  tersebut  yang dapat  dilakukan  dengan  MER.  Beberapa studi  menggunakan  model  ini  pada  topik perubahan iklim (Niebert & Gropengiesser, 2013);  prinsip  daya  lihat  (Gropengiesser,
1997); divisi sel (Riemeier &
Gropengiesser,  2008);  dan  evolusi  (Zabel &  Gropengiesser,  2011).  MER  berpijak
pada  dua  aspek,  yaitu  aspek  disiplin  suatu konten  saintifik  dan  aspek  pendidikannya (Niebert  &  Gropengiesser,  2013).  Menurut model  ini,  struktur  konten  sains  tidak selamanya  sesuai  untuk  digunakan  secara langsung  menjadi  konten  pembelajaran. Gagasan  kunci  rekonstruksi  pendidikan adalah melalui transformasi struktur konten saintifik  menjadi  struktur  konten  yang sesuai  untuk  pembelajaran  (Duit,  et.  al, 2012).
Untuk  merancang  struktur  konten  sains menjadi  struktur  konten  pembelajaran dilakukan dua proses yaitu proses elementarisasi  dan  proses  rekonstruksi. Proses  elementarisasi  dilakukan  dengan cara  studi  literatur  tentang  OLED  dari beberapa  buku  dan  jurnal  tentang  OLED mencakup definisi, komponen, karakteristik dan prinsip kerja. Hasil proses elementarisasi  ini  menjadi  ide-ide  dasar konteks  OLED  dan  konten  Kimia  terkait. Sedangkan  proses  rekonstruksi  dilakukan melalui  reduksi  didaktik,  yang  bertujuan untuk  menata  dan  menyusun  ide-ide  dasar hasil  dari  proses  elementarisasi  menjadi struktur  konten  pembelajaran  yang  dapat dipahami dan dijangkau oleh peserta didik. Salah satu aspek yang menjadi pertimbangan dalam proses reduksi-
didaktik adalah prakonsepsi siswa.
Investigasi  prakonsepsi  siswa  tentang OLED  dan  konten  Kimia  yang  terkait dengan OLED dilakukan melalui wawancara. Wawancara ini dilakukan pada 10  orang  siswa  SMA  kelas  XII.  Format wawancara mengadaptasi format wawancara Laherto (2012). Prakonsepsi ini meliputi  pengetahuan  awal  yang  dimiliki siswa mengenai definisi, struktur, karakteristik  dan  prinsip  kerja  OLED  serta konsep  Kimia  yang  dapat  menjelaskan  hal tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Studi  Literatur  tentang  OLED  dan konten Kimia SMA yang terkait
OLED  adalah  sebuah  perangkat emiter  cahaya  semikonduktor  berbasis senyawa  organik  yang  ketebalannya sekitar  100-200  nm,  yaitu  rata-rata
seribu  kali  lebih  tipis  dari  rambut manusia  (Pereira,  2012).  Ketebalan OLED  yang  hanya  berkisar  100  nm membuat  OLED  dapat  digunakan untuk  membuat  display  yang  tipis  dan fleksibel.  Komponen  utama  OLED adalah  katoda,  anoda  khusus  berupa kaca  konduktif  ITO  dan  lapisan organik.
Senyawa organik umumnya bersifat isolator.  Kunci  konduktivitas  listrik pada senyawa organik penyusun OLED  adalah  adanya  sistem  ikatan rangkap  terkonjugasi.  Sistem  ikatan rangkap  terkonjugasi  adalah  sistem dimana  posisi  ikatan  rangkap  dua  dan ikatan tunggalnya berselang-seling satu sama  lain.  Contoh  sederhana  untuk memahami  keseluruhan  sistem  ikatan rangkap  terkonjugasi  adalah  melalui cincin  benzena.  Pada  masing-masing atom  karbon  dalam  molekul  benzena, terdapat tiga orbital sp dan satu orbital p  yang  tidak  terhibridisasi.  Dua  dari tiga  orbital  hibrida  sp  membentuk ikatan  kovalen  dengan  atom  karbon tetangga  (disebut  ikatan  π)  dan  satu orbital  sp  lain  digunakan  untuk berikatan  kovalen  dengan  hidrogen (disebut  ikatan  σ).  Ikatan-ikatan  inilah yang  menjadi  dasar  pembentukan HOMO  dan  LUMO    yang  memiliki korespondensi  terhadap  pita  valensi dan pita konduksi pada semikonduktor anorganik.
Tumpang  tindih  orbital  π  antar molekul dapat menginduksi
penghamparan  pada  tingkat  HOMO dan  LUMO  yang  menghasilkan  celah pita  yang  berkisar  antara  1  sampai  4 eV.  Energi  tersebut  sesuai  dengan energi  minimum  untuk  menyebabkan molekul  organik  tereksitasi.  Celah pita ini  biasanya  menurun  seiring  dengan meningkatnya delokalisasi karena
sistem elektronik π nya pun meningkat (Pereira, 2012).
Meskipun kunci konduktivitas polimer  adalah  adanya  sistem  ikatan rangkap  terkonjugasi,  namun  hal  ini
tidak  serta  merta  membuat  polimer tersebut  menjadi  konduktor  listrik. Diperlukan  suatu  gangguan  melalui pelepasan  elektron  (oksidasi)  maupun penambahan elektron  (reduksi). Proses ini  disebut  dengan doping .  Melalui prinsip  redoks  tersebut,  elektron  akan mudah  bergerak  dan  mengalir  di sepanjang  molekul  sehingga  tercipta arus listrik. Proses oksidasi menyebabkan polimer kekurangan elektron  sehingga  bermuatan  positif (oleh  karena  itu  dinamai p-doping ),
sedangkan proses reduksi menyebabkan polimer kelebihan elektron  sehingga  bermuatan  negatif ( n-doping ) (Tsujimura, 2012).
Pemancaran  cahaya  pada  OLED terjadi  melalui  proses  elektrolumine- sensi.  Dalam  penelitiannya,  Mitschke dan  Bäuerle  (2000)  mengungkapkan definisi  elektroluminesensi  sebagai pembentukan  cahaya  non-termal  yang dihasilkan dari penerapan medan listrik pada  suatu  substrat.  Emisi  pada perangkat  OLED  dijelaskan  melalui prinsip rekombinasi elektron- hole . Saat  elektron  dan hole berekombinasi , suatu  kuasipartikel  berenergi  tinggi terbentuk.  Kuasipartikel  ini  disebut dengan  eksiton,  dimana  sifatnya  sama seperti molekul tunggal, namun dengan energi yang tinggi. Eksiton ini menghasilkan  cahaya  setelah  periode waktu hidup eksiton selesai.
Gambar  1  menunjukkan  prinsip dasar  proses  elektroluminesensi  yang terjadi  pada  OLED  (Banerji,  et.  al., 2013) yang secara rinci dapat dijelaskan sebagai berikut.
a. Injeksi muatan Pada tahap pertama, dengan adanya power  supply, elektron ditarik  dari  anoda    (pada  gambar menggunakan anoda ITO) sehingga terbentuk hole , kemudian elektron  tersebut  dialirkan  ke katoda (pada gambar menggunakan  katoda  Galinstan) sehingga kelebihan elektron.
Gambar 1. Prinsip elektroluminesensi dalam OLED (diadaptasi dari Banerji, et. al., 2013)
b. Pengangkutan muatan
Dengan  adanya  ikatan  rangkap terkonjugasi  pada  lapisan  organik, muatan (elektron dan hole ) bergerak  di  sepanjang  lapisan polimer  dari  molekul  satu  ke molekul  lain  dengan  arah  yang berlawanan.
c. Rekombinasi muatan dan peluruhan eksiton Ketika  elektron  dan hole bertemu dalam molekul, mereka bergabung membentuk eksiton. Eksiton kemudian meluruh dengan disertai pemancaran cahaya.

## 2. Konsep  Kimia  SMA  terkait  konteks OLED
Identifikasi  konsep-konsep  Kimia SMA  yang  berkaitan  dengan  konteks OLED dilakukan dengan menggunakan  hasil  analisis  perspektif saintis tentang konteks OLED. Standar
Isi  Mata  Pelajaran  Kimia  Kurikulum 2013  digunakan  sebagai  acuan  untuk mengidentifikasi konsep-konsep Kimia SMA apa saja  yang dapat diambil dari konteks OLED. Skema yang menggambarkan konsep OLED dan hubungannya dengan  konsep-konsep  Kimia  SMA yang terkait digambarkan pada Gambar 2 di bawah. Label pada skema
yang  diberi  warna  jingga  merupakan penjabaran dari konsep OLED sedangkan label berwarna hijau menunjukkan  konsep  Kimia  SMA yang dapat digunakan untuk menjelaskan  konsep-konsep  OLED tersebut.  Berdasarkan  skema  di  atas, konsep  Kimia  SMA  yang  terkait dengan konteks OLED adalah:
a. Teori  atom  Bohr  tentang  tingkat energi,  untuk  menjelaskan  proses pemancaran cahaya.
b. Sifat  periodik  unsur,  khususnya mengenai  sifat  listrik  unsur  untuk menjelaskan  konduktivitas  listrik dari semikonduktor. c. Senyawa organik, berkaitan dengan  bahan  dasar  OLED  yaitu bahan organik.
d. Polimer, untuk menjelaskan komponen  khas  OLED,  yaitu polimer konduktif. e. Senyawa aromatik, untuk menjelaskan tentang ikatan rangkap terkonjugasi yang menjadi kunci konduktivitas polimer konduktif.
f. Redoks  dan  elektrolisis,  untuk menjelaskan  prinsip  kerja  OLED sehingga  polimer  konduktif  dapat memancarkan cahaya melalui proses elektroluminesensi.
Gambar 2. Skema konteks OLED dan konsep Kimia Sekolah terkait
3. Investigasi prakonsepsi siswa
tentang  OLED  dan  konten  Kimia SMA yang terkait
Diungkapkan  oleh  Sam,  et.  al (2015)  kunci  dari  MER  adalah  adanya keterkaitan  yang  erat  antara  klarifikasi struktur  konten  dengan  investigasi perspektif  siswa.  Oleh  sebab  itu, perspektif  siswa  berupa  prakonsepsi perlu dieksplorasi sebagai bahan pertimbangan dalam rekonstruksi pendidikan,  disamping  hasil  analisis klarifikasi  struktur  konten  itu  sendiri.
Dalam  studi  ini,  prakonsepsi  siswa tentang  OLED  dieksplorasi  secara
mendalam  melalui  wawancara  klinis yang  mengadaptasi  format  Laherto.
Prakonsepsi tersebut mencakup pengetahuan  umum  tentang  teknologi OLED  dan  konsep  Kimia  yang menjelaskan  karakteristik  dan  prinsip OLED.
Secara keseluruhan, prakonsepsi  siswa  ini  belum  sesuai dengan  perspektif  sains.  Salah  satu alasannya  adalah  karena  materi  Kimia yang  terkait  dengan  OLED  tidak disampaikan  di  jenjang  SMA.  Hal tersebut  dapat  dilihat  dalam  tabel berikut:
Tabel 1. Perbandingan Perspektif Saintis dengan Prakonsepsi Siswa Tentang Konteks
OLED dan Konten Kimia SMA Yang Terkait Prakonsepsi Siswa Perspektif Saintis Pengetahuan tentang OLED (sebelum ditampilkan gambar perkembangan layar TV CRT, LCD dan OLED serta video perbedaan TV
LED dan OLED)
 Sebagian besar tidak mengetahui OLED  Sebagian lain menjawab LED berbahan organik
 Dioda pemancar cahaya yang terbuat dari bahan organik dengan struktur yang tipis dan kualitas lebih baik dibandingkan LED. Pengetahuan tentang OLED (setelah ditam-pilkan gambar perkembangan layar TV
CRT, LCD dan OLED serta video perbedaan TV LED dan OLED)
 Teknologi layar TV canggih yang menghasil- kan fitur yang lebih baik seperti resolusi warna lebih baik, lebih tipis dan lebih hemat energi.
Prakonsepsi Siswa Perspektif Saintis Prinsip kerja OLED  Kebanyakan tidak tahu.  Beberapa menjawab kombinasi dari Fisika dan Kimia.  Elektroluminesensi, yaitu pemancaran cahaya akibat diberikan arus listrik. Konsep Kimia terkait OLED  Elektrolisis  Senyawa organik  Ikatan Kimia  Redoks  Polimer  Radiasi cahaya  Lstrik statis  Listrik dinamis *  tidak diberikan alasan yang jelas
 Teori atom Bohr tentang tingkat energi (pemancaran
cahaya)
 Sifat periodik unsur (sifat konduk-tivitas semikonduktor OLED)
 Senyawa organik (bahan dasar OLED)
 Polimer (kekhasan komponen OLED: polimer konduktif)
 Aromatik (sistem ikatan rangkap terkonjugasi)  Redoks (konsep transfer elektron pada polimer konduktif)  Elektrolisis (kesamaan prinsip dengan elektroluminesensi)
Dari  tabel  di  atas,  dapat  kita  ketahui bahwa  pandangan  siswa  mengenai OLED belum semuanya sesuai dengan perspektif  saintis.  Maka  dari  itu, diperlukan  proses  reduksi  didaktik untuk  merekonstruksi  konteks  OLED agar  sesuai  untuk  disisipkan  dalam pembelajaran Kimia SMA.

## 4. Proses reduksi didaktik
Proses  reduksi  didaktik  dilakukan terhadap  naskah  teks  bahan  ajar  yang disusun  dari  hasil  analisis  studi literatur  konteks  OLED  dan  konten Kimia  SMA  yang  telah  dipaparkan  di atas. Naskah tersebut disusun
mengadaptasi proyek Chemie im Kontext yang  dikembangkan  oleh Jerman  (Nentwig,  et.  al,  2002). Karakteristik naskah ini adalah penyajian  konteks  OLED  dan  konten Kimia secara terpisah.
Proses  reduksi  didaktik  dilakukan untuk  mengurangi  tingkat  kesulitan konsep  yang  akan  ditulis  pada  bahan ajar,  terutama  konteks  yang  diangkat pada studi ini bersifat konteks inovatif. Sebagaimana disampaikan oleh
Sholahuddin (2011), salah satu karakteristik  reduksi  didaktik  adalah sebagai jembatan antara perkembangan IPTEK  dengan  materi  pembelajaran. Landasan yang digunakan untuk melakukan  reduksi  didaktik  adalah tingkat keterpahaman. Tingkat keterpahaman  bacaan  tiap  paragraf dilakukan  melalui  uji  ide  pokok.  Jika persentasinya  kurang  dari  67%,  maka paragraf  tersebut  perlu  direduksi. (Arifin dan Anwar, 2015).
Dalam penelitian ini, jumlah paragraf yang direduksi dari teks dasar OLED  dapat  dilihat  pada  Tabel  2 Sedangkan  jumlah  paragraf  yang direduksi dari teks dasar konten Kimia terkait  OLED  ditunjukkan  pada  Tabel 3.  Reduksi  lebih  banyak  dilakukan pada  konteks  OLED  dibandingkan dengan konten Kimianya. Hal ini dapat dipahami karena konsep-konsep Kimia terkait  OLED  relatif  sukar  dan  tidak disampaikan  di  jenjang  SMA.  Adapun naskah  konten  Kimia  yang  mengalami reduksi  adalah  yang  bersumber  dari buku teks Kimia Dasar yang digunakan di jenjang perguruan tinggi.
Tabel 2. Jumlah paragraph yang direduksi dari teks dasar konteks OLED
Tabel 3. Jumlah paragraph yang direduksi dari teks dasar konten kimia terkait OLED
No Subtopik Jumlah paragraf total Paragraf yang direduksi 1 Radiasi elektromagnetik 6 1 2 Teori atom Bohr tentang tingkat energi 6 4 3 Sifat konduktivitas listrik padatan 11 5 4 Reaksi redoks 7 1 5 Sel elektrolisis 7 2 6 Hidrokarbon 8 1 7 Polimer 10 4 8 Senyawa aromatik 8 2 Dari  delapan  cara  reduksi  didaktik menurut  Anwar  (2010),  empat  cara reduksi yang dilakukan dalam
penelitian  ini  yaitu  kembali  ke  tahap kualitatif;  pengabaian;  penggunaan penjelasan berupa gambar; dan penggunaan tingkat perkembangan sejarah.  Di  bawah  ini  dipaparkan beberapa contoh proses reduksi- didaktif naskah pada penelitian ini.
a. Pengabaian
Metode  ini  merupakan  metode yang  paling  banyak  digunakan dalam  tahap  reduksi  bahan  ajar penelitian  ini.  Hal  ini  terutama banyak  ditemukan  dalam  reduksi naskah  teks  dasar  konteks  OLED. Dalam  bahasan  konteks  OLED banyak  terdapat  konsep-konsep yang  tidak  diberikan  di  SMA. Salah  satu  kasusnya  adalah  pada subtopik  prinsip  dasar  OLED. Dibawah  ini  adalah  teks  dasar mengenai  proses doping untuk meningkatkan kualitas kinerja
OLED.
Gambar  12  menunjukkan  mekanisme doping  emisi  dari  fluoresensi.  Energi inang  ditransfer  ke  dopant  melalui pemasangan  dipol-dipol.  Transfer
energi  ini  dapat  terjadi  bahkan  saat eksiton dipisahkan dengan jarak yang panjang  sekitar  100  Å  (disebut transfer  energi  Förster).  Ketika mekanisme emisi fluoresensi dilakukan,  hanya  25%  eksiton  yang bisa  digunakan karena  hanya  eksiton tunggal  saja  yang  berkontribusi terhadap emisi. Untuk konsumsi daya yang  lebih  rendah  dan  kecerahan yang  tinggi,  hasil  emisi  harus ditingkatkan.
Teks  di  atas  dianggap  tidak relevan untuk disampaikan kepada siswa  SMA  karena  tidak  sesuai dengan konsep-konsep Kimia SMA yang tercantum dalam Standar  Isi.  Oleh  sebab  itu,  teks mengenai  mekanisme doping ini diabaikan.
b. Kembali ke tahap kualitatif Cara  reduksi  ini  digunakan pada  subtopik  teori  atom  Bohr mengenai  tingkat  energi.  Pada naskah teks dasar terdapat  gambar mengenai  tingkat  energi  atom hidrogen  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 3.
Diagram ini menunjukkan bagaimana para ilmuwan
No Subtopik Jumlah paragraf total Paragraf yang direduksi 1 Definisi OLED 5 2 2 Struktur dan komponen OLED 3 - 3 Karakteristik OLED 13 4 4 Prinsip kerja OLED 13 7
menginterpretasikan spektrum emisi.  Namun,  penjelasan  ini dianggap  rumit  jika  diberikan kepada  siswa  sekolah  menengah.
Oleh  karena  itu  gambar  ini dihilangkan  dan  disajikan  dengan penjelasan berikut:
Gambar 3. Tingkat energi atom hidrogen
Elektron hanya dapat memiliki energi yang  sesuai  dengan  tingkat  energi dalam  atom.  Ketika  atom  diberikan energi (misalnya dengan cara mengalirkan  listrik),  elektron  akan naik  dari  tingkat  energi  yang  rendah ke  tingkat  energi  yang  lebih  tinggi. Ketika elektron turun kembali, energi dengan  jumlah  yang  sama  akan dilepaskan  dan  dipancarkan  dalam bentuk cahaya. Karena hanya lompatan  energi  tertentu  saja  yang dapat  terjadi,  maka  hanya  frekuensi cahaya  tertentu  yang  dapat  muncul dalam spektrum.
c. Penjelasan  dengan  menggunakan gambar
Bagian bahan ajar yang menggunakan  cara  reduksi  ini adalah subtopik karakteristik OLED. Dalam subtopik ini, dijelaskan  tentang  sistem  ikatan rangkap terkonjugasi yang direpresentasikan  oleh  struktur cincin  benzena.  Berikut  adalah naskah  teks  sebelum  mengalami reduksi:
Untuk  memahami  seluruh  sistem,  mari kita analisa kasus cincin benzena. Satu
atom  karbon,  memiliki  konfigurasi orbital  atom  1s 2 2s 2 2p 2 .  Setelah  orbital 2s penuh, karbon akan membentuk dua ikatan dengan satu tetangga menggunakan elektron tak berpasangan 2p 2 . Tapi kita tahu bahwa empat  ikatan  pada  C  itu  ada. Jawabannya adalah hibridisasi, orbital s  dan  p  bergabung  untuk  memberikan orbital  hibrida  (sp 1 ,  sp 2 ,  dan  sp 3 - tergantung  pada  jumlah  orbital  yang digabungkan), yang memberikan tempat  untuk  ikatan  tunggal,  rangkap dua,  atau  rangkap  tiga.  Secara  umum, kita  memiliki  tiga  orbital  sp  hibrid, meninggalkan  satu  orbital  p  non- hibridisasi.  Dua  dari  orbital  sp tersebut  yang  berada  di  setiap  atom karbon,  membentuk  ikatan  kovalen dengan atom karbon tetangga dan yang ketiga  biasanya  membentuk  ikatan kovalen  dengan  hidrogen  atau  gugus lateral,  yaitu  ikatan  σ  yang  berupa ikatan silinder sekitar sumbu antar-inti.
Teks  ini  disusun  ulang  dengan menambahkan  gambar  agar  lebih mudah  dipahami  oleh  siswa.  Hasil teks setelah direduksi adalah:
Setiap  atom  karbon  pada  benzena
berikatan  dengan  tiga  atom  lain,  yaitu satu  atom  hidrogen  dan  dua  atom karbon  tetangga.  Sehingga,  orbital hibrida  yang  digunakan  hanya  tiga, disebut  orbital  hibrida sp 2 (terdiri  dari 1  orbital  s  dan  2  orbital  p).  Oleh karena  itu,  pada  hibridisasi  atom karbon  molekul  benzena,  kita  memiliki tiga  orbital  hibrida  sp 2 ,  meninggalkan satu orbital p yang tidak terhibridisasi. Dua  orbital  sp 2 tersebut  membentuk ikatan  kovalen  dengan  atom  karbon tetangga  dan  satu  orbital  lainnya membentuk  ikatan  kovalen  dengan hidrogen  melalui  ikatan  σ.  Orbital  2p dari  keenam  atom  karbon  yang  tegak lurus  terhadap  bidang  heksagonal bertumpang  tindih  membetuk  enam ikatan  π.    Keenam  ikatan  π  ini  tidak diasosiasikan pada setiap atom karbon, tetapi
membentuk orbital
terdekokalisasi. Penggambaran molekul benzena

## d. Penggunaan tingkat perkembang- an sejarah
Cara  reduksi  ini  dilakukan  pada bagian  subtopik  definisi  OLED,
dengan cara menambahkan penjelasan mengenai sejarah perkembangan  layar  televisi  mulai dari CRT ( cathode ray tube ) sampai OLED. Dasar pemilihan cara reduksi  ini  adalah  muncul  cukup banyak istilah-istilah teknologi layar sebelum  OLED,  seperti  LCD  dan LED  dalam  subtopik  ini.  Istilah- istilah ini muncul dalam pemaparan tentang kelebihan OLED dari teknologi-teknologi  tersebut.  Selain itu,  hal  ini  ternyata  sejalan  dengan temuan  tentang  prakonsepsi  siswa yang  mengungkapkan  bahwa  pada awalnya  siswa  mengenal  OLED sebagai salah satu jenis televisi.

## KESIMPULAN
Tren  pendidikan  STEM  di  berbagai negara  mulai  berkembang  sejak  beberapa tahun  lalu.  Pendidikan  STEM  dianggap dapat  menciptakan  sumber  daya  manusia yang  terampil  di  bidang  sains,  teknik  dan teknologi.  Namun,  di  Indonesia  sendiri, terdapat kendala untuk menerapkan pendidikan STEM karena merestrukturisasi kurikulum  secara  menyeluruh  bukanlah opsi  yang  mudah.  Studi  ini  merupakan proyek  pilot  pengembangan  pembelajaran berbasis konteks yang disisipkan pada mata pelajaran  Kimia.  Dalam  studi  ini  OLED dipilih  sebagai  konteks  yang  representatif karena  merupakan  tema  penelitian  yang kekinian,  bersifat  terbarukan  dan  dekat dengan  keseharian  siswa.  Struktur  konten saintifik  OLED  direstrukturisasi  melalui proses  reduksi  didaktik  karena  perlu disesuaikan  dengan  tingkat  perkembangan kognitif siswa dan struktur kurikulum yang berlaku.  Empat  cara  reduksi  didaktik  yang dilakukan  adalah  pengabaian,  kembali  ke tahap kualitatif, penjelasan dengan menggunakan  gambar  dan  penggunaan tingkat  perkembangan  sejarah.  Melalui proses ini, diharapkan konteks OLED dapat menjadi  salah  satu  topik  integrasi  STEM yang memungkinkan untuk disisipkan pada mata pelajaran Kimia SMA.

## DAFTAR PUSTAKA
Adisendjaja,  Y.  H.  (2009). Analisis  buku ajar  biologi  SMA  kelas  X  di  kota Bandung  berdasarkan  literasi  sains .
Bandung: FPMIPA-Universitas Pendidikan Indonesia. Anggraini,  F.  I.  &  Huzaifah,  S.  (2017). Implementasi STEM dalam pembelajaran IPA di Sekolah Menengah Pertama. Prosiding
Seminar  Nasional  Pendidikan  IPA:
STEM  untuk  Pembelajaraan  Sains
Abad 21 , Palembang, 722-731.
Anwar, S. (2010). Pengolahan bahan ajar . Handout perkuliahan [tidak diterbitkan].
Arifin & Anwar, S. (2015). Pengembangan bahan  ajar  IPA  Terpadu  tema  udara melalui Four Steps Teaching Material  Development . Jurnal  Ilmu Pendidikan dan Pengajaran, 2 (1), 1- 11.
Asmuniv.  (2015).  Diklat  Guru  Profesional Integrasi STEM.  PPPTK  VEDC,
Malang.
Banerji,  A.,Tausch,  M,  W.,  &  Scherf,  U.
(2013).  Classroom  experiments  and teaching  materials  on  OLEDs  with semiconducting polymer. Educ.
quím., 24, 17-22.
Carnevale,  A.  P.,  Smith,  N.  &  Melton,  M. (2011). STEM . Georgetown University Center on Education and The Workforce.
Cooney,  S.  &  Bottoms,  G.  (2003). Middle Grades  to  high  school:  Mending  a weak  link (Report  No.  EA-032-691).
Atlanta, GA: Southern Regional Education  Board.  (ERIC  Document Reproduction Service No. ED 479785).
Dewi,  K.,  Sadia,  I.  W.  &  Ristiati,  N.  P. (2013). Pengembangan perangkat pembelajaran  IPA  Terpadu  dengan setting inkuiri terbimbing untuk meningkatkan  pemahaman  konsep  dan kinerja ilmiah siswa. e-Journal
Program  Pascasarjana  Universitas
Pendidikan  Ganesha  Program  Studi
Pendidikan IPA , 3.
Duit,  R.,Gropengießer,  H.,  Kattmann,  U., Komorek, M. & Parchmann, I. (2012).
The model of educational reconstruction  –  A  framework  for improving teaching and learning science. Sci.  Educ.  Res.  and  Pract.  in Europe:Retrospective and Prospective, 5 , hlm. 13–37.
Firman,  H.  (2015).  Pendidikan  Sains berbasis STEM: Konsep, pengembangan  dan peranan riset
pascasarjana. Seminar Nasional Pendidikan IPA dan PLKH Universitas
Pakuan , Agustus 2015.
Grillenberger, A., Przybylla, M. & Romeike,  R.  (2016).  Bringing  CS innovations  to  the  classroom:  A process model of educational reconstruction. Proceeding International Conference on Informatics  in  Schools  ISSEP  2016 ,
Münster, Germany.
Gropengiesser, H. (1997). Student`s conceptions  of  vision. Journal  of Science Education, 3 (1), 71-87.
Kementerian  Pendidikan  dan  Kebudayaan. (2017). Panduan Penyusunan Rencana
Pelaksanaan  Pembelajaran  Sekolah Menengah Pertama . Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan
Menengah  dan  Direktorat  Pembinaan Sekolah Menengah Pertama.
Laherto, A. (2012). Nanoscience education for  scientific  literacy:  Opportunities and  challenges  in  secondary  school and in out-of-school settings . (Disertasi).  Faculty  of  Science  of  the University of Helsinki.
Listyawati,  M.  (2012).  Pengembangan perangkat  pembelajaran  IPA  Terpadu di SMP. Journal of Innovative Science Education, 1 (1), 61-69.
Marginson,  S.,  Tytler,  R.,  Freeman,  B.  &
Roberts,  K.  (2013) .  STEM:  Country comparisons: International comparisons  of  Science,  Technology,
Engineering  and  Mathematics  (STEM) education.  Final  report. Australian Council of Learned Academies,
Melbourne, Vic.
Marks,  M.,  Stuckey,  M.,  Belova,  N  &
Eilks. I. (2014). The societal dimension in German science education  –  From  tradition  towards selected cases
and recent
developments. Eurasia  Journal  of
Mathematics,  Science  &  Technology Education, 10 (4), 285-296.
Mitschke,  U  &  Bäuerle,  P.  (2000).  The electroluminescence of organic materials. J.Mater.  Chem.,  10, 1471- 1507 .
Morrison, J. (2006). TIES STEM Education monograph series: Attributes of STEM Education . Baltimore:  TIES  (Teaching Institutes for Essential Science).
Nentwig,  P.,  Parchmann,  I.,  Demuth,  R., Gräsel, C., & Ralle, B. (2002). Chemie
im  Context-From  situated  learning  in relevant  contexts  to  a  systematic development of basic chemical concepts . Makalah Simposium Internasional IPN-UYSEG, Kiel Jerman. Niebert,  K.,  &  Gropengiesser,  H.  (2013). The model of educational
reconstruction:  A  fremework  for  the design of theory-based content specific interventions.  The  example  of  climate change.  In  T.  P.  Nieven, Educational design  research  -  Part  B:  Illustrative cases (pp. 513-531). Enashede, Netherlands: SLO.
Pereira, L. (2012). Organic Light Emitting- Diodes:  The  use  of  rare-earth  and transition  metal (Taylor  &  Francis Group).
Riemeier,  T.,  &  Gropengiesser,  H.  (2008). On  the  roots  of  difficulties  in  learning about  cell  division:  Process-based analysis of students`conceptual development  in  teaching  experiments.
International Journal of Science Education. , 30 (7), 923-939.
Roberts,  A.  (2012).  A  Justification  for STEM  Education. Technology  and engineering teacher , 74 (8), 1-5.
Sam,  A.,  Hanson,  R.,  Niebert,  K.  & Kwarteng,  T.  (2015).  The  Model  of Educational Reconstruction: Scientists’ and  students’  conceptual  balances  to improve  teaching  of  coordination chemistry in higher education.
International  Journal  of  Academic Research and Reflection,7 (5), 67-77.
Sholahuddin,  A.  (2011).  Pengembangan buku  ajar  kimia  kelas  X  Berbasis reduksi  didaktik:  Uji  kelayakan  di SMA  negeri  kota  Banjarmasin.  Jurnal Pendidikan  dan  Kebudayaan,  17  (2), 166-177.
Suhery,  T.  (2017).  Implementasi  STEM pada pembelajaran kimia dalam rangka menerapkan kurikulum 2013. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan IPA: STEM untuk Pembelajaran SAINS Abad 21 ,
Palembang, 8-13.
Tsujimura,  T.  (2012). OLED  Display: Fundamentals  and  applications. John Wiley & Sons Inc.
Wang, H., Moore, T., Roehrig, G. &  Park, M. (2011). STEM integration: Teacher perceptionsand  practice. Journal  of
Pre-College  Engineering  Education
Research , 1(2), 1-13.
Winarni,  J.,  Zubaidah,  S.    &  Koes  H,  S.
(2016).  STEM:  Apa,  Mengapa  dan Bagaimana. Pros.  Semnas.  Pend.  IPA Pascasarjana UM , 1, 976-984.
Zabel,  J.,  &  Gropengiesser,  H.  (2011). Learning  progress  in  evolution  theory: climbing  a  ladder  or  roaming  a landscape? Journal  of  Biological Education, 45 (3), 143-149.