Warta Pengabdian , Volume 14, Issue 4 (2020), pp. 272-281 doi: 10.19184/wrtp.v14i4.19726 © University of Jember, 2020 Published online December 2020

## Mengajar Engineering Design Process Untuk Memperkenalkan STEM Pada Siswa Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an
Deny Nusyirwan, Eko Prayetno, Sapta Nugraha, Harits Aditya Nugraha, Lilis Agustina Sinaga, Allysia Shafira, dan Muhammad Abyan Fadillah Faculty of Engineering, Raja Ali Haji Maritime University denynusyirwanl@umrah.ac.id

## Abstrak
Saat  ini,  pekerjaan  di  industri  yang  tumbuh  paling  cepat  didominasi  dengan  pekerja  dengan keterampilan  Sains,  Teknologi,  Teknik, dan  Matematika (STEM ) . Untuk menjadi kompetitif, penyedia  pekerjaan  membutuhkan  tenaga  kerja  yang  dapat  beradaptasi  dengan  tempat  kerja yang  berubah.  STEM  memberdayakan  individu  dengan  keterampilan  untuk  sukses  dan beradaptasi  dengan  dunia  yang  terus  berubah  tersebut.  Dengan  latar  tersebut  di  lakukan kegiatan  pengabdian  masyarakat  dengan  nama  pelatihan  Tech  for  Kids  (TFK),  yang  menitik beratkan pada pembelajaran Engineering Design Process untuk memperkenalkan  STEM pada siswa.  Anak-anak  memiliki  kepribadian  insinyur  secara  alami.    Dimulai  dengan  rajin  untuk mengotak-atik  puzzle  yang  berupa  potongan  potongan  kecil  dari  sebuah  gambar  utuh  dan membangun  serta  membongkar  dan  menyatukannya  kembali.  Anak-anak  mampu  membuat penyesuaian  secara  cepat  dan  berimprovisasi  tanpa  memiliki  rasa  takut  untuk  menemukan sesuatu  yang  baru.  Kemampuan  berfikir  secara  luas  yang  diperkenalkan  didalam  proses pembelajaran  TFK,  mampu  menyadarkan  siswa  akan  pentingnya  teknologi.  Demikian  juga sekolah  yang  termotivasi  untuk  mendorong  siswa  tidak  hanya  menjadi  pengguna  teknologi. Meningkatnya  keinginan  siswa  selama  kegiatan  berlangsung  telah  menunjukkan keberhaSilahkann dari pelatihan TFK
Kata Kunci: Berfikir, Siswa, STEM, Tech for Kids

## Abstract
Today,  jobs  in  fast-growing  industries  are  dominated  by  workers  with  science,  Technology, Engineering and Mathematics (STEM) skills. To be competitive, job providers need a workforce that can adapt to a changing workplace. STEM empowers individuals with the skills to succeed and  adapt to  this  changing  world.  With  this  background,  community  service  activities  were carried out by the name of the Tech for Kids (TFK) training, which focused on the Engineering Design Process learning to introduce STEM  to students. Children have a  natural personality. Diligently tinker with puzzles that are small pieces of a whole picture and build and dismantle and  put  them  back  together.  Children  who  are  capable  of  filming  quickly  and  improvising without  the  fear  of  discovering  something  new.  Broad  thinking  skills  introduced  in  the TFK learning process are able to make students aware of  the importance of  technology.  Likewise, schools  are motivated  to  encourage  students  not  only  to  become  technology  users.  Increased desire of students during activities which shows evidence of TFK training
Keywords: think, student, STEM, Tech for Kids

## I. PENDAHULUAN
Revolusi Industri Keempat bertujuan untuk mendorong peningkatan pendapatan global dan kualitas hidup penduduk di seluruh dunia. Pada saat ini, yang mendapatkan manfaat terbesar adalah pengguna yang mampu mengakses dunia digital. Pemesan transportasi dan membeli produk serta pembayaran tagihan dapat dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan teknologi . Teknologi telah memungkinkan produk dan layanan baru yang meningkatkan efisiensi dan kesenangan kehidupan pribadi.
Teknologi dan industri mengalami perubahan yang cepat, maka sistem pendidikan dan pelatihan perlu diarahkan untuk mengembangkan keterampilan untuk memenuhi permintaan  pasar.  Untuk  menghasilkan  tenaga  kerja  Industri  4.0  kompetitif  dan bersaing,  maka  diperlukan  keterampilan  Sains,  Teknologi,  Teknik,  dan  Matematika (STEM)  yang  kuat.  Oleh  karena  itu,  perlu  dikembangkan  kemampuan  STEM  yang dibutuhkan  di  masa  depan  dengan  menyelaraskan  kurikulum  pendidikan  dengan keterampilan  yang  relevan  dengan  industri.  Dengan  kurangnya  pengetahuan  dan penguasaan  teknologi  akan  berakibat  pada  kurangnya  pengetahuan  untuk  menggali potensi  daerah  sekitarnya. 1 Sehingga  akan  mengganggu  peningkatan  taraf  hidup  dan perekonomian daerah setempat. Dimana pada ahirnya akan mengganggu perekonomian Negara. 2
Saat  ini,  pekerjaan  di  industri  yang  tumbuh  paling  cepat  didominasi  dengan pekerja  dengan  keterampilan  STEM.  Untuk  menjadi  kompetitif,  penyedia  pekerjaan membutuhkan tenaga kerja yang dapat beradaptasi dengan tempat kerja yang berubah. STEM  memberdayakan  individu  dengan  keterampilan  untuk  sukses  dan  beradaptasi dengan  dunia  yang  terus  berubah  tersebut.  Pekerja  yang  tidak  siap  akan  berakit terganggunya proses produksi terganggu sehingga pesanan barang yang sampai kepada konsumen akan terlambat yang mengakibatkan siklus produksi juga menjadi lebih lama. 3
Tidak  semua  kurikulum  STEM  dibuat  sama,  jadi  penting  bahwa  saat mengintegrasikan  STEM  kepada  siswa,  dapat  disusun  sebuah  program  yang memungkinkan penelitian dan pemecahan masalah di dunia nyata. Salah satu cara untuk melakukannya  adalah  dengan  mencari  program  STEM  yang  telah  dirancang  dengan menggunakan Engineering  Design  Process (EDP).  Proses  ini,  memberi  siswa  kesempatan untuk  mengembangkan  proses  pemecahan  masalah  yang  merupakan  solusi  di  dunia
1 Rizqi Ilmal Yaqin, Boby Wisely Ziliwu, Bobby Demeianto, Juniawan Preston Siahaan, Iskandar Musa, Yuniar Endri Priharanto, Rudi Efendi, Muhammad Ali Rozaki, Nirmala Efri Hasibuan, Muhammad Nur Arkham. 2020. Edukasi Perawatan Motor Diesel Kapal Nelayan Desa Pelintung Kota Dumai, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 3, hal 200-209
2 Ridho Alfarisi, Robiatul Adawiyah, Lusiana Ulfa Hardinawati, Mutiara Bilqis. 2020.  Pendampingan Pengolahan “Bolen Durian Lumer” Sebagai Produk Unggulan Desa Pakis Dalam Peningkatan Perekonomian Masyarakat, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 2, hal 78-86
3 Luh Putu Indah Budyawati, Arie Rahayu Hariani, Wiwin Hartanto. 2020. Mengadopsi  Model Akuntansi  Startup  untuk  UMKM:  Studi  Kasus pada Pengerajin Kayu Desa Grenden, Kabupaten Jember, Warta Pengabdian, Vol. 14, No.3, hal 181-190
nyata. Keseimbangan yang tepat diperlukan antara masukan guru tentang konsep baru dan aplikasi siswa dari pembelajaran ini dengan cara yang mereka pilih 4
Anak-anak memiliki hak yang sama dengan manusia dewasa, yang harus dihargai. Anak  memiliki  hak  untuk  berkembang  dan  terhindar  dari  diskriminatif  karena  anak adalah  amanah yang diberikan  oleh Allah. 5 Dengan  latar tersebut di  lakukan kegiatan pengabdian masyarakat dengan nama pelatihan Tech for Kids , yang menitik beratkan pada pembelajaran Engineering Design Process untuk memperkenalkan STEM pada siswa.

## II. METODE PELAKSANAAN
Engineering  Design  Process (EDP)  adalah  salah  satu  strategi  yang  tersedia  untuk mengimplementasikan pendidikan STEM 6 . Dengan menguasai EDP, tidak mengatakan bahwa  siswa  akan  tumbuh  dan  menjadi  seorang  insinyur,  tetapi  ada  baiknya  siswa mempelajari  dan  memahami  apa  yang  dilakukan  oleh  seorang  insinyur,  yaitu  proses memecahkan masalah melalui desain Gambar 1.
Gambar 1. Engineering Design Process 7
4 Lyn D. EnglishDonna KingDonna King, 2015, STEM learning through engineering design: fourth-grade students’ investigations in aerospace, International Journal of STEM Education, Vol. 2, No. 1
5 Rosnida Sari, Sutri Sanova. 2020. Faktor Anak Bekerja di Tambang Emas:Studi Kasus di Tambang Emas Blang Leumak, Aceh Jaya, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 2,hal 94-107
6 Nur Rosliana Mohd Hafiz and Shahrul Kadri Ayop, 2019. Engineering Design Process in Stem Education: A Systematic Review, International Journal Of Academic Research In Bussines and Social Sciences, Vol. 9, No. 5,  hal. 676 – 697
7 Teaching  The  Engineering  Design  Process  -  STEM  Activities  for  Kids  [Daring],    Tersedia    pada  : https://id.pinterest.com/pin/398779741988713981/ [ Diakses : 16 September 2020 ].
STEM yang dilandaskan dengan EDP membawa kesadaran kepada siswa tentang potensi  mereka  sebagai  pemecah  masalah,  pemikir,  pencipta,  dan  kolaborator.  Siswa mampu  secara  bersamaan  memperluas  batasan  pengetahuan  dan  kompetensi  mereka meskipun mereka mengalami kesulitan dalam mengatasi tantangan yang terkait dengan kegiatan  STEM 8 .    Selain  itu,  memperkenalkan  EDP  adalah  sebuah  usaha  dalam mengembangkan  kreatifitas  siswa  untuk  tidak  tergantung  kepada  keterbatasan  nya bantuan maupun ancaman yang ditimbulkan yang dapat mengganggu kesejahteraan 9

## III. HASIL PENGABDIAN PADA MASYARAKAT
Tanjungpinang adalah sebuah kota yang berlokasi di Pulau Bintan, Provinsi Kepulauan Riau.  Lokasinya  yang  berdekatan  dengan  negara  tetangga  Malaysia  dan  Singapura, mendorong  Kota  Tanjungpinang  untuk  wajib  memiliki  SDM  yang  mampu menggerakkan  ekonomi  Provinsi  Kepulauan  Riau  guna  berkompetisi  secara  global. Gambar  2  menampilkan  lokasi  Pengabdian  Kepada  Masyarakat  yang  dilaksanakan  di Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an  Tanjung Pinang.
Gambar 2. Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an 10
8 Siew, NM, Goh, H, Sulaiman, F, 2016. Integrating Stem In An Engineering Design Process: The Learning Experience Of Rural Secondary School Students In An Outreach Challenge Program, Journal of Baltic Science Education, Vol 15, No. 4, hal 477–493.
9 Novi Anoegrajekti, Sudartomo Macaryus, Asrumi, Hanni Miladia Maharani. 2020 Diversifikasi Usaha Sanggar Seni untuk Meningkatkan Kesejahteraan, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 1, hal 9-22
10 Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an [Daring],  Tersedia  pada : Lokasi  Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an [Daring],  Tersedia  pada : https://maps.app.goo.gl/1FyEQSRZQ6pjScjT9   [ Diakses : 16 September 2020 ].
Selanjutnya pada Gambar 3 memperlihatkan keadaan sekolah Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an
Gambar 3. Madrasah Ibtidaiyah Raudhatul Qur’an
Pertemuan  awal  memberikan  penjelasan  mengenai  pelatihan Tech  for  Kids dan pemahaman  kepada  siswa  mengenai  EDP  beserta  tahapannya  yang  dilakukan  oleh tenaga  pengajar,  Silahkan  lihat  Gambar  4.  Pada  minggu  selanjutnya  mahasiswa  yang berperan  sebagai  fasilisator  pelatihan  akan  mendampingi  siswa  untuk  menghasilkan luaran pada ahir kegiatan nantinya.
Gambar 4. Tenaga Pengajar Memberikan Penjelasan Mengenai Pelatihan Tech For Kids Dan Pemahaman Kepada Siswa Mengenai EDP
Setelah memberikan informasi awal mengenai EDP kepada siswa, maka tahapan pelatihan pelatihan Tech for Kids dapat dimulai dengan urutan sebagai berikut :

## A. Identifikasi Permasalahan melalui Etnografi dan Brainstorming
Etnografi  sudah dikenal  luas tidak hanya oleh kalangan  Antropologi namun juga oleh perusahaan yang bergerak di bidang inovasi. Dengan memanfaatkan metode etnografi, maka informasi yang dikumpulkan akan lebih akurat. Etnografi berasal dari kata etno dan  grafi,  yang  berarti  etnik  dan  daerah.  Infomasi-informasi  dapat  diperoleh  dengan terlibat  secara  langsung  dan  wawancara  dengan  seluruh  elemen  masyarakat  untuk mendengarkan mimpi untuk dirinya sendiri maupun masyarakat setempat. 11
Pada Gambar 5 menunjukkan mahasiswa sebagai fasilisator pelatihan Tech for Kids memberikan  pandangan-pandangan  yang  diperlukan  untuk  melatih  siswa  dan  siswi mengenal etnografi dan melakukan observasi terhadap lingkungan sekitarnya. Siswa dan siswi melakukan brainstorming terhadap permasalahan yang ada di sekitarnya. Masing- masing  siswa  menyampaikan  secara  cepat.  Setiap  pendapat  dapat  diterima.  Proses brainstorming dikenal  juga  dengan  sebutan  proses divergent .  Curahan  gasan  merupakan bagian  penting  seorang  rekayasawan  untuk  mempu  menghasilkan  inovasi  yang bermanfaat secara luas di sekolah nantinya.
Gambar 5. Mahasiswa Sebagai Fasilisator Pelatihan Tech For Kids
Melatih Siswa Dan Siswi Mengenal Etnografi Dan Melakukan Observasi Terhadap Lingkungan Sekitarnya
Gambar 6. Siswa Dan Siswi Melakukan Brainstorming
11 Sapti  Prihatmini,  Dina  Tsalist  Wildana,  Fanny  Tanuwijaya, Al  Khanif, Jauhari  Zakkiy Annas. 2020. Anak  di  Embung  Cinta:  Pembentukan  Wisata  Ramah  Anak  di Kelurahan Nangkaan Bondowoso,
Warta Pengabdian, Vol. 14, No.  3, hal 173-180

## B. Menentukan Permasalahan dan Solusi Utama
Setelah  mengumpulkan  permasalahan-permasalahan  yang  ada  di  sekolah,  selanjutnya akan  dilakukan  pengelompokan  untuk  menentukan  permasalahan  utama  nantinya. Pada Gambar 7 menampilkan siswa menjelaskan p ermasalahan utama ditemukan setelah melalui proses pengerucutan permasalahan-permasalahan yang sudah didokumentasikan. Gambar 7. Siswa Menyamapaikan Permasalahan Utama Yang Ditemukan Gambar 8. Proses Curahan Gagasan Untuk Mendorong Siswa Dalam Meberikan Solusi Utama Secara Bebas
Adapun solusi utama yang diambil adalah merupakan solusi yang akan berdampak luas untuk calon pengguna nantinya. Dalam tahapan ini disampaikan beberapa konsep solusi  bersama  anggota  siswa  lainnya.  Dengan  mempergunakan  alat  tulis  yang dituangkan kedalam sketsa  pada gambar.

## C. Sketching dan Purwarupa Virtual
Sketching mendorong siswa untuk mampu menyampaikan ide-ide yang telah disampaikan lewat brainstorming .  Proses  ini  sudah  diterapkan  oleh  para  insinyur  pada  tahap  awal perancangan. Pada Gambar 9  menampilkan siswa mensketsa diatas kertas. Sedangkan pada Gambar 10 menunjukkan  siswa melakukan proses transformasi dari  sketsa yang digambar di atas kertas ke komputer.
Gambar 9. Mensketsa di atas kertas
Gambar  10.  Pembuatan  Purwarupa Virtual Dari Sketsa
Dengan  menggunakan  purwarupa  memungkinkan  desainer  mengeksplorasi  dan memvalidasi  ide  sebelum  menginvestasikan  terlalu  banyak  sumber  daya  dalam membangun  produk  yang  sebenarnya.  Adapun  Purwarupa  fisik  dan  visual  memiliki tujuan yang sama namun dengan cara pencapaian yang berbeda

## D. Purwarupa Fisik Sederhana
Tahapan pembuatan purwarupa adalah merupakan tahapan dari EDP yang sudah mulai memerlukan  pembiayaan.  Oleh  sebab  itu  pada  tahapan  ini,  perancang  akan  memulai pembuatan purwarupa yang ekonomis dan fleksibel, dengan maksud bahwa perubahan rancangan  dapat  dilakukan  dengan  mudah  dan  tidak  akan  memerlukan  pembiayaan yang  besar,  seperti  pada  Gambar  11.  Penggunaan  bahan  yang  ekonomis  dan  mudah ditemukan  dimaksudkan  untuk  memudahkan  siswa  untuk  melakukan  perubahan apabila diperlukan.
Purwarupa fisik dipergunakan sebagai media untuk mendapatkan gambaran jelas mengenai inovasi yang dimaksud dan alat bantu untuk mempelajari produk yang sudah ada  sehingga  pada  ahirnya  purwarupa  memiliki  kontribusi  jelas  untuk  pengambilan keputusan didalam peluncuran produk di pasaran. Untuk menyelidiki masalah terkait kinerja purwarupa yang dihaSilahkann, maka dilakukan integrasi sistem, dimana maka siswa dan mahasiswa bersama-sama merakit sistem elektronika pada purwarupa fisik sederhana yang sudah dihasilkan oleh siswa pada gambar 12.
Gambar 11. Perakitan Purwarupa Fisik
Sederhana Dan Ekonomis Gambar 12. Perakitan Sistem Elektronika Pada Purwarupa Fisik

## IV. KESIMPULAN
Kegiatan Tech for Kids , adalah pelatihan rutin mingguan untuk siswa \ sekolah dasar guna mendorong  siswa  dan  sekolah  untuk meningkatkan  pengetahuan  dengan  penguasaan teknologi  dan  meningkatakan  prestasi  siswa  di  sekolah  atau  daearah.  Kemampuan berfikir  secara  luas  yang  diperkenalkan  didalam  proses  pembelajaran  TFK,  mampu menyadarkan siswa akan pentingnya teknologi. Demikian juga sekolah yang termotivasi untuk  mendorong  siswa  tidak  hanya  menjadi  pengguna  teknologi.  Meningkatnya keinginan siswa selama kegiatan berlangsung telah menunjukkan keberhaSilahkann dari pelatihan TFK.
Tech for Kids merupakan sebuah pelatihan yang dapat dilaksanakan akibat adanya kerjasama yang baik dengan pihak sekolah, diharapkan untuk kedepannya dapat juga melibatkan  pemerintah  daerah  untuk  mengadakan  kegiatan  serupa  untuk memasyarakatkan  teknologi  pada  anak  usia  sekolah,  dengan  demikian  akan mempersiapkan generasi yang mampu bersaing secara global. Dengan adanya mahasiswa sebagai  fasilisator,  dapat  mendorong  siswa  untuk  lebih  antusias  didalam  memahami materi proses perancangan rekayasa, oleh sebab itu pola seperti ini juga dapat diterapkan di sekolah untuk mata pelajaran tertentu yang mengajarkan ilmu teknik.

## V. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih kami sampaikan terutama kepada Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat dan Penjaminan Mutu (LP3M),  Universitas Maritim Raja Ali Haji sesuai dengan  perjanjian  pendanaan  pelaksanaan  program  Pengabdian  Kepada  Masyarakat Nomor: 053/UN53.02/Kontrak-PKM/I/2020, 01 April 2020. Selain itu, juga disampaikan terima kasih kepada mahasiswa  dan dosen yang terlibat di jurusan teknik perkapalan
dan  elektro  UMRAH  serta  Sekolah  Madrasah  Ibtidaiyah  Raudhatul  Qur’an  di Tanjungpinang Timur

## VI. DAFTAR PUSTAKA
Luh Putu Indah Budyawati, Arie Rahayu Hariani, Wiwin Hartanto. 2020. Mengadopsi Model  Akuntansi  Startup  untuk  UMKM:  Studi  Kasus pada Pengerajin Kayu Desa Grenden, Kabupaten Jember, Warta Pengabdian, Vol. 14, No.3, hal 181-190
Lyn  D.  English  Donna  KingDonna  King,  2015,  STEM  learning  through  engineering design: fourth-grade students’ investigations in aerospace, International Journal of STEM Education, Vol. 2, No. 1
Madrasah  Ibtidaiyah  Raudhatul  Qur’an  [Daring],    Tersedia    pada  : https://maps.app.goo.gl/1FyEQSRZQ6pjScjT9 [ Diakses : 16 September 2020 ].
Novi  Anoegrajekti,  Sudartomo  Macaryus,  Asrumi,  Hanni  Miladia  Maharani.  2020 Diversifikasi  Usaha  Sanggar  Seni  untuk  Meningkatkan  Kesejahteraan,  Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 1, hal 9-22
Nur Rosliana Mohd Hafiz and Shahrul Kadri Ayop, 2019. Engineering Design Process in Stem Education: A Systematic Review, International Journal Of Academic Research In Bussines and Social Sciences, Vol. 9, No. 5,  hal. 676 – 697
Ridho  Alfarisi,  Robiatul  Adawiyah,  Lusiana  Ulfa  Hardinawati,  Mutiara  Bilqis.  2020. Pendampingan Pengolahan “Bolen Durian Lumer” Sebagai Produk Unggulan Desa Pakis Dalam Peningkatan Perekonomian Masyarakat, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 2, hal 78-86
Rizqi Ilmal Yaqin, Boby Wisely Ziliwu, Bobby Demeianto, Juniawan Preston Siahaan, Iskandar  Musa,  Yuniar  Endri  Priharanto,  Rudi  Efendi,  Muhammad  Ali  Rozaki, Nirmala Efri Hasibuan, Muhammad Nur Arkham. 2020. Edukasi Perawatan Motor Diesel Kapal Nelayan Desa Pelintung Kota Dumai, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 3, hal 200-209
Rosnida Sari, Sutri Sanova. 2020. Faktor Anak Bekerja di Tambang Emas:Studi Kasus di Tambang Emas Blang Leumak, Aceh Jaya, Warta Pengabdian, Vol. 14, No. 2,hal 94- 107
Sapti  Prihatmini,  Dina  Tsalist  Wildana,  Fanny  Tanuwijaya, Al  Khanif, Jauhari  Zakkiy Annas. 2020. Anak  di  Embung  Cinta:  Pembentukan  Wisata  Ramah  Anak  di Kelurahan Nangkaan Bondowoso, Warta Pengabdian, Vol. 14, No.  3, hal 173-180
Siew,  NM,  Goh,  H,  Sulaiman,  F,  2016.  Integrating  Stem  In  An  Engineering  Design Process:  The  Learning  Experience  Of  Rural  Secondary  School  Students  In  An Outreach Challenge Program, Journal of Baltic Science Education, Vol 15, No. 4, hal 477–493.
Teaching The Engineering Design Process - STEM Activities for Kids [Daring],  Tersedia pada  :  https://id.pinterest.com/pin/398779741988713981/  [  Diakses  :  16  September 2020 ].