Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education) e-ISSN: 2615-840X   p-ISSN: 2338-4379
Penerapan Model Discovery Learning Berbasis STEM pada Materi Sistem Gerak Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis
Fadlina, Wiwit Artika*, Khairil, Cut Nurmaliah, Abdullah
Program Studi Magister Pendidikan Biologi FKIP Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia
*Email: wartika@unsyiah.ac.id
DOI: 10.24815/jpsi.v9i1.18591 Article History: Received: November 12, 2020 Revised: December 23, 2020 Accepted: January 5, 2021 Published: January 15, 2021
Abstract. Implementation  of  learning  in  class  11 th MAN  1  and  MAN  2  Banda  Aceh  City Students only get information without going through discussion activities, students who are not brave enough to express ideas or ideas, so that students are not trained in using their  critical  thinking  skills. This  study  aims  to  determine  the  improvement  of  students' critical thinking skills through the application of the STEM-based discovery learning model to the motion system concept. The research approach used is quantitative with the type of pre-experimental  research.  The  research  design  used  is  the  one-group  pretest-postest design.  The  population  was  all  of  11 th grade  students,  amounting  to  292  people.  The sampling technique used was a total sampling. The sample in this study consisted of 292 students.  The  instruments  in  this  research  were  pretest  and  posttest  multiple  choice questions with reasoned. Data analysis consisted of normality test, paired sample t-test at a significant level of 0.05 and n-gain. The results of the paired sample t-test obtained t count 48 and value (ρ<.001), so it was concluded that there were differences in critical thinking skills and learning outcomes of students before and after learning with the application of the STEM-based discovery learning model to the motion system concept. The results of the n-gain test using the Meltzer formula showed that the gain in critical thinking skills was 0.85, so there was an increase in critical thinking skills with a high category.
Keywords: Discovery Learning, Critical Thinking Skills, STEM, Motion System Concept.

## Pendahuluan
Abad ke-21 ini informasi dapat diakses oleh semua orang dengan begitu cepat. Setiap individu harus memiliki keterampilan soft skill yang mumpuni agar dapat terjun ke dunia pekerjaan dan siap berkompetisi. Salah satu keterampilan yang harus dimiliki peserta didik adalah  keterampilan  berpikir kritis,  yang dapat diperoleh melalui pendidikan (Ritonga, dkk.,  2020). Keterampilan  berpikir  kritis  (KBK)  merupakan  keterampilan  yang  bukan melekat pada diri manusia sejak lahir. KBK harus dilatihkan dalam proses pembelajaran (Rahmawati dkk., 2016).
Aspek  indikator  berpikir  kritis  dikelompokan  menjadi  lima  menurut  Ennis  (1985) dalam Rahmawati, dkk., (2016) yaitu: (1) Memberikan penjelasan sederhana ( elementary

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
clarification ), terdiri dari memfokuskan pertanyaan, menganalisis  argumen, bertanya dan menjawab pertanyaan  yang membutuhkan   penjelasan atau tantangan, (2) Membangun keterampilan dasar ( basic support ), meliputi: mempertimbangkan kredibilitas sumber dan melakukan  pertimbangan  observasi,  (3)  Penarikan  kesimpulan  ( inference ),  terdiri  dari menyusun dan mempertimbangkan deduksi, menyusun dan mempertimbangkan induksi, menyusun keputusan dan mempertimbangkan hasilnya, (4) Memberikan penjelasan lebih lanjut ( advanced clarification ), terdiri dari mengidentifikasi istilah dan mempertimbangkan definisi,  mengidentifikasi    asumsi,  dan  (5)  Mengatur  strategi  dan  taktik  ( strategies  and tactics ), terdiri dari menentukan suatu tindakan dan berinteraksi  dengan orang lain. Hasil observasi terhadap peserta didik dan proses pembelajaran di MAN 1 dan MAN 2 Kota Banda Aceh menunjukkan pelaksanaan pembelajaran hanya memperoleh informasi tanpa melalui kegiatan pengamatan dan diskusi. Hal tersebut menyebabkan peserta didik tidak terlatih untuk mengidentifikasi suatu masalah dan kurang berani mengutarakan ide atau gagasan, sehingga KBK nya tidak berkembang.
Solusi yang akan dilakukan  untuk melatih KBK  yaitu dengan menerapkan  model discovery  learning berbasis  STEM.  Model  pembelajaran discovery  learning menekankan pada  penemuan  konsep  atau  prinsip  yang  belum  dimiliki  oleh  peserta  didik.  Penerapan model  pembelajaran discovery  learning bertujuan  untuk  merubah  kondisi  belajar  yang pasif  menjadi  aktif  dan  kreatif,  dengan  mengubah  pembelajaran teacher  centered ke student centered (Hotang, 2019).
Pembelajaran  berbasis  STEM  dapat  melatih  peserta  didik  dalam  menerapkan pengetahuannya  untuk  membuat  desain  sebagai  bentuk  pemecahan  masalah  terkait lingkungan  dengan  memanfaatkan  teknologi  (Kapila,  2014).    STEM  telah  diterapkan  di sejumlah negara maju seperti Amerika Serikat, Jepang, Finlandia, Australia dan Singapura. Pembelajaran dengan pendekatan pembelajaran STEM dapat meningkatkan  KBK peserta didik  secara  signifikan  dengan  taraf  kepercayaan    95%  dan  nilai  n-gain  sebesar  0,63 dengan kategori sedang dan peningkatan setiap indikator KBK berbeda-beda. Peningkatan indikator  tertinggi  terdapat  pada  indikator  memberikan  pendapat  dan  kesimpulan  awal, sedangkan  peningkatan  indikator  terendah  terdapat  pada  indikator  menarik  kesimpulan atau mengatur strategi dan taktik (Nessa, dkk., 2017).
Belajar melalui pembelajaran STEM berbasis inkuiri dapat meningkatkan kemampuan berpikir  kritis  (Onsee  dan  Nuangchalerm,  2019).  Pelaksanaan  pendidikan  STEM  dapat dilihat  dari  Solusi  siswa,  beberapa  siswa  menggunakan  konsep  biologi  atau  kimia  atau fisika atau kombinasi dan Matematika merancang solusi (teknologi) untuk pengolahan air limbah.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  nilai  rata-rata  siswa  keterampilan  berpikir kritis  adalah  2,82.  Keterampilan  berpikir  kritis  siswa  termasuk  dalam  kategori  pemikir lanjut: 41,6%, Pemikir berlatih: 30,6%, pemikir pemula: 25%, dan pemikir tertantang: 2,8%. Adapun kategori untuk pelajar berpikir kritis sedang melatih pemikir. Praktik pemikir adalah  tahap  perkembangan  berpikir  kritis,  yang  mereka  memiliki  keterampilan  yang cukup dalam berpikir untuk mengkritik rencana mereka sendiri untuk praktik sistematis, dan  untuk  membangun  kritik  yang  realistis  kekuatan  pemikiran  mereka  untuk memecahkan masalah kontekstual (Mutakinati, dkk., 2018).
KBK peserta didik mengalami peningkatan setelah diterapkannya pembelajaran STEM dengan kategori tinggi. Selain itu, sebagian besar peserta didik memberikan respons positif terhadap komponen pembelajaran dan menunjukkan minat yang baik untuk  mengulangi pembelajaran  dengan  pendekatan  STEM.  Perangkat  pembelajaran  dengan  pendekatan STEM efektif digunakan untuk melatihkan KBK (Putri, dkk., 2020).
Model discovery learning berbasis STEM di gunakan untuk meningkatkan KBK. Tujuan penelitian  untuk  mengetahui  peningkatkan  KBK  peserta  didik    melalui  model discovery learning berbasis STEM pada materi sistem gerak di MAN 1 dan MAN 2 Kota Banda Aceh. Hipotesis  dalam  penelitian  ini,  penerapan discovery  learning berbasis  STEM  dapat meningkatkan KBK peserta didik pada materi sistem gerak di MAN 1 dan MAN 2 Kota Banda

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
Aceh.  Manfaat  yang  diharapkan  dari  hasil  penelitian  ini  yaitu  sebagai  motivasi  untuk menggunakan model pembelajaran yang lebih menarik dan sesuai dengan perkembangan KBK peserta didik.

## Metode
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  MAN  1  dan  MAN  2  Kota  Banda  Aceh,  Provinsi  Aceh. Penelitian dilaksanakan pada semester ganjil tahun pelajaran 2020-2021 di bulan Februari sampai  Juli  2020.    Pengambilan  sampel  pada  MAN  1  dan  MAN  2  Kota  Banda  Aceh  ini berdasarkan  nilai  UN  pada  mata  pelajaran  biologi  pada  tahun  2019.  Pendekatan  yang digunakan  yaitu  kuantitatif.  Jenis  penelitian  pre  eksperimen  dan  menggunakan  metode terapan.
Penelitian  ini  menggunakan  rancangan one-group  pretest-postest  design (Johnson dan Larry, 2014). Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh peserta didik kelas XI MAN 1  dan  MAN  2  Kota  Banda  Aceh  yang  berjumlah  292  orang  peserta  didik.  Pengambilan sampel  dalam  penelitian  ini  menggunakan  total  sampling.  Jadi  jumlah  sampel  dalam penelitian ini adalah sebanyak 292 orang peserta didik. Instrumen yang digunakan untuk mengukur KBK yaitu soal pilihan ganda beralasan. Parameter mengukur KBK peserta didik dengan menggunakan tiga indikator yaitu menganalisis argumen, mengidentifikasi asumsi- asumsi,  menginduksi  dan  mempertimbangkan  hasil  induksi.  Pelaksanaan  penelitian  ini menggunakan  perangkat  pembelajaran  antara  lain:  rencana  pelaksanaan  pembelajaran (RPP) dan lembar kerja peserta didik (LKPD). Tahapan analisis data yaitu: 1) uji normalitas, untuk menguji normalitas data digunakan uji kolmogorov-smirnov . Untuk melakukan uji normalitas  ini  menggunakan  program  SPSS.  Kriteria  uji  normalitas  jika  nilai  ( ρ >0,05) dinyatakan  normal,  2)  uji paired  sample  t-test ,  untuk  melakukan  uji  ini  menggunakan program SPSS, dengan kriteria jika ( ρ <0,05) maka terdapat perbedaan KBk peserta didik. 3) uji n-gain menggunakan formula Meltzer (2002) dengan rumus berikut:
𝑁𝑔𝑎𝑖𝑛 = 𝑃𝑜𝑠𝑡𝑡𝑒𝑠𝑡 − 𝑃𝑟𝑒𝑡𝑒𝑠𝑡 𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑠𝑐𝑜𝑟𝑒 − 𝑝𝑟𝑒𝑡𝑒𝑠 Kriteria N-gain perhatikan Tabel 1.
Tabel 1. Kriteria N-gain No Skor Keterangan 1 N-gain > 0,7 Tinggi 2 0,3 ≤ N-gain ≤ 0,7 Sedang 3 N-gain < 0,3 Rendah

## Hasil dan Pembahasan
Penilaian KBK dengan menggunakan penerapan model discovery learning berbasis STEM dilihat dari nilai pretest, posttest, dan N-gain. Hasil uji paired sample t-tes diperoleh ( ρ <.001) maka Ha diterima, jadi disimpulkan bahwa terdapat perbedaan KBK sebelum dan sesudah  dilakukan  pembelajaran  dengan  penerapan  model discovery  learning berbasis STEM pada materi sistem gerak di MAN 1 dan MAN 2 Kota Banda Aceh. Terdapat perbedaan KBK sebelum dan sesudah diterapkan pendekatan pembelajaran STEM (Khoiriyah, dkk., 2018).
Peningkatan KBK peserta didik dianalisis melalui formula N-gain oleh Meltzer. Hasil uji peningkatan KBK peserta didik pada Tabel 2.

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
Tabel 2. Peningkatan KBK Peserta Didik
Nilai N Rerata Std. Deviation Pretest 292 36,07 12,46 Posttest 292 79,75 6,69 N-gain 292 76,81 14,34
Tabel 2 menunjukkan rerata  N-gain kelas eksperimen sebesar 67,57. Hasil N-gain KBK  diperoleh  0,85.  Jadi  peningkatan  keterampilan  berpikir  peserta  didik  termasuk kategori  tinggi.  Penerapan  pendekatan  pembelajaran  STEM  dapat  meningkatkan  KBK peserta didik dengan 18 peserta didik memiliki kategori tinggi dan 12 peserta didik memiliki kategori sedang (Khoiriyah, dkk., 2018).
Peningkatan  masing-masing  indikator  KBK  peserta  didik  yang  terdiri  dari menganalisis argumen, mengidentifikasi asumsi-asumsi, menginduksi dan mempertimbangkan  hasil  induksi.  Peningkatan  masing-masing  indikator  KBK  dianalisis menggunakan N-gain, disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Rerata Tiap Indikator KBK Peserta Didik
Keseluruhan  indikator  KBK  peserta  didik  meningkat,  tetapi  yang  mengalami peningkatan secara signifikan terdapat pada indikator menganalisis argumen. KBK pada indikator  menganalisis  argumen  meningkat  dikarenakan  dengan  menggunakan  model discovery  learning berbasis  STEM  memberikan  kesempatan  kepada  peserta  didik  untuk mengekspolasi  kemampuan  mengidentifikasi  permasalahan  dari  suatu  kasus  yang berkaitan dengan sistem rangka manusia. Peserta didik mampu dengan cepat mempelajari suatu kasus dan memahaminya, kemudian merumuskan permasalahan yang terjadi dalam kasus  tersebut.  STEM  memberikan  pengalaman  peserta  didik  menyelesaikan  masalah nyata dengan kegiatan praktikum, sehingga dapat meningkatkan efektifitas, pembelajaran bermakna, dan menunjang karir di masa depan (Tseng, dkk., 2013). Dalam pembelajaran STEM,  peserta  didik  didorong  untuk  terlibat  aktif  dalam  kelompok  untuk  memecahkan suatu masalah dan dituntut untuk melatih KBK dengan mengintegrasikan disiplin ilmu yang ada di STEM yaitu sains, teknologi, teknik, dan matematika (Beers, 2011).
STEM dapat meningkatkan kemampuan berpikir kreatif peserta didik. Pembelajaran yang  diterapkan  dirasa  bermanfaat  karena  dalam  STEM  peserta  didik  diajak  untuk
Rer a ta Asp ek K BK 35,2 33,75 24,7 76,11 70,51 61,06 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Menganalisis argumen Mengidentifikasi asumsi-
asumsi Menganalisis dan mempertimbangkan hasil induksi Pretes Posttes

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
melakukan  pembelajaran  yang  bermakna  dalam  memahami  sebuah  konsep  dan bereksplorasi melalui sebuah kegiatan proyek, sehingga peserta didik terlibat aktif dalam prosesnya  (Ismayani,  2016),  Hal  ini  menumbuhkan  peserta  didik  untuk  berpikir  kritis, kreatif,  analitis,  dan  meningkatkan  keterampilan  berpikir  tingkat  tinggi  (Capraro  dan Morgan, 2013).
KBK  pada  indikator  mengidentifikasi  asumsi-asumsi  juga  meningkat  dikarenakan dengan  menggunakan  model discovery  learning berbasis  STEM  mampu  melatih kemampuan bertanya dan menjawab merupakan kemampuan untuk menemukan fakta- fakta  yang  ada  dari  suatu  permasalahan  yang  dapat  digunakan  untuk  membantu menjawab permasalahan tersebut. Selain itu peserta didik mampu mendefinisikan masalah dan eksporasi peserta didik terhadap permasalahan untuk dipecahkan. Pendekatan STEM dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis. STEM dapat melatih peserta didik baik secara kognitif, keterampilan penuh, dan efektif (Becker dan Park, 2011).
KBK  pada  indikator  menginduksi  dan  mempertimbangkan  hasil  induksi  juga meningkat  dikarenakan  dengan  menggunakan  model discovery  learning berbasis  STEM mampu melatih kemampuan peserta didik dalam menggunakan prosedur yang sudah ada dari  sumber  yang  terpercaya  (pernyataan,  fakta)  dalam  menyelesaikan  permasalahan yang sedang dihadapi untuk mengambil suatu kesimpulan. Hasil STEM dari materi sistem rangka yang peserta didik buat yaitu poster rangka tubuh manusia. STEM membiasakan peserta didik untuk menyimpulkan maka peserta didik akan terlatih membuat kesimpulan (Ardiyanti, 2013).
Proses pembelajaran menggunakan model discovery learning berbasis STEM pada materi sistem gerak memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk melatih peserta didik untuk aktif terlebih dahulu mencari pengetahuan sesuai dengan penemuan dengan menggunakan sumber  yang dapat memudahkan dalam pemecahan  masalah. Selain itu, aktif  dalam  belajar  dengan  melakukan  percobaan  pada  materi  sistem  rangka  dengan membuat poster rangka tubuh manusia. STEM mampu memberikan pengalaman belajar bermakna bagi peserta didik pada pembelajaran abad 21 karena pembelajaran ini dapat mengintegrasikan antara literasi sains, pengetahuan, pemanfaatan teknologi, dan literasi matematis (Baharin, dkk., 2018).  STEM mampu menstimulus KBK peserta didik melalui tahap mengevaluasi (Lestari, dkk., 2018).
Penerapan  model discovery  learning dapat  meningkatkan  KBK  peserta  didik. Peningkatan  KBK  peserta  didik  dikarenakan  keterlibatan  peserta  didik  selama  kegiatan pembelajaran,  yang  membuat  peserta  didik  menjadi  senang  dan  tidak  bosan  dalam mengikuti kegiatan pembelajaran. Berbeda dengan kelas kontrol yang memberoleh rata- rata masih dalam kategori cukup kritis. Hal ini dikarenakan pada kelas kontrol peserta didik tidak  dilibatkan  langsung  dalam  kegiatan  pembelajaran.  Peserta  didik  hanya mendengarkan dan menulis materi yang disampaikan oleh guru saja (Haryati, dkk., 2019).
Peningkatan  KBK  peserta  didik  juga  disebabkan  oleh  terbiasanya  peserta  didik dalam melaksanakan langkah-langkah model pembelajaran STEM. Langkah-langkah model pembelajaran  STEM  yang  terintegrasi  kedalam  multimedia  memberikan  kesempatan kepada  mahapeserta  didik  untuk  melakukan  kegiatan  berpikir  kritis  melalui  pemecahan masalah,  pengambilan  keputusan,  menganalisis  asumsi,  mengevaluasi  dan  melakukan penyelidikan  serta  mengkreasi  pengalaman  baru  (Khoiriyah,  dkk.,  (2018). Blended learning dengan pendekatan pendidikan STEM meningkatkan keterampilan kritis lebih baik berpikir siswa dari pada pembelajaran konvensional (Ardianti, dkk., 2020). Pembelajaran STEM  terintegrasi  efektif  secara  signifikan  meningkatkan  kemampuan  berpikir  ilmiah peserta didik (Agustina, dkk., 2020).
Keefektifan  LKPD  berbasis  STEM  untuk  melatih  KBK  peserta  didik  dikategorikan dalam  kategori  sedang  yang  ditunjukan  dengan  indeks  n-gain  sebesar  0,55.  Selain  itu, setelah  melakukan  pembelajaran  berbatuan  LKPD  berbasis  STEM  menunjukkan peningkatan profil KBK peserta didik pada pembelajaran fisika SMA (Santoso, 2019).

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
84 78 83 91,3 76 81,15 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Mendorong saya untuk menemukan ide-
ide baru Terampil menggunakan alat dan bahan Mempermudah saya dalam menyelesaikan persoalan dalam pembelajaran Lebih mudah memahami materi Materi mudah diingat Aktif dalam belajar Lebih memotivasi dalam belajar
Peningkatan  keterampilan  berpikir  kritis  lebih  efektif  menggunakan  STEM dibandingkan  model  konvensional  (Rosidin,  dkk.,  2019).  Terdapat  perbedaan  rata-rata kemampuan  berpikir  kritis  antar  kelas  eksperimen  dan  kelas  kontrol.  Rata-rata  kelas eksperimen  lebih  tinggi  daripada  kelas  kontrol  kelas.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa pelaksanaan  pembelajaran  berbasis  proyek  STEM  terintegrasi  berpengaruh  terhadap kemampuan berpikir kritis siswa (Gandi, dkk., 2021).
Respon peserta didik terhadap model discovery learning berbasis STEM pada materi sistem gerak, disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Respon  Peserta  Didik  terhadap  Model Discovery  Learning Berbasis STEM
Gambar  3 model  discovery  learning berbasis  STEM  mendorong  saya  untuk menemukan  ide-ide  baru  dengan  kategori  baik.  Belajar  materi  sistem  gerak  dengan menggunakan  model discovery  learning berbasis  STEM  membuat  saya  terampil menggunakan  bahan  alam  dalam  belajar  dengan  kategori  cukup  baik.  Model discovery learning berbasis  STEM  mempermudah  saya  dalam  menyelesaikan  persoalan  dalam pembelajaran  materi  sistem  gerak  dengan  kategori  baik.  Belajar  materi  sistem  gerak dengan menggunakan model discovery learning berbasis STEM membuat saya lebih mudah memahami  materi  dengan  kategori  cukup  baik.  Belajar  materi  sistem  gerak  dengan menggunakan  model discovery  learning berbasis  STEM  membuat  saya  lebih  termotivasi dalam  belajar  dengan  kategori  sangat  baik.  Implementasi  LKPD  berbasis  STEM  secara signifikan dapat meningkatkan motivasi belajar peserta didik (Husna, dkk., 2020).
Penggunaan  model discovery  learning berbasis  STEM  telah  dikaitkan  dalam kehidupan  sehari-hari  secara  nyata  dengan  kategori  baik.  Model discovery  learning berbasis STEM yang diterapkan  membuat materi mudah diingat dengan kategori cukup baik. Saya lebih mudah konsentrasi mengikuti pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran discovery  learning berbasis  STEM  dengan  kategori  baik.  Belajar  materi sistem  gerak  dengan  menggunakan  model  discovery  learning  berbasis  stem  dapat menemukan minat diri saya sendiri dengan kategori sangat baik. Model discovery learning berbasis  STEM  membuat  saya  lebih  aktif  dalam  belajar  dengan  kategori  baik.  Secara
P er sent a se Respo n

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
keseluruhan  respon  peserta  didik  terhadap  model discovery  learning berbasis  STEM diperoleh 83,96% dengan kategori baik.
Peserta  didik  menganggap  STEM  sebagai  pembelajaran  menarik,  kreatif  dan memotivasi. Siswa menyatakan pendidikan STEM meningkatkan kreativitas dan motivasi mereka  terhadap  kursus  dan  berkontribusi  pada  pilihan  karir  mereka  (Ugras,  2018). Konten  STEM  sambil  memberikan  kesempatan  dan  akses  ke  konten,  pengaturan,  dan materi  yang  kebanyakan  siswa  tingkat  menengah  tidak  akan  dapat  mengaksesnya (Roberts, dkk., 2018).

## Kesimpulan
Penerapan  model discovery  learning berbasis  STEM  pada  pembelajaran  materi sistem gerak dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik di MAN Kota Banda Aceh.

## Ucapan Terimakasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Andi Ulfa Tenri Pada, S.Pd., M.Pd. dan Dr. Muhibuddin, M.S. yang  telah  membantu  menvalidasi instrumen penelitian  ini. Ucapan  terima  kasih  juga  disampaikan  kepada  Khuzaimah,  S.Pd.,  Suraiya  Harun,  S.Si., dan Elli Arianti, M.Pd. sebagai observer serta peserta didik  kelas  XI IPA MAN 1 dan MAN 2 Banda Aceh atas partisipasinya selama penelitian.

## Daftar Pustaka
Agustina,  R.,  Huda,  I.,  &  Nurmaliah,  C.  2020.  Implementasi  pembelajaran  STEM  pada materi sistem reproduksi tumbuhan dan hewan terhadap kemampuan berpikir ilmiah peserta didik SMP. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education) , 8(2):241-256
Ardianti, S., Sulisworo, D., Pramudya, Y., & Raharjo, W. 2020. The impact of the use of STEM  education  approach  on  the  blended  learning  to  improve  student’s  critical thinking skills. Universal Journal of Educational Research , 8(3):24–32
Ardiyanti, F. 2013. Pengaruh model pembelajaran berbasis fenomena untuk meningkatkan keterampilan  berpikir  kritis  siswa  sekolah  dasar. Journal Integration  and Interconnection Islam and Science ( Kaunia ) , 9(2):27-33
Baharin, N., Kamarudin, N., & Manaf, U.K.A. 2018. Integrating STEM education approach in enhancing higher order thinking skills. International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences , 8(7):810–822
Beers, S.Z. 2011. 21 st Century Skills : Preparing for Their Future . London: ASD Author Becker, K. & Park, K. 2011. Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’ learning: a preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education , 12(6):23-37
Capraro,  R.M.,  Capraro,  M.M.,  &  Morgan,  J.R.  2013. STEM  Project-Based  Learning . Rotterdam/Boston/ Taipei: Sense Publisher

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
Gandi,  A.S.K.,  Haryani,  S.,  &  Setiawan,  D.  2021.  The  effect  of  project-based  learning integrated STEM toward critical thinking skill. Journal of Primary Education , 10(1): 18–23
Hotang, L.B. 2019. Penerapan model pembelajaran discovery learning untuk meningkatkan motivasi  dan  hasil  belajar  fisika  peserta  didik  kelas  XI  IPA  3  SMAN  6  Pekanbaru semester genap, Physics Education Research Journal . I(1):56–68
Husna,  E.F., Adlim, M., Gani, A., Syukri, M.,  &  Iqbal, M. 2020. Developing STEM-based student worksheet to improve students’ creativity and motivation of learning science. Scientiae Educatia , 9(1):57-75
Ismayani, A. 2016. Pengaruh penerapan STEM project-based learning terhadap kreativitas matematis  peserta  didik  SMK. Indonesian  Digital  Journal  of  Mathematics  and Education , 3(4):264–272
Johnson, R.B. & Larry, C. 2014. Educational Research: Quantitative, Qualitatif, and Mixed Approaches . USA: SAGE Publications
Kapila, V. & Iskander, M. 2014. Lessons learned from conducting a k-12 project to revitalize achievement  by  using  instrumentation  in  science  education. Journal  of  STEM Education , 15(1):46-51
Khoiriyah,  N.,  Abdurrahman,  A.,  &  Wahyudi,  I.  2018.  Implementasi  pendekatan pembelajaran STEM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMA pada materi gelombang bunyi. Jurnal Riset dan Kajian Pendidikan Fisika , 5(2):53-62
Lestari,  D.A.B.,  Astuti,  B.,  &  Darsono,  T.  2018.  Implementasi  LKS  dengan  pendekatan STEM  (science,technology,  engineering,  and  mathematics)  untuk  meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Jurnal Pendidikan Fisika  dan Teknologi , 4 (2):202-207
Meltzer,  D.E.  2002.  The  relationship  between  mathematics  preparationand  conceptual learning gain in physics: a possible inhidden variablei in diagnostic pretest scores. ames:department of physics and astronomy, Lowa State University.
Mutakinati, L., Anwari, I., & Yoshisuke, K. 2018. Analysis of students’ critical thinking skill of middle school through stem education project-based learning. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia , 7(1):54–65.
Nessa, W., Hartono, Y., & Hiltrimartin, C. 2017. Pengembangan buku peserta didik materi jarak  pada  ruang  dimensi  tiga  berbasis science,  technology,  engineering,  and mathematics (STEM) problem-based learning di Kelas X, Jurnal elemen , 3(1):1–14
Onsee,  P.  &  Nuangchalerm,  P.  2019.  Developing  critical  thinking  of  grade  10  students through  inquiry-based  STEM  learning. Jurnal  Penelitian  dan  Pembelajaran  IPA , 5(2):132-141
Putri, W.R., Supardi, Z.I., & Sudibyo, E. 2020. The effectiveness of learning devices through the  stem  approaches  to  train  students’  critical. Jurnal  Education  and  Development , 8(2):281–284.

## Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education)
Rahmawati, I., Hidayat, A., & Rahayu, S. 2016. Analisis keterampilan berpikir kritis peserta didik  pada  materi  gaya  dan  penerapannya .  Prosiding  Semnas  Pendidikan.  IPA. Pascasarjana UM , 1:112-119
Ritonga, S., Safrida, S., Huda, I., Supriatno, & Sarong, M. A. 2020. The effect of problem- based video animation instructions to improve students’ critical thinking skills. Journal of Physics: Conference Series , 1460(1):1-6
Roberts, T., Jackson,  C.,  Mohr-Schroeder, M.J., Bush, S.B., Maiorca,  C., Cavalcanti, M., Craig  Schroeder,  D.,  Delaney,  A.,  Putnam,  L.,  &  Cremeans,  C.  2018.  Students’ perceptions  of  STEM  learning  after  participating  in  a  summer  informal  learning experience. International Journal of STEM Education , 5(1):2-14
Santoso,  S.H.  &  Mosik,  M.  2019.  Kefektifan  LKS  berbasis  STEM  (science,  technology, engineering and mathematic) untuk melatih keterampilan berpikir kritis siswa pada pembelajaran fisika SMA. UPEJ Unnes Physics Education Journal , 8(3):248–253
Tseng,  K.H.,  Chang,  C.C.,  Lou,  S.J.,  &  Chen,  W.P.  2013.  Attitudes  towards  science, technology, engineering and mathematics (STEM) in a project-based learning (PjBL) environment. International Journal of Technology and Design Education , 23(1):87– 102
Ugras, M. 2018. The effects of STEM activities on STEM attitudes, scientific creativity and motivation beliefs of the students and their views on STEM education. International Online Journal of Educational Sciences , 10(5):165-182