## INOVASI DALAM PEMBELAJARAN SAINS MASA DEPAN
MELALUI STEM ( SCIENCE, TECHNOLOGI, ENGINEERING, AND MATHEMATIC ) EDUCATION DI SMA MUHAMMADIYAH 3 JEMBER
1) Alvi Maulidia, 2) Albertus Djoko Lesmono, 3) Lailatul Nuraini
Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Universitas Jember
Email: alvimaulidia@gmail.com
Abstract: This  article  discusses  how  to  find  out  the  level  of  student  creativity  in science  learning,  using  the  PBL  (Problem  Based  Learning)  learning  model  through the STEM approach (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). The goal is  to  use  these  learning  students  who  have  different  thought  patterns  and  levels  of creativity  can process their thoughts with different outputs on the cognitive domain of  students  in  learning  physics  in  the  material  elasticity  and  hooke  law  in  class  XI Mipa 3 students at Muhammadiyah 3 High School Jember The data obtained in the form of worksheets (Student Worksheets) and the final product. This type of research uses  true  experimental  research.  The  instruments  needed  in  this  research  are  test sheets.  The  results  of  this  study  are  that  using  the  STEM  approach  can  provide innovative thinking for high school students' creativity in mastering physics learning.
Keywords: STEM Education, PBL model, thinking creativity.

## PENDAHULUAN
Riset  merupakan  sarana  yang penting  untuk  meningkatkan  mutu pembelajaran. Komponen riset terdiri dari. Komponen riset terdiri dari latar belakang, prosedur, pelaksanaan, hasil,  riset  dan  pembahasan  serta publiksi hasil riset. Seluruh komponen tersebut memberikan makna  penting  yang  dapat  dilihat cara memformulasi dan menyelesaikan  permasalahan  serta kemampuan peneliti dalam mengkomunikasikan  manfaat  hasil penelitian  tersebut  (Widodo,  2016).
Riset  terbaru  yang  sedang  ada  saat ini  salah  satunya  yaitu  tentang STEM.
Saat  ini  STEM  sudah  dikenal di berbagai negara, baik negara maju maupun negara
berkembang, pendidikan  STEM  dapat  menjadi
sebuah  jalan  keluar  bagi  masalah kualitas  SDM  dan  daya  saing masing-masing  negara.  Oleh  sebab itu, dalam pendidikan STEM
menjadi terobosan baru yang semakin mendominasi wacana dalam konferensi  dan  publikasi  ilmiah internasional  dalam  bidang  dunia pendidikan. Kesadaran
akan pentingnya  pendidikan  STEM  telah mulai  muncul  di  kalangan  pakar pendidikan  di  Indonesia,  sehingga banyak  kelompok  studi  di  perguruan tinggi  melakukan  penelitian  dan pengembangan pendidikan STEM.
Istilah  STEM  pertama  kali yang  digunakan  oleh  NSF  (National Science  Fondation)  pada  tahun 1990an sebagai singkatan dari science, technology, engineering and mathematics. Awalnya bukan berasal
dari  kata  STEM  melainkan  kata SMET  namun  memiliki  konotasi yang  negative  dengan  kata  smut. Kemudian  diusualkan  lagi  dengan istilah  kata  METS  namun  di  tentang kembali  dan  mendapatkan  respon dari para anggota karena mengatakan bahwa kata METS adalah nama grup baseball  Nasional  di  New  York. Akhirnya muncullah sebuah akronim STEM  dan  istilah  tersebut  akhirnya disetujui  oleh  semua  pihak  anggota pada saat itu, karena banyak
memiliki  korelasi  positif  dengan bidang-bidang  yang  terkait  (Sanders, Mark. 2009).
Definisi  STEM  berdasarkan kata  masing  masing  diantaranya, Science: merupakan bagian dari ilmu pengetahuan  yang  mempelajari  alam semesta,  fakta-fakta,  fenomena  serta keteraturan  yang  ada  di  dalamnya.
Technology: merupakan inovasi, perubahan, modifikasi dari lingkungan  alam  untuk  memeberi kepuasan  terhadap  keinginan  dan kebutuhan  manusia.  (standarad  of technology  literacy,  ITEA  2000) Tujuan  teknologi  adalah  membuat modifikasi pada dunia untuk memenuhi kebutuha manusia. (National Science Education Standard, NRC 1996) Dalam pemaknaan yang lebih luas, teknologi mempu meningkatkan kemampuan  manusia  untuk  merubah dunia; memotong, membentuk, menyatukan
material-material, meindahkan sesuatu dari satu tempat ke  tempat  lain,  untuk  menggapai sesuatu  yang  lebih  hebat  dengan menggunakan  tangan,  suara  dan
perasaan kita. (Benchnark for science literacy, AAAS, 1993), proses manusia  memodifikasi  alam  untuk memenuhi  kebutuhan  dan  keinginan mereka  (Technically  Speaking:  Why All  Americans  Need  to  Know  More About Technology, NAE/NRC,2012) Engineering: merupakan sebuah profesi  dimana  pengetahuan  sains dan  matematika  diperoleh  melalui studi,  eksperimen,  dan  praktek  yang diaplikasikan dengan mempertimbangkan  pengembangan cara  untuk  merakit  bahan-bahan  dan kekutan  alam  untuk  memenuhi kebutuhan  manusia.  (Accreditation Board for Engineering and
Technology,  2008).  Mathematics:
merupakan cabang disiplin ilmu yang mempelajari  berbagai  pola  atau hubungan (relasi). (AAAS, 1993).
Pendidikan  STEM  memiliki banyak  memiliki  banyak  manfaat potensial  bagi  individu  dan  bangsa secara  keseluruhan  (Beatty,  2011). Bybee,  2013  mengatakan  bahwa tujuan  dari  pendidikan  STEM,  agar peserta  didik  memiliki  literasi  sains dan  teknologi  tampaktampak  dari membaca, menulis, mengamati, serta melakukan  sains  sehingga  apabila mereka  terjun  didunia  masyarakat,
mereka akan mampu
mengembangkan  kompetensi  yang telah  dimilikinya  untuk  diterapkan dalam  menghadapi  permasalahan dalam  kehidupan  sehari-hari  yang terkait dalama penerapan STEM.
Peningkatan  kemampuan  dan keterampilan  bagi  generasi  muda calon tenaga kerja merupakan tanggung jawab dari dunia
pendidikan  (Supahar  &  Istiyono, 2015).  Merujuk  pada  tujuan  utama pendidikan  dalam  STEM  (sains, tekologi,  teknik  dan  matematika) merupakan  keterampilan  penelitian untuk mendukung produksi pengetahuan  ilmiah.  Penelitian  lebih lanjut untuk mengidentifikasi dampak diskrit dari praktek pendampingan khusus selama rekruitmen fakultas-mahasiswa mengenai pengembangan keterampilan  penelitian  siswa  dan aspek  pengembangan  ilmiah  lainnya akan meningkatkan dasar pembuktian praktik dalam pemdidikan (Feldon et al., 2016)

## METODE
Penelitian  ini  dilaksanakan dengan  metode  penelitian  diskriptif kualitatif  dimana  penilitian  ini  ingin mengetahui  atau  melihat  adanya keadaan ataupun gejala dalam pelaksanaan  penelitian,  gejala  yang terjadi  ialah  adanya  hasil  produk siswa  dengan  berbagai  kreativitas yang  setiap  siswa  berbeda-beda.
Menurut Sugiyono (2005), penelitian deskriptif kualitatif merupakan penelitiam yang berusaha mendeskripsikan  seluruh  gejala  atau keadaan  yang  ada,  yaitu  keadaan gejala dan fakta menurut apa adanya pada saat penelitian dilakukan. Subjek  penelitian  ini  adalah  siswa kelas XI Mipa 3 semester ganjil pada
SMA  Muhammadiyah  3  Jember tahun ajaran 2019/2020 waktu penelitian  saat  bulan  Agustus  2019. Mata pelajaran fisika materi
Elastisitas dan Hukum Hooke.
Kemudian dapat dilakukan pengelompokkan dalam kelas tersebut terbagi menjadi lima
kelompok. Dengan penerapam model pembelajaran  PBL  ( Problem  Based Learning).
Prosedur penelitian ini meliputi beberapa tahapan, diantaranya tahap perencanaan, tahap pelaksanaan  dan  tahap  evaluasi. Tahap  perencanaan  yaitu  tahapan dimana  siswa  diberikan  sebuah permasalahan  dalam  Lembar  Kerja Siswa (LKS), dengan penerapan PBL STEM, siswa diberikan arahan materi  umum  tentang  elastisitas  dan hukum  hooke,  serta  melihat  literatur yang ada. Tahap pelaksanann dengan memberikan  perlakuan  kelompok siswa  melakukan  mengerjakan  LKS dengan  mendesai  rancangan  yang nantinya  akan  dibuat,  menentukan pegas yang  akan  dipakai  dan menghitung  besarnya  gaya  yang terjadi  pada  pegas  yang  disusun dalam rancangan hingga menghasilkan produk dengan rancangan tiap kelompok yang berbeda-beda. Sedangkan tahap evaluasi dengan melakukan
presentasi  dan  apresiasi  pada  tiap- tiap  kelompok  serta  menganilisis hasil  rancangan  yang  dibuat  pada tiap kelompok. Data dalam penelitian in  berupa  persoalan  pada  LKS dengan  satu  permasalahan  yang  ada di kehidupan sehari-hari dan tanggapan kelompok dengan mendesain pada lembaran tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Permasalahan  yang  diberikan kepada siswa di  LKS (Lembar  Kerja
Siswa)  sebelum  melakukan  kegiatan selanjutnya.  Pada  kelas  XI  Mipa  3 mendapatkan perlakuan berupa materi pembelajaran awal agar siswa dapat  mengetahui  literasi  yang  ada. Selanjutnya,  setelah  perlakuan  awal tersebut, diberikan kesempatan siswa untuk  memecahkan  permasalahan dan merancang karya pada kelompoknya masing-masing. Pembelajaran fisika pada materi  elastisitas  dan  hukum  hooke berbasis  STEM  ini  menggunakan desain  engineering  processes  dalam pembuatan  miniature  spring  bed  dan sofa,  dari  rancangan  tersebut  siswa harus  berintegrasi  dengan  konsep matematika dalam menghitung besarnya  gaya  maksimal  yang  dapat diberikan.  Hal  tersebut  dilakukan pada  tiap  kelompok  agar  dapat meningkatkan motivasi, tingkat belajar siswa, dan kreasi serta inovasi siswa  dalam
Berdasarkan  hasil  penelitian, pembelajaran  fisika  berbasis  STEM ini  juga  dapat memberikan  pengaruh terhadap  hasil  belajar  siswa  untuk materi  elastisitas  dan  hukum  hooke menjadi  lebih  baik  dibandingkan hasil  belajar  siswa  pada  materi lainnya.  Hal  tersebut  dapat  dilihat dari  rata-rata  nilai  ulangan  harian siswa. Maka dari itu masih diperlukan  penelitian  lebih  lanjut mengenai pembelajaran fisika berbasis  STEM  terhadap  berbagai kreativitas siswa tanpa harus
melupakan  pengaruhnya  terhadap hasil belajar siswa.
Fakta dilapangan saat pembelajaran  fisika  berbasis  STEM diimplementasikan  masih  terdapat banyak kendala, diantaranya kemampuan siswa dalam menganalisis permasalahan pada
LKS  (Lembar  Kerja  Siswa)  masih harus  diarahkan,  butuh  waktu  yang lebih  lama  untuk  melaksanakan pembelajaran  dengan  perlakuan  ini dibandingkan  dengan  pembelajaran pada  umumnya yang  saat  ini diterapkan  dalam  kurikulum  2013, pembuatan desain dan proyek miniature  juga  butuh  waktu  yang lebih  banyak  agar  hasil  produknya dikerjakan dengan baik. Namun pada saat proses pembelajaran berlangsung,  guru  dan  siswa  sudah terlibat dengan baik dalam berkomunikasi  atau  adanya  sebuah timbal  balik  antara  guru  dan  siswa. Adanya  kelompok  dalam  pengerjaan pembelajaran STEM menjadikan murid dapat bekerja sama dalam satu tim  yang  dapat  terintegrasi  antara siswa  satu  dengan  siswa  lainnya dalam kelompok tersebut.
Secara keseluruhan, pembelajaran  fisika  berbasis  STEM ini  mampu  meningkatkan  kreativitas dan  motivasi  siswa.  Meskipun  pada SMA  Muhammadiyah  3  Jember masih belum memahami pembelajaran  dengan  isitilah  STEM, namun yang mereka rasakan pembelajaran dengan metode tersebut bisa membuat mereka berpikir  secara  aktif  dan  kritis.
Proses pengambilan data yang dilakukan  pada  penelitian  dirasa terlalu singkat sehingga siswa sendiri merasa  masih  kurang  waktu    untuk dapat  menyelesaikan  permasalahan dengan  hasil  yang  baik.  Oleh  karena itu,  durasi  waktu  pembelajaran  yang lebih  baik  harus  dilakukan  pada penelitian-penelitian selanjutnya.

## KESIMPULAN
Pembelajara  fisika  berbasis STEM  pada  materi  elastisitas  dan hukum  hooke  mampu  meningkatkan kreativitas  siswa  menjadi  lebih  baik. Pembelajaran ini juga dapat meningkatkan pemahaman siswa mengenai materi tersebut serta meningkatnya  hasil  belajar  pada siswa. Namun perlu dilakukan
penelitian  lebih  lanjut  terhadap kendala-kendala  yang  ada  di  lapang. Salah  satu  saran  untuk  penelitian selanjutnya  yaitu  dengan  pengaturan dan  manajemen  waktu  agar  proses pembeajaran  STEM  dapat  berjalan dengan  baik  dan  sesuai  dengan penelitian  yang  diinginkan,  STEM juga dapat dilakukan di laboratorium fisika atau di lingkungan luar sekolah sebagaimana menurut Lilik Hendrajay  2015  mengatakan,  Ilmu Pengetahuan  Alam  khususnya  fisika seharusnya  diajarkan  juga  secara kontekstual  dengan  alam  sebagai sumbernya.

## DAFTAR PUSTAKA
Accreditation  Board  for  Engineering and Technology. (2007- 2008). Engineering
accreditation
criteria.
Baltimore, MD: Author.
AAAS.  (1993).  Benchmarks  for science  literacy.  New  York,
NY: Oxford University Press.
Beatty,  A.  2011.  Succesfull  STEM Education a Workhop
Summary.
Bybee,  R.  W.  2013.  The  Case  for
STEM Education: Challenges and  Opportunity.  Arlington, Virginia:  National  Science Teachers Association (NSTA) Press.
National  Academy  of  Engineering (NAE).  2012.  The  grand challenges  of  engineering. www.engineeringchallenges.
org National  Research  Council.  (2010, Draft under review). Framework for science education.Washington, DC:
National Academy Press. Sanders,  Mark.  2009.  STEM,  STEM Education,  STEMmania.  The Technology Teacher. 2
(2009), 20-26.
Supahar,  &  Istiyono,  E.  2015.
Pengembangan Asesmen.
Suwarma.  R.  Irma  (2015),  Research
on Theory and Practice STEM Education Implementation  in  Japan  and Indonesia using Multiple Intelligences Approach,
Disertasi program doctor Shizuoka University. Sugiyono.  2005.  Metode  Penelitian Administrasi. Bandung:
Alfabeta.
Widodo,  W.,  Setiawan,  B.,  Astriani,
D., Budiyanto, M., & Rosdiana,  L.  2016.  Laporan Kegiatan  Sanctioning  Tahap 2: dalam Rangka Pengembangan Kurikulum Program  Studi  IPA,  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas  Negeri  Surabaya. (pp.  1-63).  Surabaya:  PIU
IDB Unesa.