Jurnal Inovasi Pembelajaran di Sekolah DOI: 10.51874/jips.v5i1.189 ISSN 2774-9363 (Cetak) ISSN 2774-9746 (Online)
Jurnal Inovasi Pembelajaran di Sekolah
Literatur Review: Implementasi Media Pembelajaran Energi Alternatif Berbasis Kincir Angin Bertenaga Surya dengan Pendekatan STEM
Sinta Ristianti*, Nur Khoiri, Joko Saefan, Sigit Ristanto, Harto Nuroso Pendidikan Fisika, Universitas PGRI Semarang Jl. Sidodadi Timur No. 24 – Dr. Cipto, Semarang *E-mail: sintaristianti1234@gmail.com

## Abstrak
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan media pembelajaran berupa kincir angin tenaga surya berbasis STEM materi sains sekolah dasar untuk mendukung Kurikulum 2013.  Penelitian  ini  sebagai  solusi  dari  permasalahan  pendidik  mengenai  pembelajaran menggunakan media pada Kurikulum 2013 dalam menghadapi tuntutan pendidikan abad 21. Diharapkan peserta didik memiliki pengetahuan dan keterampilan STEM secara terpadu yang dapat diterapkan mulai dari tingkat  Sekolah Dasar (SD) sampai dengan  Sekolah Menengah Atas (SMA). Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mendeskripsikan dasar kebutuhan pembelajaran menggunakan  alat  peraga  berbasis  STEM;  2)  mengembangkan  rancangan  alat  peraga sederhana berbasis STEM; 3) mendeskripsikan alat peraga sederhana bebasis STEM. Metode Pengumpulan  data  dilakukan  dengan  menggunakan  data  sekunder  yaitu  dengan  menelusuri jurnal  elektronik  dan  studi  dokumentasi  di  perpustakaan.  Dari  hasil  yang  didapat  beberapa jurnal dan review karya ilmiah skripsi yang relevan menunjukkan bahwa media pembelajaran energi  alternatif  berbasis  kincir  angin  bertenaga  surya  dengan  pendekatan  STEM  bisa membantu meningkatkan hasil belajar siswa.
Kata kunci: alat peraga, STEM, kincir angin

## Abstract
This research is a research on the development of learning media in the form of STEM- based solar windmills for elementary school science materials to support the 2013 Curriculum. This research is a solution to the problems of educators regarding learning using media in the 2013 Curriculum in facing the demands of 21st century education. It is expected that students have  integrated  STEM  knowledge  and  skills  that  can  be  applied  starting  from  elementary school (SD) to high school (SMA). This research aims to: 1) describe the basic learning needs using STEM-based teaching aids; 2) develop the design of simple STEM-based teaching aids; 3) describe simple STEM-based teaching aids. Data collection methods were carried out using secondary  data,  namely  by  tracing  electronic  journals  and  documentation  studies  in  the library.  From  the  results  obtained  from  several  journals  and  reviews  of  relevant  thesis scientific  work,  it  shows  that  alternative  energy  learning  media  based  on  solar-powered windmills with a STEM approach can help improve student learning outcomes.
Keywords: teaching aids, STEM, windmills

## PENDAHULUAN
Kincir angin merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan dan menjadi pilihan alternatif dalam menghasilkan listrik. Sejak zaman kuno, kincir angin telah digunakan untuk menggerakkan roda atau mesin dengan memanfaatkan tenaga angin. Sejarah kincir  angin  bisa  dilihat  dari  penggunaan  awal  hinggga  sekarang  berkembang  dengan memanfaatkan tenaga surya.
Penggunaan pendekatan STEM dalam pembelajaran dapat menghasilkan pembelajaran yang  kreatif,  menyenangkan,  dan  meningkatkan  standar  pendidikan.  Melalui  STEM,  siswa belajar  pada  sains,  teknologi,  teknik,  dan  matematika  untuk  menjadi  pemecah  masalah, innovator, kolaborator, dan pemikir kritis yang sangat penting dalam jangka panjang.
Karena  konsep  sains  sering  dipakai  dalam  aplikasi  kehidupan  baik  dalam  peristiwa sehari-hari  atau  pun  penerapan  teknologi  zaman  sekarang.  Secara  umum,  menurut (permanasari,2016)  penerapan  STEM  dalam  pembelajaran  dapat  mendorong  peserta  didik untuk  mendesain,  mengembangkan  dan  memanfaatkan  teknologi,  mengasah  kognitif, manipulatif dan afektif, serta mengaplikasikan pengetahuan. Oleh karena itu, penerapan STEM cocok  digunakan  pada  pembelajaran  sains.  Dengan  demikian  ada  kesinambungan  antara kurikulum  merdeka  dan  pendekatan  STEM  yang  dapat  diaplikasikan  pada  proses pembelajaran. Hal ini berisi pedoman untuk guru dalam menyajikan pembelajaran fisika/sains yang  dapat  dikaitkan  dengan  matematika,  engineering,  dan  produk  teknologi.  Berdasarkan beberapa hal yang telah dijelaskan di atas diperlukan untuk melakukan proses pembelajaran sains dengan pendekatan STEM pada Kompetensi Dasar Mengidentifikasi berbagai sumber energi, perubahan bentuk energi, dan sumber energi alternatif (angin, air, matahari, panas bumi, bahan organic, dan nuklir dalam kehidupan sehari-hari).

## METODE PENELITIAN
Studi Pustaka ini menggunakan metode literatur review dengan melakukan studi literatur  terhadap  jurnal  /  artikel  ilmiah  yang  berkaitan  dengan  penelitian  ini.  Penelusuran artikel  dilakukan  melalui platfrom  Google  Schoolar dengan  batas  periode  publikasi  ,yakni mulai  tahun  2015  hingga  2023.  Sebanyak  25  dari  berbagai  jenis  jurnal  dijadikan  sebagai referensi  utama  dalam  penyusunan  tulisan  ini,  seperti  Jurnal  Riset  Teknologi  dan  Inovasi Pendidikan, Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, Jurnal Pendidikan Sains, Jurnal Natural Science Educational Research, dan Jurnal Ilmiah Untuk Peningkatan Mutu Pendidikan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian ini diperoleh setelah melaksanakan studi literatur yang dilaksanakan pada  bulan  Januari.  Data  penelitian  yang  diperoleh  adalah  data  skunder  berupa  data  jurnal sebanyak 25 jurnal penelitian sebelumnya. Hasil data yang diperoleh dapat dilihat pada table berikut:
a. Analisis berdasarkan pendidikan SD
Kegiatan proses pembelajaran sains dengan kincir anginbertenaga surya dengan pendekatan  STEM  dilakukan  pada  materi  energi  alternatif  dengan  tema  pembuatan kincir angin bertenaga surya ini dilaksanakan di kelas 4SD/MI. Berdasarkan analisis tidak semua sekolah memiliki fasilitas yang cukup untuk memenuhi percobaan sains akan tetapi  kebanyakan  hasil  penelitian  ini akan  memberikan pengaruh yang efekfif pada hasil belajar siswa apabila pembelajaran di lakukan secara langsung atau nyata. Hasil  belajar  siswa  sesudah  menggunakan  media  miniatur  lebih  tinggi dibandingkan  sebelum  menggunakan  media  miniature  pada  proses  pembelajaran.
Rendahnya hasil belajar siswa dikarenakan kurangnya penggunaan media saat proses pembelajran  berlangsung  yang  mengakibatkan  siswa  mudah  merasa  bosan  karena hanya berpacu pada buku dan penjelasan guru saja (Novalia, 2022). Maka dalam hal ini dapat dikatakan bahwa media miniatur dapat membantu siswa dalam pemahaman materi yang sulit dan dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Dengan demikian guru harus dapat mengembangkan media pembelajaran yang lebih kreatif dan inovatif agar siswa tidak mudah merasa bosan dan memiliki semangat belajar yang tinggi.
b. Analisi berdasarkan Pendidikan SMP/MTsN Sebagai  individu  yang  berpendidikan  akan  memutuskan  untuk  menyediakan sumber  daya  manusia  sebagai  generasi  yang  kreatif  dan  inovatif.  .  Implementasi pembelajaran IPA berbasis kincir angin bertenaga surya yang dikombinasikan dengan pendekatan STEM adalah contoh implementasi teknologi ramah lingkungan yang dapat meningkatkan kreativitas peserta didik dalam mengelola limbah sebagai sumber energi baru terbarukan.Pengembangan prototipe kincir angin bertenaga surya sebagai media pembelajaran  fisika  menunjukkan  hasil  bahwa  media  tersebut  dapat  meningkatkan motivasi belajar peserta didik.
Pendekatan STEM efektif meningkatkan kreativitas siswa dalam berimajunasi dan berinovasi, konsep-konsep belajar yang di dapat dalam proses belajar langsung bisa teraplikasikan  pada  alat  yang  mampu  membantu  kerja  manusia.  Akan  tetapi  ada beberapa data di salah satu SMP Negri Bandung yang menunjukkan bahwa pendekatan STEM  belum  mampu  untuk  melatih  keterampilan  berpikir  kritis  siwa  pada  aspek observasi dengan kriteria sangat baik tidak ada satupun, pada kriteria baik terdapat 1 siswa, pada kriteria cukup tidak ada satupun, pada kriteria kurang terdapat 5 siswa, dan sebanyak 15 siswa berada pada kriteria rendah.
c. Analisis berdasarkan Pendidikan SMA Inovasi  media  pembelajaran  baru  yang  sesuai  dengan  minat  peserta  didik terhadap metode pembelajaran berbasis eksperimen/praktikum yaitu alat peraga. Alat peraga sebagai media pembelajaran disukai oleh peserta didik karena dianggap dapat membantu pemahaman konsep. Sebagian peserta didik kelas X di salah satu SMA di Surabaya  diperoleh  informasi  bahwa  mata  Pelajaran  fisika  kurang  menarik  karena bersifat abstrak , banyak angka dan susah difahami. Salah satu metode pembelajaran yang menyenangkan bagi peserta didik yaitu kegiatan eksperimen/praktikum. Inovasi media pembelajaran ini sangat tepat untuk mewujudkan pembelajaran yang menyenangkan dan interaktif serta mudah dipahami untuk mengembangkan kincir angin  bertenaga  surya  sebagai  salah  satu  media  pembelajaran  pada  materi  energi alternatif  dengan  harapan  dapat  membantu  mewujudkan  pembelajran  yang menyenangkan dan lebih mudah dipahami. Akan tetapi fasilitas yang ada di sekolah Sebagian besar ada yang belum lengkap, sehingga membuat peserta didik tidak bisa melakukan praktikum/eksperimen.

## PENUTUP
Pendidikan merupakan suatu proses yang menekankan siswa dalam mendapatkan ilmu melalui pengetahuan,sikap dan keterampilan siswa. Guru hendaknya membuat pembelajaran yang menarik baik siswa, sehingga belajar adalah hal yang menyenangkan. Guru hendaknya memilih  model  yang  tepat  agar  pembelajaran  lebih  bermakna  dan  menyenangkan.  Salah satunya  media  pembelajaran  energi  alternatif  berbasis  kincir  angin  bertenaga  surya  dengan pendekatan STEM ini. Berdasarkan 25 artikel diatas bahwa alat peraga dapat membantu guru untuk  meningkatkan  ketertarikan  siswa  untuk  belajar  sains  dan  juga  dapat  meningkatkan keaktifan siswa dan kepercayaan diri siswa

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih ditujukan kepada Bapak Joko Saefan, S.SI., M.Sc. dan Bapak Dr. Nur  Khoiri,  M.T.,  M.Pd.  selaku  dosen  pengampu  mata  kuliah  Publikasi  Ilmiah  dalam Pendidikan Fisika. Ucapan terimakasih juga ditunjukkan kepada Bapak Dr. Sigit Ristanto, S.T., M.Sc. selaku dosen pembimbing skripsi.

## DAFTAR PUSTAKA
Purbaningrum, Dwi. "Penggunaan Alat Peraga Sederhana Berbasis STEM dalam Pembelajaran Sains pada SD/MI." Jurnal Pendidikan Dasar dan Keguruan 5.2 (2020): 50-57. Ridwan, M., Yuliani, H., & Syar, N. I. (2021). Pengembangan Prototipe Kincir Angin Savonius Menggunakan  Bilah  Baling  Sel  Surya  Sebagai  Media  Pembelajaran  Fisika. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika , 5 (2), 242-260. Fadillah, R. Z., Mahendra, A. I., Pangestu, M. B., Afriansyah, A., Rahman, A. F., Muhasabah, A., ... & Setiawan, E. (2021). Perbandingan Penggunaan Panel Surya dan Turbin Angin dalam  Implementasi  Energi  Baru  Terbarukan  (EBT)  di  Lingkungan  Universitas Pertamina. Jurnal Teknologi Lingkungan , 22 (1), 029-037.
Desrizal,  Heri,  and  Iswadi  Hasyim  Rosma.  "Analisis  Ketersediaan  Sistem  Pembangkit Berbasiskan Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB) Dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)." Jom FTEKNIK 5.1 (2018). Wijayanto, D. S., Widiastuti, I., Budiyanto, C. W., Saputra, T. W., Towip, T., Maimunah, M., & Kurniawan, H. (2024). Penerapan Pendidikan Hijau dalam Pembelajaran STEM bagi Siswa  Sekolah  Dasar  di  Kabupaten  Klaten. BERNAS:  Jurnal  Pengabdian  Kepada Masyarakat , 5 (1), 1-12.
Triprani,  Enggar  Kusuma,  Nawang  Sulistyani,  and  Dian  Fitri  Nur  Aini.  "Implementasi Pembelajaran STEAM  Berbasis  PjBL  Terhadap  Kemampuan Problem  Solving  pada Materi  Energi  Alternatif  di  SD." Scholaria:  Jurnal  Pendidikan  dan  Kebudayaan 2 (2023): 176-187.
Lubna,  Lubna,  Sudarti  Sudarti,  and  Yushardi  Yushardi.  "Potensi  Energi  Surya  Fotovoltaik Sebagai Sumber Energi Alternatif." Pelita: Jurnal Penelitian Dan Karya Ilmiah 21.1 (2021): 76-79.
Wicaksono, Anggit Grahito. "Penyelenggaraan pembelajaran IPA berbasis pendekatan STEM dalam  menyongsong  era  revolusi  industri  4.0." LENSA  (Lentera  Sains):  Jurnal Pendidikan IPA 10.1 (2020): 54-62.
Wibowo,  I.  Gusti  Agung  Wisnu.  "Peningkatan  keterampilan  ilmiah  peserta  didik  dalam pembelajaran fisika melalui penerapan pendekatan STEM dan e-learning." Journal of education action research 2.4 (2018): 315-321.
Novit, Andariani, Sudarti Sudarti, and Yushardi Yushardi. "Analisis Penggunaan Kincir Angin sebagai  Sumber  Energi  Alternatif  Cadangan  yang  Terbarukan." PHYDAGOGIC: Jurnal Fisika dan Pembelajarannya 6.1 (2023): 63-68.
Lestari, D. A., & Sucahyo, I. (2023). Pengembangan Alat Peraga Mini Sopetric (Solar Powered Electricity) pada  Materi Energi Alternatif di Kelas  X SMA. Jurnal  Ilmu  Pendidikan dan Pembelajaran , 1 (2), 77-90.
Damayanti, Eka Diah, and Irma Rahma Suwarma. " Profil Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMP dalam Pembelajaran IPA Berbasis STEM ."
Ratnawati,  S.  (2021).  Hidrofilter  Tenaga  Surya  Implemetasi  Pendekatan  Stem  Pada  Materi Teknologi Ramah Lingkungan Mata Pelajaran Ipa Kelas 9 MTsN 1 Lumajang. Jurnal IKA PGSD (Ikatan Alumni PGSD) UNARS , 9 (1), 176-188.
Prismasari, D. I., Hartiwi, A., & Indrawati, I. (2019). Science, Technology, Engineering and Mathematics (Stem) Pada Pembelajaran IPA SMP. FKIP e-PROCEEDING , 4 (1), 43- 45.
Nidya  Permata,  N.,  Ibnu  Zaman,  W.,  &  Damayanti,  S.  (2022).  Pengembangan  Media Pembelajaran  Miniatur  Materi  Energi  Alternatif  untuk  Siswa  Kelas  IV  Sekolah Dasar. Edusaintek: Jurnal Pendidikan, Sains Dan Teknologi , 9 (1), 1-13. Gumelar,  Bawono  Widyo,  Indah  Widiastuti,  and  Danar  Susilo  Wijayanto.  "Pembelajaran Energi Terbarukan Untuk Sekolah  Dasar Studi Kasus  Di  Kabupatan Klaten." Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Dan Kejuruan 11.1 (2019): 16-21. Rumbayan,  M.  (2020).  Diseminasi  pembelajaran  energi  terbarukan  turbin  angin  pada masyarakat di Desa Kiama Kepulauan Talaud. IKRA-ITH ABDIMAS , 3 (3), 79-83.
Pradana, Hendra Hardianto. "Simulasi Sistem Pembangkit Listrik Hibrid Tenaga Surya Dan Angin Di Fakultas Teknologi Industri." (2018).
Rahman, Abdul Aziz. "Pengembang Media Pembelajaran Aquaponik-Induksi Elektromagnetik untuk  Meningkatkan  Literasi  Sains  Siswa  Melalui  Pembelajaran  Berbasis STEM." Jurnal Didaktika Pendidikan Dasar 4.2 (2020): 357-370.
Akbar,  N.  S.  (2016).  Pengembangan  Multimedia  Pembelajaran  Energi  Alternatif  Mata Pelajaran IPA Kelas IV SD Negeri Perumnas Condongcatur. E-Jurnal Skripsi Program Studi Teknologi Pendidikan , 5 (6), 109-117.
Nugroho,  W.  F.,  Putri,  H.,  &  Hadiyoso,  S.  (2015).  Perancangan  Dan  Implementasi  Kincir Angin Dan Panel Surya Sebagai Energi Alternatif Untuk Access Point.
Ayu, Revania Risang, et al. "Prinsip Kerja Gerak Melingkar pada Kincir Angin: Sebuah Kajian Fisika Sekolah." Phi: Jurnal Pendidikan Fisika dan Terapan 7.2 (2021): 74-80. Oktavia, R. (2019). Bahan ajar berbasis science, technology, engineering, mathematics (stem) untuk mendukung pembelajaran ipa terpadu. Semesta: Journal of Science Education and Teaching , 2 (1), 32-36.
Werdhiana,  I.  Komang.  "Pengembangan  Perangkat  Laboratorium  IPA  Berbasis  Energi Alternatif untuk Sekolah Dasar di Daerah Terpencil." saintifika 18.1 (2016).
Setiawan, A., Susilo, S. H., Winoko, Y. A., Faizal, E., Farida, N. N., & Sarjiyana, S. (2022, November). Pemanfaatan  Energi  Surya  Sebagai  Energi  Alternatif  dan  Peningkatan Media  Pembelajaran  IPA  di  SD  Negri  Bareng  3  Kota  Malang .  In Conference  on Innovation and Application of Science and Technology (CIASTECH) (Vol. 5, No. 1, pp. 783-790).