## Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA
e-ISSN: 2620-553X p-ISSN: 2614-0500

## Profil Pembelajaran IPA di SMA dan Potensi Implementasi
Design Based Learning Dalam Pembelajaran
Selama Masa Covid-19

## Arie Novia Santi*, Anna Permanasari, Didit Ardianto
Program Studi Pendidikan IPA, Pascasarjana, Universitas Pakuan, Bogor, Indonesia Author: arie.072619005@unpak.ac.id Co-outhor: anna.permanasari@unpak.ac.id
DOI: 10.24815/jipi.v5i3.21949 Article History: Received: July 30, 2021 Revised: September 1, 2021 Accepted: September 9, 2021 Published: September 13, 2021
Abstract. Science teachers must be able to design learning to be able to accommodate demands 21 st century learning. Therefore, a study was conducted that aims to analyze the profile of learning with DBL in high school science learning. The research method used is descriptive qualitative method based on learning outcomes through information learning interviews conducted with teachers at the MA Boarding School As Sa'idah Sukabumi as many as 15 people. The results of the interviews showed that generally science teachers had apply the learning process with PBL, PjBL, and discovery learning models by using Process Approach, inquiry and concept. However, students have not demonstrate quality interactions to build critical thinking in accordance with which is expected. Furthermore, no teacher has implemented it yet STEM-based science learning. The results of interviews with teachers show 99% of teachers already familiar with STEM learning, but 65% have not applied it in learning. Meanwhile, the results of interviews with teachers found that DBL which is a marker of STEM learning has never been implemented in science class. Research result provide the need for science learning innovations  using  the  approach  DBL,  given  the  highly  prospective  characteristics  of  DBL  for establishing quality interactions, thinking,  creative students and practice the ability to  collaborate and communicate students, even in this Covid-19 pandemic situation.
Keywords: Design-Based Learning; science learning

## Pendahuluan
Konsep pembelajaran abad 21 yang sesuai dengan era revolusi industri 4.0 dalam pendidikan.  Menurut  paradigma  pembelajaran  IPA  pada  era  abad  21  dapat  ditekankan dalam memberikan pengalaman langsung kepada siswa agar memahami sains secara utuh, siswa  di  dorong  mempunyai  kompetensi  untuk  mengembangkan  pengetahuan  dan keterampilan  (terutama  kreativitas)  yang  dimilikinya  supaya  dapat  bersaing  dalam kehidupan  sosial.  Dalam  hal  ini,  guru  IPA  harus  mampu  mendesain  pembelajaran  agar mampu  mengakomodasi  tuntutan  pembelajaran  abad  21,  dengan  fokus  pada  “ enjoyful learning ” dan lebih berpusat pada siswa. (Kim, dkk., 2015) menjelaskan bahwa pendidikan sains saat ini ke depan harus bergerak dari pengajaran langsung ke kontruktivisme, dan dari  akuntabilitas  lokal  ke  standar  nasional  sehingga  siswa  mempunyai  keterampilan berpikir kritis, kreatif, inovatif, komunikatif, dan mampu berkolaborasi. Dalam kondisi ini siswa  diberi  kebebasan  untuk  mengembangkan  keterampilan  yang  dimilikinya  dalam
menghasilkan ide orisinal supaya selama proses pembelajaran berlangsung siswa tersebut dapat  menghasilkan  produk  dalam  bentuk  sesuatu  yang  belum  pernah  diketahui sebelumnya.  Selain  itu,  dapat  menumbuhkan  kepercayaan  diri  siswa  dalam mengembangkan dan mempraktikan keterampilan empati dalam proses merancang suatu produk.
Adanya  Covid  19  di  seluruh  negara,  salah  satunya  Indonesia  menjadi  salah  satu faktor penghambat dalam dunia Pendidikan.  Diperlukan inovasi dari guru-guru sains saat ini  untuk  menemukan  berbagai  cara  memaksimalkan  pembelajaran  dalam  situasi  serba darurat  saat  ini.  Salah  satu  inovasi  saat  ini  yang  sedang  dikembangkan  adalah pembelajaran dengan pendekatan “ design based learning ”. Design based learning telah banyak dikembangkan dalam berbagai pembelajaran normal. Beberapa penelitian tentang design  based  learning  diantaranya  dilakukan  oleh  (Doppelt,  2008)  dan    (Puente,  dkk., 2013)    yang  menyatakan  bahwa    tujuan  utama  reformasi  pendidikan  sains  adalah menghasilkan  kurikulum  yang  meningkatkan  pembelajaran  semua  siswa.  Pembelajaran berbasis desain salah satunya bertujuan untuk satunya menghasilkan suatu produk dan solusi yang inovatif. Selain itu, menurut (Srikongchan, dkk., 2021), design based learning merupakan pendekatan yang dapat mendukung sebuah pembelajaran dalam mengeksplor alat agar siswa aktif dan kreatif dan dengan mudah dalam melakukan praktikum. Lebih lanjut dinyatakan bahwa design based learning merupakan salah satu pembelajaran yang diharapkan  dapat  membangun  motivasi  dengan  melibatkan  siswa  di  dalam  mendesain proses pembelajaran. Dalam hal ini, siswa mengalami kontruksi konsep kognitif mereka sebagai  hasil  perancangan  pembelajaran  yang  memiliki  kualitas  dan  hasil  belajar  yang lebih  baik  (Puente,  dkk.,  2015).  Pendekatan design  based learning diintegrasikan untuk perspektif  teoritis  dan  praktis  pada  proses  pembinaan  yang  baik (Lovejoy,  dkk.,  2021) , Pendekatan    memang  memegang  peranan  penting  dalam  proses  pembelajaran,  apalagi diimplentasikan dengan science (Altan, dkk., 2018). Secara  umum  dapat  disimpulkan  bahwa design  based  learning merupakan pendekatan dengan pola desain pembelajaran dimana proses kreatif berada didalamnya, dan  dapat  menumbuhkan  kreativitas  siswa.  Berdasarkan  karakteristiknya  sangat memungkinkan  pembelajaran  berbasis design  based  learning dapat  diterapkan  dalam situasi Covid-19, salah satunya dengan penggunaan media berbasis teknologi seperti micro controller Arduino.  Seperti  diketahui, design  based  learning merupakan  salah  satu pendekatan  (strategi)  dalam  pembelajaran  STEM.  Dalam  pembelajaran  STEM,  langkah design  based  learning dilakukan  setelah  langkah  inkuiri  diselesaikan.  Langkah  pertama untuk  memastikan  kemungkinan  penerapan  pembelajaran design  based  learning dalam masa ini, perlu dilakukan kajian awal berupa kajian kualitatif terhadap pembelajaran sains di kelas saat ini yang diselenggarakan dalam moda daring dan luring  ( home visit dan tetap mengikuti protokol kesehatan). Hasil observasi sangat diperlukan untuk mengembangkan strategi pembelajaran berbasis design based learning Selain itu, penggalian persepsi guru tentang  pembelajaran  dengan  Pendekatan design  based  learning juga  perlu  dilakukan sebagai  langkah  antisipatif  untuk  implementasi  pembelajaran  berbasis  design  based learning  pada akhirnya. Penelitian bertujuan untuk mengungkapkan kejadian atau fakta, keadaan, fenomena, variabel dan keadaan yang terjadi saat terkait dengan pembelajaran sains  dan  sehingga  pada  akhir  dapat  menyuguhkan  data  tentang  apa  yang  sebenarnya terjadi, dan faktor apa yang menyebabkannya.

## Metode Penelitian
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  deskriptif  kualitatif. Menurut  (Sugiyono,  2010).  Teknik  pengumpulan  data  dilakukan  melalui  observasi  dan interview/wawancara,  wawancara  digunakan  sebagai  Teknik  pengumpulan  data  untuk
menemukan  permasalahan  yang  harus  diteliti,  dan  untuk  mengetahui  hal-hal  dari responden  yang lebih  mendalam  (Arikunto,  2008).  Subyek  penelitian  adalah 15  guru  di sekolah MA Boarding School As Sa’idah Kabupaten Sukabumi yang terdiri dari guru mata pelajaran  fisika,  kimia,  biologi,  dan  guru  mata  pelajaran  yang  lain  serta  10  siswa  yang dipilih secara acak. Instrumen yang digunakan berupa format observasi pembelajaran dan lembar wawancara yang berisi pendapat guru dan siswa mengenai pembelajaran termasuk implementasi design  based  learning .  Hasil  observasi  dan  wawancara  kemudian ditriangulasikan  dengan hasil kajian  penelitian  sejenis  sehingga  dapat  diolah  dan  ditarik kesimpulan serta rekomendasinya.

## Hasil dan Pembahasan
Pendidikan di Indonesia saat ini mengalami perubahan semenjak adanya Covid 19. Penyebaran COVID-19 telah memberikan tantangan tersendiri bagi lembaga pendidikan di Indonesia.  Untuk  mengantisipasi  penularan  virus  tersebut  pemerintah  mengeluarkan kebijakan seperti social distancing, physical distancing , hingga pembatasan sosial berskala besar  (PSBB).  Di  tengah  pandemi  COVID-19  ini  sekolah-sekolah  menerapkan pembelajaran secara daring melalui berbagai platform aplikasi yang tersedia seperti Zoom, Google Meet, Google Classroom merupakan media yang dapat dioptimalkan. Melalui media aplikasi  elektronik  tersebut  tenaga  pendidik  dapat  mentransfer  pengetahuan  dan keterampilan  dalam  pembelajaran.  Selain  memakai  aplikasi  khas  untuk  kegiatan pembelajaran,  guru  dan  peserta  didik  juga  biasanya  menggunakan  aplikasi WhatsApp karena  dinilai  lebih  mudah.  Dalam  pelaksanaan  pembelajaran  jarak  jauh  ini,  tentunya peserta didik maupun tenaga pendidik diharuskan memiliki akses jaringan internet yang baik. Pada kenyataannya banyak daerah-daerah yang tidak memiliki akses internet yang cukup sehingga menjadi salah satu kendala yang di alami pendidik maupun peserta didik. Selanjutnya siswa belum paham dalam mengoperasikan beberapa aplikasi pembelajaran seperti zoom, google meet, google classroom . Disini juga guru lebih sering menggunakan metode diskusi, tanya jawab dalam pembelajaran.
Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan hampir semua guru telah mengenal kata STEM. Tetapi kebanyakan mereka belum memahami benar makna dari STEM tersebut apalagi  untuk  menerapkannya  dalam  proses  pembelajaran.  dan  untuk design  based learning ,  beberapa  guru  yang  diwawancarai  telah  menerapkan  beberapa  indikator  dari design based learning , tetapi mereka sendiri masih awam dengan pendekatan design based learning .  kemudian  hasil  wawancara  yang  dilakukan  kepada  siswa  hampir  semua  siswa pernah menggunakan media selama proses pembelajaran. tetapi, kalau untuk pembuatan alat peraga itu sangat jarang sekali. Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil wawancara guru dan siswa yang dilakukan, kemungkinan besar mereka telah mengenal pembelajaran berbasis STEM dan design based learning . tetapi selama proses pembelajaran berlangsung, kemungkinan  hasil  observasi  dan  wawancara  dengan  siswa  dan  guru  umumnya  mereka belum  tahu  apa  yang  dimaksud  pembelajaran  berbasis  STEM  dan  DBL.  Melihat  kondisi seperti itu, maka diperlukan pendekatan yang sesuai dengan proses pembelajaran pada masa  covid  19,  yaitu  pendekatan  yang  memungkinkan  dapat  membantu  siswa memperoleh pengetahuan baru dengan memanfaatkan kemajuan teknologi sehingga dapat menhasilkan  siswa  yang  kreatif  dan  dapat  memotivasi  siswa  dalam  mendesain  dan menghasilkan suatu produk (Debije, 2019). Dengan demikian, supaya pendekatan design based  learning dapat  diterapkan  dalam  pembelajaran,  langkah  awal  yang  diambil  yaitu melalui  hasil wawancara  yang  dilakukan  dengan  guru  dan  siswa  diperoleh  data  sebagai berikut.
Tabel 1 . Respon Guru Terhadap Penerapan Design Based Learning pada kelas IPA.
No Pertanyaan/Pernyataan Persentase yang menjawab ya 1. Apabila  Pendekatan design  based  learning akan  diterapkan dalam  pembelajaran  IPA,  Pendekatan  yang  digunakan  pada pembelajaran abad 21 harus mulai menggunakan pendekatan berbasis desain pada pembelajaran 93 2.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,  siswa  disekolah  anda  akan  dapat mengidentifikasi  permasalahan  dari  pembelajaran  yang disampaikan? 76 3.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,  siswa  disekolah  anda  akan  dapat mengumpulkan informasi dari pembelajaran yang disampaikan? 64 4.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,  siswa  disekolah  anda  akan  dapat memperkenalkan  solusi  alternatif  dari  pembelajaran  yang disampaikan? 76 5.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,    siswa  disekolah  anda  akan  bisa memilih solusi dari pembelajaran yang disampaikan? 76 6.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,    siswa  disekolah  anda  akan  dapat merancang suatu produk dari pembelajaran yang disampaikan? 69 7.  Menurut  prediksi  ibu/bpk,    siswa  disekolah  anda  akan  dapat melakukan evaluasi dari pembelajaran yang disampaikan? 76
Berdasarkan  analisis  data  hasil  wawancara  yang  dilakukan  menunjukkan  hampir seluruh guru yang di wawancarai menyatakan optimisme dapat menerapkan pembelajaran DBL dengan berbagai kriteria yang menjadi penciri pembelajaran design based learning . Hampir seluruh guru menyatakan persetujuan bahwa Pendekatan design based learning merupakan keniscayaan bagi pembelajaran sains masa kini (93 %). Demikian pula, guru merasa optimis pembelajaran design based learning dapat diikuti oleh siswanya, karena guru  berpendapat  bahwa  siswa  akan  mampu  melaksanakan  langkah-langkah pembelajaran yang mencirikan design based learning , seperti pada pertanyaan nomor 2 untuk indikator design based learning yang pertama yaitu purpose dengan persentase 76 %. Begitu juga untuk indikator solution, choice, evaluation , dengan persentase yang sama 76  %,  berarti  disini  guru  sudah  mampu  memprediksi  bahwa  siswa  akan  dapat memperkenalkan solusi dari suatu permasalahan dalam pembelajaran yang diberikan guru, serta optimis siswa dapat melakukan evaluasi secara mandiri terhadap pembelajaran yang telah  disampaikan  oleh  guru.  Pada  aspek/indikator operation (pertanyaan  no  6), kelihatannya sebagian guru ragu apakah siswa dapat melakukannya dengan baik. Hal ini ditunjukkan oleh persentase yang tidak cukup tinggi, yaitu sekitar 64 % . Guru berpikir bahwa kemungkinannya siswa akan mengalami kesulitan dalam mengumpulkan informasi dan  merancang  suatu  produk  dalam  pembelajaran.  Namun  demikian,  dengan  64%  ini peneliti optimis siswaa dapat menyelesaikannya dengan bimbingan dari gurunya.
Sejalan dengan optimisme para guru, pembelajaran design based learning sangat prospektif  digunakan  mengingat  Pendekatan design  based  learning ini  mampu  untuk melatih kemampuan siswa dalam berpikir tingkat tinggi, berpikir kritis, serta melakukan inovasi atau kreasi (Strobel, dkk., 2013).
Pendekatan design  based  learning diyakini  dapat  membangun  motivasi  dengan melibatkan  siswa  di  dalam  mendesain  proses  pembelajaran. Design  based  learning menekankan para siswa bekerja secara kooperatif, dengan tujuan memperoleh kecakapan- kecakapan secara professional, dan mampu mengintegrasikan aspek yang relevan dalam Pendidikan  (Mardhiyana,  dkk.,  20015),  untuk  mengetahui  respon  siswa  apakah
menunjukkan optimisme bahwa  Pendekatan design based learning dapat diimplementasikan meskipun dalam kondisi covid-19 saat ini. Hal ini ditunjukkan oleh data hasil wawancara yang terangkum dalam Tabel 2.
Tabel 2 . Respon Siswa Terhadap Penerapan Design Based Learning pada kelas IPA No Pertanyaan Persentase 1. Menurut kalian, apakah setuju bila pembelajaran di kelas akan menerapkan pendekatan design based learning 97 2.  Saya  dapat mengidentifikasi  permasalahan  dari  pembelajaran yang disampaikan? 73 3.  Saya dapat mengumpulkan informasi dari  pembelajaran yang disampaikan? 67 4.  Saya  dapat  mengusulkan  solusi  alternatif  dari  permasalahan yang dimunculkan dalam pembelajaran 73 5.  Saya  dapat  memilih  solusi  dari  pembelajaran  yang disampaikan? 73 6.  Saya  dapat  merancang  suatu  produk  dari  pembelajaran  yang disampaikan? 67 7.  Saya  dapat  melakukan  evaluasi  dari  pembelajaran  yang disampaikan? 73
Hasil analisis data yang didapatkan berdasarkan respon siswa hampir sama dengan analisis  data  dari  hasil  persentase  respon  guru.  Dapat  dikatakan  pembelajaran design based  learning disekolah  harus  mulai  diterapkan.  Siswa  kemungkinan  berpikir  bahwa pembelajaran  dengan design  based  learning dapat  lebih  menyenangkan  dan  tidak membosankan.  Hal  ini  sejalan  dengan  (Baran,  2016),  bahwa  pembelajaran  yang  lebih mengakomodasi aktivitas siswa akan membuat belajar menjadi lebih enjoyful . Salah satu hal yang masih diragukan oleh hampir seluruh siswa adalah terkait kemampuan mencari informasi.  Siswa  kelihatannya  masih  dihadapkan  pada  kesulitan  dalam  mengumpulkan informasi dan merancang suatu produk dalam pembelajaran. Kesulitan ini kiranya dapat diatasi dan diantasipasi dengan memberikan link-link sumber informasi yang dapat diakses siswa,  sehingga  kesulitan  dapat  teratasi.  Pada  masa  Covid-19  ini,  pembelajaran  sangat menggantungkan  diri  pada  penggunaan  teknologi.  Pemanfaatan  teknologi  pembelajaran seperti  teknologi micro  controller berbasis  Arduino  menjadi  pilihan  yang  dapat direkomendasikan. Membuat rancangan operasi micro controller oleh siswa akan sangat memberikan  harapan  dan  pencerahan  pembelajaran  yang  membuat  siswa  lebih  senang belajar dan memunculkan kreativitasnya.

## Kesimpulan
Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa selama ini guru-guru masih terbiasa dengan  pembelajaran  dengan  menggunakan  model  yang  direkomendasikan  kurikulum 2013,  yaitu  pembelajaran  dengan  PBL,  PjBL,  atau Discovery  learning .  Hasil wawancara menyimpulkan bahwa pembelajaran inovatif memang sangat diperlukan untuk membuat pembelajaran lebih variatif dan mampu mengakselerasi pencapaian tujuan, hampir seluruh guru menyatakan belum pernah mengimplementasikan pembelajaran berbasis STEM atau pembelajaran  berbasis design  based  learning .  Setelah  memperoleh  pencerahan  tentang pembelajaran STEM dan design based learning , hampir seluruh guru menyatakan bahwa pembelajaran  berbasis design  based  learning merupakan  pembelajaran  yang  sangat
prospektif  untuk  diterapkan,  mengingat  perannya  yang  akan  mampu  mengakselerasi pencapaian  tujuan  pembelajaran.  Mereka  juga  berkeyakinan  siswa  dapat  mengikuti Pendekatan  pembelajaran design  based  learning ini  dengan  baik.  Hal  ini  didukung  oleh pendapat siswa yang terlihat percaya diri dapat mengikuti pembelajaran berbasis design based learning . Dalam masa covid-19 ini, pembelajaran dengan memanfaatkan teknologi merupakan keniscayaan, seperti penggunaan inovasi micro controller berbasis Arduino.

## Daftar Pustaka
Altan, E.B., Yamak, H., Kirikkaya, E.B., & Kavak, N. 2018. The  use of design-based learning  for  stem  education  and  its  effectiveness  on  decision  making  skills. Universal Journal of Educational Research , 6(12):2888–2906. https://doi.org/10. 13189/ujer.2018.061224
Arikunto, S. 2008. Dasar-dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: Bumi Aksara.
Baran, E. & Uygun, E. 2016. Putting technological, pedagogical, and content knowledge (TPACK) in action: An integrated TPACK-design-based learning (DBL) approach.
Australasian Journal of Educational Technology , 32(2):47-63.
Debije, M.G. 2019. Implementing a practical, bachelor ’ s-level design-based learning course to improve chemistry students ’ scienti fi c dissemination skills. Journal Chemistry  Education, 96(9):1899-1905.  https://doi.org/10.1021/acs.jchemed. 9b00166
Doppelt, Y. 2008. Middle-school science through design- based learning versus scripted inquiry :  better  overall  science  concept  learning. Journal  of  Engineering Education , 97(1):71-85. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2008.tb00955.x Kim, P., Suh, E., & Song, D. 2015. Development of a design-based learning curriculum through design-based research for a technology-enabled science classroom: An School  of  Education  study,  Stanford  University. Issues  in  Education  Tech Research  Development ,  63:575-165.  https://doi.org/10.1007/s11423-015- 9376-7
Lovejoy, V., Prain, V., Musk, C., Poljak, L., Roberts, D., & Stewart, I. 2021. What teachers learn from science and arts integration in a design-based learning framework: An Australian study. Issues in Educational Research , 31(1):149– 165.
Mardhiyana,  D.,  Octaningrum,  E.,  &  Sejati,  W.  2015.  Mengembangkan  kemampuan berpikir  kreatif  dan  rasa  ingin  tahu  melalui  model  pembelajaran  berbasis masalah. Prosiding Seminar Nasional Matematika ,1(1):590–605.
Puente,  S.M.,  Gómez,  Eijck,  M.  van,  &  Jochems,  W.  2013.  Facilitating  the  learning process in design-based learning practices: an investigation of teachers’ actions in  supervising  students. Research  in  Science  &  Technological  Education , 31(3):288-307. https://doi.org/10.1080/02635143.2013.837043
Puente,  Sonia  M  Gómez,  Eijck,  M.  Van,  &  Jochems,  W.  2015.  European  journal  of engineering professional development for design- based learning in engineering
education : a case study. European Journal of Engineering Education , 40(1):14- 31. https://doi.org/10.1080/03043797.2014.903228
Rosa,  R.  2016.  Design-Based  Learning:  A  Methodology  for  Teaching  and  Assessing Creativity. August.
Strobel, J., Wang, J., Weber, N.R., & Dyehouse, M. 2013. Computers & Education The role  of  authenticity  in  design-based  learning  environments :  The  case  of engineering  education. Issues  in  Computers  &  Education ,  64:143–152. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.11.026
Sugiyono, P.D. 2010. Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D). Bandung: Alfabeta.
Wandee, S. 2021. Backward instructional design based learning activities to developing students’ creative thinking with lateral thinking technique. International Journal of Instruction , 14(2):233-252.