Volume 3, No 2, 2022 DOI: 10.25037/cgantjma.v3i2.77 Journal of MATHEMATICS AND APPLICATIONS Framework Research Based Learning dengan Pendekatan STEM dalam Penerapan Materi Permutasi Masalah Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa untuk Meningkatkan Mathematical Literacy A M Wardani1, Dafik1,2,3,4, S Hussen1 1Department of Maths Education, Universitas Jember, Indonesia 2Department of Maths Education Postgraduate, Universitas Jember, Indonesia 3CGANT Research Group, Universitas Jember, Indonesia 4CEREBEL Research Group, Universitas Jember, Indonesia Abstrak Mathematical literacy ability is a very important ability in learning mathematics. Through mathematical literacy, students are expected to be able to formulate, define, and interpret mathematics in various problem- solving contexts of everyday life. Mathematical literacy is also related to the international assessment standard, namely PISA, where PISA results in Indonesia are still considered low. One of the causes of low mathematical literacy ability is that the learning model and approach given are still not optimal. Therefore, this study aims to develop a framework for research-based learning activities or research-based learning with the STEM approach in applying permutation material to the problem of classification of predatory and prey fish to improve mathematical literacy. The method used in this study is a qualitative method. The results of this study are in the form of a research based learning framework with a STEM approach. The results of the syntax are then applied to the learning tools used in the learning process. Therefore, this research produces a new syntax for research based learning that is integrated with STEM. Keywords: mathematical literacy, research based learning, STEM 1. Pendahuluan Pendidikan adalah suatu hal yang penting untuk diraih karena dapat meningkatkan sumber daya manusia dan mampu mengembangkan potensi dasar untuk dapat berani dalam menghadapi masalah serta tantangan tanpa rasa tertekan sehingga bisa menyesuaikan diri dengan perubahan zaman. Pendidikan berasaskan interaksi antara guru dan peserta didik dalam proses pembelajaran yang berupaya membantu dalam mencapai tujuan pendidikan. Salah satu pelajaran yang menduduki peranan penting adalah matematika. Hal itu karena matematika merupakan sarana dalam memecahkan masalah kehidupan sehari-hari, sarana untuk berpikir logis, jelas, dan kritis serta sebagai ilmu dasar untuk mempelajari bidang pendidikan lainnya. Pembelajaran matematika menurut NCTM (2020) memiliki tujuan yang terdiri dari lima kompetensi yaitu pemecahan matematis, komunikasi, penalaran, koneksi matematis, dan representasi matematis. Lima kompetensi tersebut tercakup dalam kemampuan mathematical literacy. Namun kemampuan tersebut masih menjadi masalah yang memprihatinkan bagi Indonesia karena berdasarakan hasil laporan PISA, Indonesia selalu memperoleh peringkat bawah diantara negara lainnya. PISA adalah salah satu program yang diluncurkan oleh OECD (Organization for Economic Co-operation and internasional yang penting untuk menilai dan Development) dan merupakan penilaian 1
menginformasikan kemampuan matematika peserta didik dengan tujuan untuk mengetahui keefektifan sistem pendidikan antar negara dan juga untuk mempersiapkan peserta didik untuk masa depan (Kaye & Rose 2015). Tahun 2012 Indonesia berada pada peringkat 63 dari 70 jumlah negara partisipan dan pada tahun 2018 Indonesia berada pada peringkat 73 dari 79 negara partisipan. Berdasarkan data tersebut, terlihat mathematical literacy peserta didik Indonesia masih rendah. Menurut hasil pemeringkatan Indeks Pengembangan Manusia (IPM) atau Human Development Program (HDI) menyatakan bahwa Indonesia menempati urutan ke-110 dari 187 negara di dunia (UNDP, 2014). Hasil survei TIMSS menyatakan bahwa Indonesia berada pada peringkat rendah dalam kemampuan memahami informasi yang kompleks, memberikan alasan dan berargumen, analisis dalam pemecahan masalah, dan melakukan investigasi (kemendiknas, 2013). Peserta didik perlu mengenali dan menerapkan konteks non-matematis dalam proses pembelajaran. Jadi guru diharapkan mengaitkan proses pembelajaran matematika dengan kehidupan nyata agar peserta didik mampu mengembangkan hubungan yang lebih realistis agar matematika lebih bermakna. Dengan kata lain, pembelajaran matematika harus adaptable dan aplikatif dalam kehidupan nyata. Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukan peneliti di suatu sekolah, guru lebih banyak memberikan penjelasan materi dan memberikan soal-soal yang to the point artinya masih belum membangun pemikiran peserta didik dalam berargumen. Selain itu, Hal tersebut yang diduga peserta didik belum sepenuhnya memiliki kemampuan mathematical literacy sehingga menyebabkan hasil belajar belum maksimal. Adanya kondisi tersebut, maka perlu mencari inovasi model pembelajaran yang tepat. Salah satu inovasi model pembelajaran yang bisa dilakukan oleh guru yaitu dengan model Research Based Learning (RBL). Maylisa (2020) berpendapat bahwa Research Based Learning adalah metode pembelajaran yang menggunakan metode pembelajaran kontekstual (contextual learning), pembelajaran otentik (authentic learning), melakukan pembelajaran pemecahan masalah (problem solving), pembelajaran kooperatif (cooperative learning), pembelajaran langsung (hands-on & mind-on), dan pembelajaran penemuan inkuiri. RBL memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk membangun pengetahuan dengan cara merumuskan hipotesis, mengumpulkan data, menganalisis, dan membuat kesimpulan (Yudha et al.,2018). Selain model pembelajaran, guru perlu menggunakan pendekatan-pendekatan dalam menunjang proses pembelajaran. Salah satu pendekatan yang dapat membuat peserta didik memiliki upaya dalam peningkatan mathematical literacy adalah dengan menggunakan pendekatan STEM. STEM adalah pendekatan pembelajaran yang mengintegrasikan empat unsur yaitu science, technology, engineering, and mathematics yang fokus pada pemecahan masalah nyata (Mulyani, 2019). Penerapan STEM dalam pembelajaran memungkinkan peserta didik untuk merancang, mengembangkan, memanfaatkan teknologi, mengasah pengetahuan kognitif, afektif, dan pengetahuannya. Pendekatan STEM merupakan kombinasi yang tepat dari permasalahan dunia nyata dengan pembelajaran matematika karena memiliki kemampuan yang menantang bagi peserta didik untuk menemukan solusi khususnya dalam bidang science, technology, engineering, and mathematics. Terdapat beberapa penelitian terkait STEM diantaranya Octaviani, et al (2020) yang berjudul peningkatan kemampuan berpikir kreatif matematis siswa melalui model project based learning dengan pendekatan STEM. Penelitian tersebut mendapatkan hasil analisis bahwa kemampuan berpikir kreatif matematis siswa setelah ditepakannya PJBL dengan pendekatan STEM didapatkan meningkat dari sebelum diterapkannya PJBL serta respon yang diberikan diperoleh rata-rata sebesar 67,3% yang artinya sikap yang diberikan tergolong kategori cukup baik. Selanjutnya penelitian oleh Wahyunita, et al (2021) yang berjudul efektivitas model pembelajaran blended learning dengan pendekatan STEM dalam upaya meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Penelitian tersebut mendapatkan kesimpulan hasil bahwa keterlaksanaan pembelajaran model blended learning dengan pendekatan STEM terlaksana dengan sangat baik dengan hasil rata-rata skor pada lembar keterlaksanaan pembelajaran dalam kategori sangat baik, kemudian dengan pendekatan STEM dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik secara signifikan. Hal itu ditunjukkan dengan perhitungan masing-masing indikator efektivitas model pembelajaran dalam kategori baik dengan menggunakan hasil hasil uji t berpasangan meningkat. Oleh karena itu, tindakan yang dipandang tepat, agar kemampuan peserta didik dalam mathematical literacy dapat tumbuh dan berkembang sesuai dengan potensi peserta didik adalah pengembangkan kerangka aktivitas research 2
based learning dengan pendekatan STEM dalam penerapan materi permutasi tentang klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa. 2. Metode Penelitian Jenis penelitian ini adalah metode kualitatif yang dimulai dari mengumpulkan informasi untuk di review terkait penelitian yang serupa yaitu pembelajaran berbasis riset atau Research Based Learning. Model tersebut lalu dikolaborasikan dengan unsur STEM yang menggunakan problematika STEM klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa dengan penerapan materi permutasi didalamnya. 3. Hasil Penelitian 3.1 Sintaks Pembelajaran Berbasis Riset dengan Pendekatan STEM Penelitian ini menghasilkan rumusan sintaks research based learning dengan pendekatan STEM untuk meningkatkan mathematical literacy dalam penerapan masalah klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa di suatu akuarium. Terdapat beberapa sintaks model pembelajaran riset yang telah dikembangkan oleh beberapa peneliti. Berikut disajikan sintaks untuk mengintegrasikan model research based learning dengan pendekatan STEM untuk meningkatkan mathematical literacy dalam menyelesaikan masalah klasifikasi dalam peletakkan ikan di Akuarium PIAMARI terkait ikan pemangsa dan mangsa menggunakan suatu teknik pewarnaan. Sintaks model pembelajaran riset atau research based learning ini dikembangkan oleh Suntusia (2019) yang di revisi oleh Gita et al (2021). Namun peneliti mengembangkan kembali dengan menggunakan keempat unsur STEM. Sintaks RBL pada tahap awal yakni problem posing. Berikut uraian dalam pendekatan STEM sebelum dikolaborasikan dengan model RBL. SCIENCE Mencari tahu ikan mana yang termasuk pemangsa dan mana yang termasuk mangsa dengan mencari tahu mangsa dari setiap ikan. TECHNOLOGY Teknologi yang dilakukan adalah menggunakan browser web untuk pengumpulan informasi dan literatur terkait ikan-ikan, penggunaan scanner dalam mengakses materi ataupun website, serta penunjukan dalam bentuk software matlab dalam melihat hasil secara otomatis melalui suatu pemograman dan draw.io dalam menunjukkan gambar secara manual. ENGINEERING digunakan Teknik adalah pewarnaan dengan membuat sketsa pola terlebih dahulu untuk mengetahui ikan mana yang tidak boleh disatukan dalam satu tempat akuarium. yang MATHEMATICS Mengetahui jumlah minimal akuarium yang perlu disediakan oleh PIAMARI dan mencari kemungkinan dalam penyusunan ikan di setiap akuarium. Gambar 1. Aspek STEM dalam Pembelajaran Masalah Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa 3
Penelitian mengangkat masalah klasifikasi dalam akuarium antara ikan pemangsa dan mangsa karena mempertimbangkan bentuk pola dari graf rantai makanan yang dihasilkan masing-masing peserta didik serta perolehan minimal akuarium yang dibutuhkan dalam klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa. Oleh karena itu model RBL dan STEM akan melakukan tahapan-tahapan yaitu (1) permasalahan mendasar yang berkaitan dengan masalah klasifikasi dalam akuarium antara ikan jenis pemangsa dan mangsa, (2) mendapatkan terobosan dengan menggunakan teknik atau strategi pewarnaan, (3) pengumpulan data dan informasi terkait ikan yang termasuk jenis pemangsa dan mangsa dengan mencari informasi terkait mangsa dari setiap ikan, (4) melakukan analisis data dan informasi yang telah ditemukan, (5) menguji hasil yang telah didapatkan, (6) mengomunikasikan dalam bentuk presentasi. Secara rinci framework integrasi RBL dan STEM diuraikan pada gambar berikut. Gambar 2. Framework Integrasi RBL dan STEM 4
3.2 Learning Outcomes Capaian pembelajaran yang dihasilkan dalam research based learning (RBL) dan STEM yaitu peserta didik dapat mengembangkan sketsa pola rantai makanan ikan pemangsa dan mangsa dengan pewarnaan yang berbeda. Selain itu, peserta didik akan mengetahui minimal akuarium yang diperlukan. Sedangkan tujuan research based learning dengan pendekatan STEM ini akan memungkinkan peserta didik untuk mengembangkan pengetahuan dan keterampilan di bidang Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Berikut uraian setiap unsur dalam STEM yang dihasilkan. 1. Science (The element of science problem) Terdapat wisata akuarium raksasa di Indonesia yang masih dalam tahap perkembangan yaitu benama PIAMARI (Pangandaran Integrated Aquarium and Marine Research Institute). Akuarium tersebut terletak di Pangandaran, Provinsi Jawa Barat. Bangunan tersebut sudah jadi namun belum beroperasi karena masih perlu adanya penataan profiling ikan-ikan dan penataan- penataan lainnya termasuk akuarium yang ada didalamnya. Supaya akuarium tersebut bisa beroperasi seperti wisata akuarium di tempat lain, maka perlu adanya perencanaan identifikasi ikan-ikan yang akan di tempatkan pada akuarium tersebut. Ikan-ikan bisa didapat dari laut terbuka atau impor dari luar negeri yang belum ada di Indonesia sebagai tambahan wawasan edukasi bagi pengunjung. Namun tidak semata-mata akuarium dibangun hanya satu karena tidak semua ikan dapat dijadikan satu dalam satu akuarium. Terdapat ikan yang berjenis pemangsa dan berjenis mangsa meskipun di dalam laut ikan-ikan tersebut bisa menjadi satu karena luasnya laut yang bisa membagi dirinya sendiri terkait habitat yang bisa ditinggali. Sedangkan jika di dalam akuarium tidak seluas di laut terbuka. Jika ikan pemangsa disatukan dengan ikan mangsa maka pemangsa akan memakan mangsa. Oleh karena itu, diperlukan pengklasifikasian dalam akuarium tersebut supaya ikan pemangsa tidak bersatu dengan ikan berjenis mangsa. Proses klasifikasi ikan dilakukan dengan mengumpulkan jenis ikan, lalu di buat tabel seperti pada Tabel 1 dibawah ini dengan tujuan untuk mempermudah dalam mengklasifikasikan ikan mana yang dapat bersatu dalam satu akuarium dan ikan yang tidak dapat bersatu dalam satu akuarium. No. Nama Ikan Tabel 1. Klasifikasi Ikan Mangsa dan Pemangsa Ikan yang dimangsa Label Abjad Label abjad ikan yang di mangsa 1. The Atlantic goliath grouper A Ikan-ikan kecil, invertebrata (ubur- ubur, cumi-cumi, lobster, gurita), hiu kecil B,D,I,J, N,O,Q 2. Clownfish B Plankton, invertebrata (cacing laut), alga
3. Blue marlin C Ikan bertulang cukup besar, cumi- cumi, tuna, krustasea. F,L 4. 5. Blue head wrasse Deep sea anglerfish D E Zooplankton Ikan, krustasea
B,D,Q 5
No. Nama Ikan 6. Hiu macan 7. Giant manta ray 8. Southern stingray 9. Octopus Clown coris (rainbow 10. fish) 11. Blue spotted ribbontail ray 12. Yellowfin tuna 13. Broadclub cuttlefish Southern blue ringed 14. octopus 15. Fined egg jellyfish 16. Atlantic wolffish 17. Blue king crab Label Abjad F G H I J K L M N O P Q Ikan yang dimangsa Banyak ikan, invertebrata, Plankton kecil Invertebrate, udang, kepiting, krustasea lain Ikan, krustasea, moluska Berbagai invertebrata Udang, kepiting Ikan bertulang cukup besar, cumi- cumi invertebrata Krustasea kecil (udang dan kepiting) Zooplankton Invertebrata bertubuh keras/berduri, seperti bulu babi, kepiting, siput laut besar, bintang laut, kerang Omnivora, tanaman atau hewan yang mati 6 Label abjad ikan yang di mangsa B,C,D,G,I,J,K,L,M,N,O , P,Q,E,H
I,N,O,Q M,Q I,Q Q
J,P Q
Q
Q
2. Technology (The use internet of things) Terdapat browser web melalui gadget untuk peserta didik mencari tahu terkait informasi yang perlu dikaitkan dengan permasalahan yang diberikan. Pada permasalahan ini dicari data mengenai ikan pemangsa dan mangsa yang tercantum dalam suatu website. Pembuatan pola rantai dalam mengklasifikasikan ikan jenis pemangsa dan mangsa dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak online draw.io seperti pada gambar berikut. Gambar 3. Sketsa Pola Ikan-Ikan di Draw.io Selain menggunakan website draw.io dalam pembuatan sketsa pola secara manual, menggunakan software Matlab juga bisa dalam pembuatan sketsa graf secara otomatis dengan menggunakan suatu program representasi graf. Berikut hasil sketsa representasi pola pada proses klasifikasi antara ikan pemangsa dan mangsa dengan menggunakan pemograman Matlab. Gambar 4. Representasi Graf Klasifikasi Antara Ikan Pemangsa dan Mangsa 3. Engineering (The element of engineering) Klasifikasi jenis ikan pemangsa dan mangsa dilakukan dengan pewarnaan agar menarik dan dapat dipahami bahwa warna yang serupa tidak dapat disatukan dalam satu akuarium. Teknik yang 7
digunakan dalam penelitian ini adalah teknik pewarnaan atau colouring. Pewarnaan yang dimaksud adalah label (titik) yang saling terhubung harus memiliki warna yang berbeda. Penggunaan teknik ini diperlukan beberapa langkah, yaitu 1) melabeli titik-titiknya dengan abjad A-Z. Jika pada permasalahan klasifikasi ini yaitu yang menjadi titik adalah ikan-ikan dan jika menggunakan pemograman Matlab menggunakan angka, 2) menggambar representasi pola yang menghubungkan antar label dengan melihat ikan yang akan terhubung saling memakan atau tidak, 3) melakukan pewarnaan dari titik-titik belum berwarna yang berdekatan dengan titik itu. Memberikan warna baru pada setiap titik yang berdekatan, 4) mempertimbangkan warna yang diperoleh, 5) teknik pewarnaan telah dilakukan. Kemudian memastikan bahwa tidak ada ikan yang saling terhubung dengan warna yang serupa. Berikut contoh hasil gambar sketsa pola pada klasifikasi ikan berjenis pemangsa dan mangsa secara manual dengan menggunakan website draw.io dan dengan menggunakan pemograman Matlab. Gambar 5. Ilustrasi Teknik Sketsa Proses Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa 4. Mathematics (The element of mathematics) Menguji keefektifan dengan menggunakan aplikasi pewarnaan kemudian dihitung jumlah akuarium yang perlu disediakan oleh PIAMARI. Setelah mengetahui akuarium yang dibutuhkan melalui teknik pewarnaan, peserta didik diminta untuk menggeneralisasi jumlah ikan pada masing- masing akuarium. Berdasarkan teknik mensketsa pola pada proses klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa, diperoleh 5 warna berbeda. Hal itu menunjukkan bahwa jumlah akuarium yang dibutuhkan setidaknya sebanyak lima akuarium, dengan masing-masing setiap akuarium berisi ikan seperti Tabel 2 berikut. Tabel 2. Peletakan Ikan pada Masing-Masing Akuarium No. 1. 2. 3. 4. 5. Akuarium I II III IV V Ikan-ikan (dalam abjad yang sudah ditentukan) A,H B,C,D,G,J,M,N,O,P E,I,K,L Q F Setelah itu, menggeneralisasikan dalam Matematika terhadap kemungkinan pewarnaan yang mungkin terjadi dalam setiap akuarium dengan menggunakan teori permutasi. Terdapat beberapa kemungkinan penyusunan ikan dalam setiap akuarium. Jadi setiap akuarium hanya terisi ikan itu saja namun bisa terisi ikan yang lain pada akuarium yang lain. Berikut ini beberapa kemungkinan yang terjadi pada 5 akuarium tersebut yang digambarkan dalam draw.io untuk sebelah kiri dan diprogram dengan Matlab untuk bagian sebelah kanan. 8
Gambar 6. Kemungkinan 1 Pewarnaan Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa Gambar 7. Kemungkinan 2 Pewarnaan Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa Gambar 8. Kemungkinan 3 Pewarnaan Klasifikasi Ikan Pemangsa dan Mangsa Berdasarkan masalah tentang klasifikasi ikan jenis pemangsa dan mangsa di atas, banyaknya cara dalam menyusun ikan-ikan pada setiap akuarium di generalisasikan dengan menggunakan permutasi dari semua unsur karena hanya terdiri dari elemen itu sendiri. Rumus permutasi semua unsur yaitu sebagai berikut. 𝑃𝑛 = 𝑛! 𝑛 9
Dalam contoh permasalahan klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa dalam suatu akuarium tersebut n merupakan banyaknya akuarium yang telah ditemukan. Maka permasalahan tersebut dapat dikerjakan sebagai berikut. 𝑃𝑛 = 𝑛! 𝑛 𝑃5 = 5! = 120 5 Jadi didapatkan 120 cara dalam penyusunan ikan-ikan dalam masing-masing akuarium karena pada kasus tersebut ditemukan 5 akuarium. 3.3 Framework Research Based Learning dengan STEM Bagian ini akan diuraikan aktivitas pembelajaran dari enam tahapan model research based learning yang dilengkapi dengan pendekatan STEM yang tertera pada Gambar 6. Keenam tahapan tersebut akan menggambarkan peserta didik melakukan model tersebut tentang klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa menggunakan teknik pewarnaan untuk meningkatkan kemampuan mathematical literacy peserta didik. Tahap pertama (SCIENCE) mengajukan permasalahan mendasar terkait dengan klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa yang mana ikan-ikan tersebut diambil dari laut terbuka untuk diletakkan ke dalam PIAMARI untuk penambahan ikan yang ada di Pangandaran, Provinsi Jawa Barat sebagai sarana salah satu edukasi wisata akuarium. Hal ini harus dirancang menggunakan pola yang baik dan diperlukan warna untuk mengidentifikasi ikan yang termasuk jenis pemangsa dan mangsa. Peneliti meminta peserta didik untuk memikirkan pola dan pewarnaannya yang perlu dilakukan. Berikut penjelasan yang tertera pada Tabel 3 dibawah ini. Tabel 3. Langkah Pertama Research based learning dan STEM Langkah Pertama 1. Penyuguhan permasalahan yang berkaitan dengan masalah klasifikasi ikan jenis pemangsa dan mangsa Aktivitas Pembelajaran 1. Guru bertanya kepada peserta didik apakah pernah melihat macam-macam ikan di laut dan apakah mereka tahu terkait ikan jenis pemangsa dan mangsa serta akuarium raksasa 2. Guru menunjukkan kepada peserta didik wisata akuarium yang ada di Indonesia 3. Peserta didik mulai memahami terkait sesuatu yang telah ditunjukkan oleh guru 4. Guru menjelaskan latar belakang adanya klasfikasi ikan jenis pemangsa dan mangsa. 5. Peserta didik mulai berdiskusi kelompok Tahap kedua (SCIENCE) terkait pengumpulan data informasi yang disajikan dalam bentuk tabel untuk mengetahui mangsa dari masing-masing ikan. Guru meminta peserta didik untuk mengumpulkan data. Untuk lebih jelasnya, lihat Tabel 4 berikut. Tabel 4. Langkah Kedua Research based learning dan STEM Langkah Kedua untuk didorong mengumpulkan data informasi yang disajikan dalam bentuk suatu tabel. 2. Siswa Aktivitas Pembelajaran 1. Guru membimbing peserta didik mengumpulkan informasi yang akan disusun berupa tabel dalam klasifikasi pemangsa dan mangsa. 10
2. Guru mengarahkan peserta didik dalam menyusunnya. Tahap ketiga (TECHNOLOGY) adalah menggunakan perangkat lunak pembuat klasifikasi ikan jenis pemangsa dan mangsa. Peserta didik diminta menggunakan brwoser web dalam mengakses informasi terkait ikan-ikan yang akan dicari. lihat Tabel 5 dibawah untuk detailnya. Tabel 5. Langkah Ketiga Research based learning dan STEM Langkah Ketiga Aktivitas Pembelajaran 3. Siswa mengumpulkan informasi dan literatur-literatur 1. Pengumpulan data terkait ikan yang termasuk jenis pemangsa dan mangsa melalui browser web. 2. Peserta didik diminta untuk scan barcode yang tersedia untuk memahami materi. 3. Peserta didik menggunakan website dalam pengumpulan data-data nya 4. Pengenalan kepada peserta didik terkait sketsa yang menggunakan pemogaraman Tahap keempat (ENGINEERING). Tahap empat ini melakukan pembuatan sketsa pola representasinya. Tabel 6. Langkah Keempat Research based learning dan STEM Langkah Keempat 4. Menganalisis data dengan hasil pola yang didapat siswa yang kemudian menghitung jumlah akuarium yang harus sediakan melalui di pengklasifikasiannya. Aktivitas Pembelajaran 1. Guru membimbing dalam pembuatan pola yang akan dibuat dan cara tersebut memecahkan masalah menggunakan pewarnaan. peserta didik klasifikasi 2. Peserta didik mulai memahami dan diminta untuk membuat pola dari informasi data yang diperoleh pada masing-masing kelompok. 3. Setiap peserta didik dalam setiap kelompok melakukan teknik pewarnaan artinya setiap peserta didik akan menghasilkan pewarnaan yang berbeda. Tahap kelima (MATHEMATICS). Pada tahap ini mengidentifikasi terkait perhitungan jumlah akuarium yang diperlukan, mencari beberapa kemungkinan dalam penyusunan ikan pada masing- masing akuarium dan menggeneralisasikan ke dalam teori permutasi. Tabel 7. Langkah Kelima Research based learning dan STEM Langkah Kelima Aktivitas Pembelajaran 5. Siswa menyelesaikan seluruh jumlah akuarium generalisasi mempertimbangkan dengan klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa serta menggunakan teori permutasi di dalamnya 1. Guru mengarahkan peserta didik dalam pengerjaan permasalahan tersebut. 2. Peserta didik mengindentifikasi terkait perhitungan jumlah disediakan yang berdasarkan hasil pewarnaan yang telah diperoleh. dan menggeneralisasi ke dalam teori permutasi dengan menentukan kemungkinan dan banyaknya pilihan pada setiap akuarium terisi ikan-ikan yang didapatkan oleh peserta didik. menginterpretasi didik akuarium perlu 3. Peserta 11
Tahap enam (REPORT). Tahap yang dilakukan oleh peserta didik terakhir ini adalah melakukan presentasi hasil yang didapatkan dalam proses pemecahan masalah klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa. Dalam hal ini, peserta didik melakukan kesimpulan dan presentasi singkat. Lebh jelasnya lihat tabel berikut. Tabel 8. Langkah Keenam Research based learning dan STEM Langkah Keenam 6. Mendiskusikan secara bersama melalui presentasi dan memberikan kegiatan kesimpulan penelitian untuk melihat tingkat mathematical literacy dari hasil Aktivitas Pembelajaran 1. Setiap kelompok memberikan kesimpulan di depan dengan menunjukkan hasil yang telah didapatkan. 2. Guru mengevaluasi hasil kerja peserta didik. 3. Guru melakukan observasi terhadap peserta didik kemampuan mathematical literacy dengan menggunakan lembar observasi. 3.4 Kerangka Instrumen untuk Menilai Kemampuan Mathematical Literacy Berikut ini disajikan kerangka instrumen kemampuan mathematical literacy peserta didik beserta materi uji seperti yang tersedia pada tabel berikut. Tabel 9. Kerangka Instrumen Kemampuan Mathematical literacy Indikator Sub-Indikator Materi Uji 1. Merumuskan masalah 1.1 Menyederhanakan situasi nyata dengan cara mengidentifikasi dari suatu permasalahan sesuai dengan pemahaman peserta didik. 1.2 Menentukan cara dalam memecahkan permasalahan. 1.3 Merumuskan masalah model Matematika dalam 1. Menjelaskan latar belakang masalah tentang jenis perlunya adanya klasifikasi pemangsa dan mangsa dalam akuarium. 2. Mendiskusikan dengan peserta didik cara untuk memecahkan permasalahan tersebut. 3. Mengidentifikasi ikan yang termasuk jenis pemangsa dan mangsa dengan mencari informasi terkait mangsa dari ikan-ikan yang telah dicari kemudian memberikan label pada masing-masing ikan dan menentukan jumlah akuarium yang diperlukan setelah membuat sketsa pola serta melakukan pewarnaan. ikan 2. Menerapkan konsep- konsep Matematika, fakta, prosedur, dan penalaran 2.1 Merancang strategi untuk menyelesaikan permasalahan yang diberikan 1. Berdiskusi mengenai terobosan dalam pengklasifikasian antara ikan pemangsa dan mangsa dengan menganalisis informasi data yang diperoleh. 2. Memetakan ikan-ikan dengan 2.2 Menerapkan fakta, aturan, dan struktur Matematika untuk menemukan solusi 2.3 Menyelesaikan permasalahan dengan tepat merepresentasikan ke dalam suatu pola. 3. Menghubungkan antara pemangsa dan mangsa nya dengan garis penghubung. Garis penghubung itulah yang berarti ikan A dengan ikan B tidak boleh disatukan. Selanjutnya melakukan suatu teknik pewarnaan terhadap ikan-ikan dengan catatan ikan yang saling terhubung memiliki warna yang berbeda. 12
Indikator Sub-Indikator Materi Uji 3. Menafsirkan mengevaluasi penyelesaian dan hasil 3.1 Menafsirkan hasil pemecahan dengan akhir masalah konteks nyata 3.2 Menyimpulkan hasil 1. Menginterpretasikan dan menggeneralisasikan ke dalam teori permutasi terkait beberapa kemungkinan- kemungkinan ikan yang ditempatkan pada beberapa akuarium yang telah ditentukan. penyelesaian masalah yang paling tepat 2. Menyimpulkan dan mempresentasikan secara singkat setiap kelompok di hadapan teman- temannya. 3.5 Tindak Lanjut Pengembangan Perangkat Pembelajaran Tindak lanjut setelah dihasilkan sintaks model research based learning dengan pendekatan STEM kemudian mengembangkan perangkat pembelajaran sebagai pendukung proses pembelajaran dengan menggunakan sintaks model tersebut. Pengembangan perangkat pembelajaran mengacu pada model pengembangan 4D dari Thiagarajan yang terdiri dari tahap pendefinisian, tahap perancangan, tahap pengembangan, dan tahap penyebaran. 4. PEMBAHASAN Pengembangan sintaks model RBL dengan pendekatan STEM dalam penerapan masalah klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa untuk meningkatkan mathematical literacy peserta didik cocok digunakan dalam aktivitas pembelajaran. Melalui sintaks model tersebut lalu dikembangkan ke dalam perangkat pembelajaran yang mampu meningkatkan kemampuan mathematical literacy dikarenakan mencakup dalam indikator kemampuan tersebut. Oleh karena itu pembelajaran dengan model RBL- STEM efektif untuk diterapkan ke peserta didik jika dibandingkan dengan metode diskusi biasa. Hal tersebut selaras dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Z.R Ridlo (2020) tentang penerapan model Research Based Learning dengan Pendekatan STEM lebih efektif dari cara belajar secara konvensional. 5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh rumusan sintaks RBL yang terintegrasi dengan pendekatan STEM. Hasilnya berupa framework aktivitas research based learning dengan pendekatan STEM yang terdiri dari enam tahapan yaitu penyuguhan masalah, pengumpulan data, pengumpulan informasi yang diperoleh dari website, menganalisis informasi yang didapatkan dengan membuat pola representasi graf, menggeneralisasikan dan menginterpretasikan ke dalam unsur matematika yaitu teori permutas, serta mendiskusikan bersama hasil yang diperoleh. Model ini membutuhkan proses perencanaan yang komprehensif. Salah satu aspek yang perlu dijelajahi adalah masalah-masalah sains karena terdapat unsur STEM dan dalam penelitian ini mengangkat masalah tentang klasifikasi ikan pemangsa dan mangsa. 6. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kepada Program Studi Pendidikan Matematika, FKIP Universitas Jember, Research Group CEREBEL dan CGANT yang telah memberikan masukan dan saran terhadap paper ini. 13
References [1] Ardianto, H. Firman, A. Permanasari, and T. R. Ramalis, "What is Science, Technology, Engineering, Mathematics (STEM) Literacy?," Apr. 2019. doi: 10.2991/aes-18.2019.86. [2] Blackmore, P., & Fraser, M. (2007). Research Based Learning Strategies for Successfully Linking Teaching and Research. Journal of Education, 13(2), 1-13. [3] Dafik. (2015). Handbook for the Implementation of RBL (Research Based Learning) in the Course. Jember : Universitas Jember. [4] Gita, R. S. D., Waluyo, J., Dafik, & Indrawati. (2021). On the shrimp skin chitosan STEM education research-based learning activities: Obtaining an alternative natural preservative for processed meat. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 747(1). [5] Kaye, S., & Rose, T. (2015). Assessing mathematical literacy. New York: Springer International Publishing. [6] Kemendiknas. 2013. Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 64, Tahun 2013, tentang Standar Isi Pendidikan Dasar dan Menengah. [7] Maylisa, I. N., Dafik, A. F. Hadi, Y. Wangguway, and L. O. Harjito, "The influence of research-based learning implementation in improving students' combinatorial thinking skills in solving local irregularity vertex r-dynamic coloring," in Journal of Physics: Conference Series, Jun. 2020, vol. 1538, no. 1. doi: 10.1088/1742- 6596/1538/1/012090. [8] Mulyani, T. (2019). Pendekatan Pembelajaran STEM untuk menghadapi Revolusi Industry 4.0 [9] Muzaki, A., & Masjudin, D. (2019). Mosharafa: Jurnal Pendidikan Matematika Analisis Kemampuan Literasi Matematis Siswa. 8(3). [10] NCTM. 2020. Principles and Standards for School Mathematics. Reston, VA:NCTM. [11] Octaviyani, I., Kusumah, Y. S., & Hasanah, A. (2020). Peningkatan kemampuan berpikir kreatif matematis siswa melalui model project-based learning dengan pendekatan stem. Journal on Mathematics Education Research, 1(1), 10-14. [12] OECD. 2019. PISA 2018 Assesment and Analytical Framework. Paris: PISA Publishing [13] OECD. 2016. PISA 2015 Assesment and Analytical Framework Mathematics, Reading, Science, Problem Solving and Financial Literacy. PISA. OECD Publishing. [14] Ridlo, Z. R., Dafik, and C. I. W. Nugroho, "The Effectiveness of Implementation Research-Based Learning Model of Teaching Integrated with Cloud Classroom (CCR) to Improving Critical Thinking skills in Astronomy Course", in Journal of Physics: Conference Series, Jun. 2020. [15] Suntusia, Dafik, and Hobri, "The effectiveness of Research Based Learning in improving students' achievement in solving two-dimensional arithmetic sequence problems," International Journal of Instruction, vol. 12, no. 1, pp. 17-32, 2019, doi: 10.29333/iji.2019.1212a. [16] T. Tasyanti and R. Wardono, "Analisis Kemampuan Literasi Matematika Berdasarkan Kecerdasan Emosional Siswa melalui Model Pembelajaran Kooperatif Tipe Group Investigation.". Jurnal Unnes [17] UNDP. 2014. "Human Development Report 2014" [18] Wahyunita, I., & Subroto, W. T. (2021). Efektivitas model pembelajaran blended learning dengan pendekatan stem dalam upaya meningkatkan kemampuan berfikir kritis peserta didik. Edukatif: Jurnal Ilmu Pendidikan, 3(3), 1010-1021. [19] Yudha, F., Dafik, D., & Yuliati, N. (2018). The Analysis of Creative and Innovative Thinking Skills of the 21st Century Students in Solving the Problems of "Locating Dominating Set" in Research Based Learning. International Journal of Advanced Engineering Research and Science, 5(3). 14