STEM

Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Untuk memenauhi tugas Model Pembelajaran Inovatif Dibimbing : Ibu Lia Yuliati

Oleh: Offering A Ari Ratna Kusuma Wardani (120321419991) Nurul Ilmiati (120321419978)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN FISIKA NOVEMBER 2015

1. Apa itu STEM Education STEM adalah integrasi antara empat disiplin ilmu yaitu ilmu pengetahuan, teknologi, rekayasa dan matematika dalam pendekatan interdisipliner dan diterapkan dengan berdasarkan konteks dunia nyata dan pembelajaran berbasis masalah. STEM education mengintegrasikan empat disiplin ilmu melalui pengajaran dan pembelajaran dengan pendekatan kohesif dan aktif. Defining STEM Education for California: K-12 STEM Education meliputi proses berpikir kritis, analisis, dan kolaborasi dimana siswa mengintegrasikan proses dan konsep dalam konteks dunia nyata dari ilmu pengetahuan, teknologi, rekayasa, dan matematika, mendorong pengembangan keterampilan dan kompetensi untuk kuliah, karir, dan kehidupan. Empat Disiplin ilmu dari STEM a. Science : Science adalah penelitian tentang alam, termasuk hukum alam yang berhubungan dengan fisika, kimia, dan biologi dan pengobatan atau aplikasi dari fakta, prinsip, konsep, dan konvensi terkait dengan disiplin ilmu tersebut. Scientifically literate : Kemampuan yang digunakan dalam hal ini dengan menggunakan pengetahuan ilmiah dan proses untuk memahami alam, kemajuan teknologi bagaimana kemajuan baru dalam pemahaman ilmiah dapat direkayasa, dan bagaimana matematika digunakan untuk dalam pemecahkan masalah. b. Technology : Produk dari ilmu pengetahuan dan teknik Technologically literate : Pengetahuan bagaimana siswa menggunakan teknologi baru, inovasi sumber daya untuk menciptakan dan memenuhi kebutuhan manusia serta belajar bagaimana perkembangan teknologi dan mendapatkan, serta mengelola alat-alat teknologi untuk memecahkan masalah sains, matematika, dan rekayasa. c. Engineering : Rekayasa dengan memanfaatkan konsep-konsep dari ilmu dan matematika serta alat-alat teknologi. Engineering literate : Pemahaman tentang bagaimana ilmu pengetahuan dan matematika yang digunakan dalam penciptaan teknologi. d. Mathematic : Studi tentang pola dan hubungan antara jumlah, nomor, dan ruang. Mathematically literate : Kemampuan siswa tidak hanya tahu bagaimana menganalisis, dan mengkomunikasikan ide-ide efektif merumuskan, memecahkan,

dan menafsirkan pertanyaan dan solusi dalam ilmu pengetahuan, teknologi, dan rekayasa.

2. Apa peran STEM Education dalam masyarakat? a. Pengetahuan dan keterampilan STEM penting untuk berbagai bidang seperti perawatan kesehatan dan bioteknologi, manufaktur dan pengembangan produk, transportasi, dan pemanfaatan energi b. STEM education menjadikan siswa aktif, kolaboratif, terampil dan pembelajaran bermakna, sehingga memperluas cakrawala c. Mempersiapkan siswa dalam berkarir

3. Bagaimana prospek STEM di Indonesia? Menurut kami, STEM memiliki prospek yang baik di Indonesia. Pengintegrasian antara sains, teknologi, engineering, dan matematika sesuai dengan tujuan kurikulum 2013 yakni kurikulum 2013 bertujuan untuk mempersiapkan manusia Indonesia agar memiliki kemampuan hidup sebagai pribadi dan warga negara yang beriman, produktif, kreatif, inovatif, dan afektif serta mampu berkontribusi pada kehidupan bermasyarakat, berbangsa, bernegara, dan peradaban dunia. Untuk dapat bersaing dengan negara- negara lain yang sudah maju, para siswa perlu menggabungkan antara materi di sekolah (sains) dengan teknologi dan engineering, tentunya dalam mempelajari hal tersebut tidak terlepas dari matematika. Pengintegrasian keempat elemen tersebut cocok untuk siswa – siswa atau sekolah- sekolah di Indonesia. Hanya saja konteks yang dipelajari disesuaikan untuk setiap level kelas dengan melibatkan aspek- aspek STEM. Aspek science, technology, engineering and math (STEM) merupakan pondasi pengembangan berbagai teknologi maju terkini. Pendidikan berbasis STEM bisa digunakan di bidang keilmuan lainnya dengan memanfaatkan kaidah sains, teknologi, engineering (rekayasa) dan matematika sebagai basis pembelajaran dan pengembangan potensi siswa. Hal ini diperlukan oleh pendidikan yang ada di Indonesia agar smemiliki sumber daya manusia yang dapat bersaing tidak hanya didalam negeri saja tetapi hingga ranah luar negeri. Individu yang dididik dengan pendekatan STEM diharapkan memiliki hard skills yang diimbangi dengan soft skills, karena dalam proses pembelajarannya

dilakukan dengan metode active learning yang meliputi komunikasi, kolaborasi, problem solving, dan kreativitas.

4. Bagaimana Kurikulum dan pembelajaran STEM? -

Kurikulum STEM dan pengajaran dengan mengutamakan aktif, kolaboratif, dan pembelajaran bermakna, yang mendukung penguasaan keterampilan dan memperluas pemahaman.

-

Menurut Dewan Riset Nasional (2011), kurikulum dan pengajaran di pendidikan dasar menunjukkan aplikasi yang menarik, membangun apa yang mereka ketahui dan apa yang mereka cari.

-

Setiap anak terlibat dalam penyelidikan untuk menyelesaikan masalah yang autentik dan penyelesaian secara matematika. Teknologi harus menjadi alat pemersatu di sekolah untuk mendukung pembelajaran seperti meneliti, pemodelan, berkomunikasi, menafsirkan, dan menampilkan.

-

Pembelajaran sekolah menengah yang ideal melibatkan siswa dalam kerja interdisipliner dan pembelajaran berbasis proyek dengan menggunakan konteks dunia nyata (Larmer dan Mergendoller, 2012).

CURRICULUM AND INSTRUCTION : KEY RECOMMENDATIONS: a. Identifikasi urutan kerangka STEM dalam pembelajaran yaitu pengetahuan, keterampilan, dan sikap yang dikembangkan untuk karir dan persiapan kuliah, serta menggabungkan CCSS, NGSS, dan kerangka kerja kurikulum yang terkait. b. Menyusun rubrik untuk menentukan kualitas bahan pembelajaran STEM. c. Menyusun jumlah minimum yang direkomendasikan waktu pembelajaran per minggu untuk topik STEM. Sebagian dari waktu pembelajaran ini harus fokus pada ilmu pengetahuan, teknologi, rekayasa, dan matematika. d. Menyusun kerangka kerja untuk integrasi pengalaman belajar selama disekolah dan perluasan peluang belajar.

5. Bagaimana penilaian dalam STEM? Penilaian yang efektif menggabungkan antara alat penilaian sumatif dan formatif. Penilaian sumatif dengan tes yang hasilnya dapat sebagai bukti tercapainya tujuan pembelajaran dan berguna untuk pertanggunggjawaban sistem yang lebih luas. Sedangkan penilaian formatif berkaitan dengan guru, siswa, dan orang tua tentang informasi kemajuan pembelajaran secara terus- meneus. Penilaian ini meliputi kuis, obsevasi, diskusi kelas, dan proyek. Dengan mengintegrasikan penilaian formatif dan sumatif, penilaian menjadi lebih terintegrasi dengan proses belajar- mengajar dengan menyediakan wawasan yang relevan dan tepat waktu dalam proses pembelajaran serta bukti ketercapaian siswa. Guru California mendesain penilaian formatif kreatif yakni untuk mengukur kemampuan siswa mengaplikasikan konsep STEM . Para guru lebih mengharapkan proses penilaian seperti pengalaman pembelajaran berbasis projek. Guru meminta siswanya menggunakan media sosial untuk terhubung ke siswa lain dan komunitas yang lebih besar professional STEM. Siswa merancang dan membangun proyek dunia nyata yang otentik dan dapat memecahkan masalah berbasis komunitas, sering bersama insinyur lokal yang memberi mereka perspektif berbasis karir .Guru meminta siswanya membuat presentasi yang tidak hanya menggabungkan konsep STEM dalam pendekatan terpadu, tetapi juga meminta siswa menunjukkan kemampuannya untuk mengekspresikan inovasi, kreativitas, dan individualitas.

6. Bagaimana efektifitas STEM pada pembelajaran di SMA? Pembelajaran STEM yang efektif secara aktif mampu melibatkan siswa dalam ilmu sains, matematika, dan praktek tehnik selama sekolah mereka.Sedangkan guru yang efektif mampu menggunakan apa yang mereka tahu tentang pemahaman siswa untuk menerapkan praktik tersebut. Ada beberapa elemen kunci yang mampu membimbing guru dalam melakukan pembelajaran STEM yang efektif, yakni : 

Set koheren standart dan kurikulum



Guru dengan kecakapan tinggi untuk mengajar dalam pembelajaran



Sistem yang mendukung penilaian dan pertanggungjawaban



Waktu pembelajaran yang cukup



Akses yang sama untuk pembelajaran STEM berkualitas tinggi

Pembelajaran STEM akan efektif jika dilakukan di sekolah yang telah berfokus pada STEM. Namun, jika sekolah tersebut tdak terfokus pada STEM serta guru- gurunya juga tidak mengenal STEM, maka pembelajaran dengan STEM menjadi menyulitkan dan tidak efektif. Untuk meningkatkan efektivitas STEM pada pembelajaran, maka : 

Pemerintah mencari cara untuk meningkatkan hasil STEM melebihi sekolah yang komprehensif, misalnya dengan mempertimbangkan 3 model sekolah yang berfokus pada STEM.



Pemerintah seharusnya menyediakan waktu pembelajaran yang memadai



Pemerintah harus memastikan bahwa kurikulum STEM terfokus pada topik yang paling penting dalam setiap mata pelajaran, yang ketat, dan diartikulasikan sebagai urutan topik dan keterampilan.



Pemerintah perlu meningkatkan kecakapan guru



Pemerintah harus menyediakan pemimpin pembelajaran dengan pengembangan professional yang membantu mereka untuk menciptakan kondisi sekolah yang muncul untuk mendukung ketercapaian siswa

7. Apa kriteria keberhasilan STEM? Ada 3 kriteria untuk mengidentifikasi kesuksesan STEM, yakni kriteria yang berhubungan dengan hasil STEM, kriteria yang berhubungan dengan sekolah yang berfokus STEM, dan kriteria yang berhubungan pembelajaran STEM dan praktik tingkat sekolah. a. Kriteria yang Berhubungan dengan Hasil STEM Kesuksesan sering diukur melalui hasil meskipun hasil dari tes tidak sepenuhnya menunjukkan kesuksesan siswa. Kesuksesan dapat diukur melalui hasil tes dan juga hasil yang dikaitkan dengan mata pelajaran, karir, dan membuat pilihan yang baik sebagai warga negara dan konsumen yang juga membutuhkan penerapan dan penggunaan pengetahuan konten STEM dalam bidang lain. b. Kriteria yang Berhubungan dengan Sekolah yang Berfokus pada STEM

Ada beberapa sekolah yang dipandang paling efektif dalam meningkatkan pendidikan STEM. Ciri khusus yang menunjukkan sekolah berfokus pada STEM adalah kurikulum yang ketat memperdalam pembelajaran STEM dari waktu ke waktu, lebih banyak waktu pembelajaran dikhususkan untuk STEM, lebih banyak sumber daya yang tersedia untuk mengajar STEM, dan guru yang lebih siap mengajar dalam pembelajaran STEM. Ada beberapa kategori sekolah yang berfokus STEM, yaitu sekolah STEM yang selektif, sekolah STEM yang inklusif, sekolah dan program dengan pendidikan tehnik dan karir yang berfokus pada STEM, dan STEM dalam sekolah komprehensif 

Sekolah STEM yang Selektif Sekolah stem yang selektif yaitu organisasi sekitar satu atau lebih mata pelajaran STEM dan memiliki kriteia perijinan yang selektif. Ada 4 tipe sekolah STEM, yaitu : sekolah perumahan negara, sekolah yang berdiri sendiri, sekolah dalam sebuah sekolah dan daerah pusat dengan pembelajaran setengah hari.



Sekolah STEM yang Inklusif Sekolah stem yang inklusif yaitu organisasi sekitar satu atau lebih mata pelajaran STEM dan tidak memiliki kriteia perijinan yang selektif. Sekolah STEM yang inklusif menjalankan dua pemikian yakni kompetensi matematika dan sains dapat dikembangkan, dan bahwa siswa dari posulasi tradisional memerlukan akses peluang untuk mengembangkan kompetensi tersebut untuk menjadi peserta penuh dalam bidang pertumbuhan ekonomi dan kemakmuran.



Sekolah dan Program dengan Pendidikan Tehnik dan Karir yang befokus pada STEM STEM yang terkait dengan karir dan pendidikan tehnik melayani terutama siswa SMA dan dapat berlangsung di pusat-pusat daerah, kari dan pendidikan tehnik terfokus pada sekolah tinggi/ SMA, program di sekolah-sekolah tinggi yang komprehensif, dan karir akademik. Tujuan penting dari STEM berfokus pada karir dan pendidikan tehnik adalah untuk mempersiapkan siswa untuk karir yang terkait dengan STEM, dan sering dengan tujuan yang lebih luas untuk meningkatkan keterlibatan untuk mencegah siswa dari putus sekolah. Akibatnya, siswa mengeksplorasi pilihan karir yang terkait STEM

dan mempelajari aplikasi praktis pelajaran STEM melalui berbagai mekanisme penyampaian. 

STEM dalam Sekolah yang Komprehensif Tujuan pendidikan STEM pada sekolah yang komprehensif bervariasi dan mencakup dalam membantu mempersiapkan generasi berikutnya para ilmuwan dan inovator, memperluas jumlah kemampuan siswa untuk tenaga kerja STEM, meningkatkan literasi sains untuk semua, dan umumnya mempersiapkan siswa untuk kesuksesannya.

c. Kriteria yang Berhubungan Pembelajaran STEM dan Praktik Tingkat Sekolah Pembelajaran efektif secara aktif mampu melibatkan siswa dalam ilmu sains, matematika, dan praktek tehnik selama sekolah mereka.Sedangkan guru yang efektif mampu menggunakan apa yang mereka tahu tentang pemahaman siswa untuk menerapkan praktik tersebut. Ada beberapa elemen kunci yang mampu membimbing guru dalam melakukan pembelajaran STEM, yakni : 

Set koheren standart dan kurikulum



Guru dengan kecakapan tinggi untuk mengajar dalam pembelajaran



Sistem yang mendukung penilaian dan pertanggungjawaban



Waktu pembelajaran yang cukup



Akses yang sama untuk pembelajaran STEM berkualitas tinggi