Dalam artikel ini, saya bertujuan untuk menyajikan gambaran singkat tentang pendidikan STEM, menjelaskan prinsip-prinsip panduan untuk mengimplementasikan STEM, praktik-praktik STEM yang berbeda, tiga pendekatan terintegrasi dalam STEM, dan panduan tambahan. Semoga informasi ini akan membantu kami dalam mengimplementasikan program STEM kami tahun ini. Konten dari artikel ini didasarkan pada buku "STEM Lesson Essentials: Integrating Science, Technology, Engineering, and Mathematics" yang ditulis oleh Joanne Vasquez, Carrie Schneider, dan Michael Comer. Setiap kali saya merujuk pada sebuah buku, saya akan merujuk pada buku tersebut.
Mari kita mulai dengan definisi STEM. Meskipun ada berbagai interpretasi dan konteks dalam penggunaan STEM oleh pendidik, kami akan mengadopsi definisi dari buku tersebut. STEM adalah pendekatan interdisipliner dalam pembelajaran yang menghilangkan batasan-batasan tradisional antara ilmu pengetahuan (science), teknologi (technology), teknik (engineering), dan matematika (mathematics). Ia mengintegrasikan disiplin-disiplin ini ke dalam pengalaman belajar yang relevan dan tegas dalam dunia nyata bagi para siswa. Program kami tidak hanya bertujuan untuk mengintegrasikan STEM, tetapi juga untuk mencakup ilmu sosial, bahasa, seni, musik, dan disiplin-disiplin lainnya.
Tujuan utama dari mengimplementasikan STEM, yang banyak digunakan oleh pendidik untuk membenarkan hal tersebut, adalah untuk melengkapi siswa dengan pengetahuan dan keterampilan yang diperlukan agar mereka dapat berfungsi dan berhasil dalam dunia yang sangat teknologi. Hal ini juga membantu negara-negara tetap kompetitif dalam ekonomi global. Menurut laporan National Resource Council yang berjudul "Successful K-12 STEM Education", pendidikan STEM mengembangkan pemahaman dan kemampuan yang diperlukan dalam pengambilan keputusan pribadi, keterlibatan dalam urusan kewarganegaraan dan budaya, serta produktivitas ekonomi.
Tujuan kedua, meskipun kurang diakui, adalah koneksi antara disiplin-disiplin. Dengan menerapkan gagasan ini, kita memberikan kesempatan kepada siswa untuk memperdalam pemahaman konseptual mereka dan mengembangkan keterampilan berharga yang dapat diterapkan dalam berbagai konteks. Mengintegrasikan disiplin-disiplin menunjukkan kepada siswa bahwa menyelesaikan masalah yang kompleks dan bermakna membutuhkan pemanfaatan pengetahuan dan keterampilan dari berbagai disiplin, yang semuanya bekerja bersama secara terhubung dan saling terkait. Bayangkan disiplin-disiplin itu seperti roda gigi, yang masing-masing berkontribusi pada tujuan yang sama.
Buku ini menawarkan beberapa prinsip panduan untuk pendidikan STEM. Prinsip pertama adalah fokus pada integrasi, seperti yang saya sebutkan sebelumnya. Kita perlu membantu siswa melihat koneksi dan hubungan erat antara konsep-konsep, memungkinkan mereka untuk menghubungkan gagasan-gagasan yang terlihat terpisah. Prinsip kedua adalah menetapkan relevansi, yang ditekankan dalam buku ini. Tanggung jawab kami sebagai pendidik adalah menjelaskan kegunaan dan relevansi dari pengetahuan dan keterampilan yang siswa peroleh. Kita harus menjelaskan mengapa mereka seharusnya peduli. Menjelaskan relevansi ini menjadi lebih mudah ketika siswa dihadapkan pada masalah-masalah dunia nyata.
Secara keseluruhan, artikel ini menyoroti pentingnya pendidikan STEM sebagai pendekatan interdisipliner yang mengintegrasikan ilmu pengetahuan, teknologi, teknik, dan matematika. Ia menekankan tujuan untuk mempersiapkan siswa menghadapi dunia teknologi dan membangun koneksi antara disiplin-disiplin yang berbeda. Prinsip-prinsip panduan integrasi dan relevansi disorot untuk membantu pendidik mengimplementasikan program STEM yang efektif.
Praktik STEM melibatkan berbagai keterampilan yang mendukung pengembangan keterampilan kritis pada siswa. Praktik ilmu dan rekayasa yang berasal dari Standar Ilmu Generasi Mendatang mencakup berbagai keterampilan, seperti bertanya, menentukan masalah, menggunakan model, merencanakan penyelidikan, menganalisis dan menafsirkan data, menerapkan matematika dan pemikiran komputasional, membuat penjelasan, merancang solusi, berargumentasi berdasarkan bukti, dan memperoleh, mengevaluasi, dan menyampaikan informasi.
Selain praktik ilmu dan rekayasa, artikel ini juga menyebutkan praktik matematika yang diuraikan dalam Standar Inti Kompetensi Negara Bagian. Praktik ini mencakup memahami masalah, berpikir secara abstrak dan kuantitatif, membangun argumen dan mengkritik penalaran orang lain, memodelkan dengan matematika, menggunakan alat yang sesuai secara strategis, memperhatikan ketelitian, mencari dan memanfaatkan struktur, serta mengidentifikasi pola dan keteraturan dalam penalaran.
Selain itu, buku ini membahas praktik teknologi. Sebelum membahas praktik tersebut, buku ini menyajikan definisi teknologi yang lebih luas sebagai modifikasi apa pun dari dunia alami yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan atau keinginan manusia. Buku ini mengelompokkan teknologi ke dalam enam kelompok: transportasi, konstruksi, listrik, kedokteran, makanan dan air, serta komunikasi. Praktik teknologi berfokus pada membantu siswa memahami jaringan sistem teknologi yang digunakan oleh masyarakat, belajar cara menggunakan teknologi baru secara efektif, mengakui peran teknologi dalam kemajuan ilmu pengetahuan, dan menjelajahi dampak teknologi pada masyarakat.
Secara keseluruhan, artikel ini menekankan pentingnya mengintegrasikan peristiwa dan isu global dalam pendidikan STEM, mengembangkan keterampilan abad ke-21, memberikan tantangan yang sesuai kepada siswa, dan menyediakan berbagai kesempatan pembelajaran berbasis masalah dan berbasis proyek. Artikel ini juga menyoroti praktik ilmu pengetahuan, rekayasa, matematika, dan teknologi yang menjadi panduan dalam pendidikan STEM dan mendorong berpikir kritis, kreativitas, dan kolaborasi di antara siswa.
Artikel ini membahas pentingnya mengintegrasikan praktik rekayasa dalam pendidikan STEM dan mengambil keputusan yang berdasarkan informasi terkait teknologi dengan mempertimbangkan dampaknya pada masyarakat dan lingkungan. Sebagai pendidik, penting bagi kita untuk menjadi contoh dalam menggunakan istilah seperti teknologi, ilmu pengetahuan, matematika, dan rekayasa. Misalnya, kita dapat mengajukan pertanyaan seperti apa yang telah kamu pelajari tentang teknologi gigi-gigi? Bagaimana kita dapat menerapkan ilmu gerak pada proyek roller coaster ini? Keterampilan matematika apa yang tepat untuk memecahkan masalah ini? Apa yang akan kamu rancang untuk mengangkut barang melintasi sungai?
Selanjutnya, artikel ini memperkenalkan tiga pendekatan dalam integrasi STEM: integrasi multidisiplin atau integrasi tematik, integrasi antardisiplin, dan integrasi transdisiplin.
Integrasi multidisiplin atau integrasi tematik melibatkan pengorganisasian kurikulum berdasarkan tema umum, seperti samudra, ekosistem, penerbangan, atau bajak laut. Pendekatan ini menghubungkan disiplin-disiplin individual dan memberikan pengalaman belajar yang koheren, menunjukkan kepada siswa bahwa mereka dapat belajar tentang suatu topik dari berbagai perspektif disiplin. Disarankan untuk mengaitkan tema dengan standar masing-masing disiplin dan menggabungkan minat siswa. Namun, kelemahan dari pendekatan ini adalah keterbatasan hubungan hanya pada tema itu sendiri, tanpa ada tujuan pembelajaran yang lebih mendalam.
Integrasi antardisiplin melibatkan pengorganisasian kurikulum berdasarkan pembelajaran bersama di antara disiplin-disiplin. Dalam pendekatan ini, tujuan pembelajaran dari dua disiplin digabungkan untuk membentuk satu konsep atau keterampilan kunci. Artikel ini memberikan contoh unit interdisipliner yang melibatkan seorang guru ilmu pengetahuan dan seorang guru matematika. Guru ilmu pengetahuan fokus pada pemahaman kesamaan dan perbedaan antara planet, sementara guru matematika membantu siswa membuat skala model tata surya menggunakan rasio. Dengan menggabungkan tujuan pembelajaran ini, siswa mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang tata surya melalui konsep ukuran dan jarak. Penting untuk dicatat bahwa integrasi antardisiplin tidak sepenuhnya berbeda dengan integrasi multidisiplin, tetapi melibatkan tingkat integrasi yang lebih tinggi.
Terakhir, integrasi transdisiplin melibatkan siswa dalam masalah dunia nyata atau proyek yang membutuhkan penerapan pengetahuan dan keterampilan dari berbagai disiplin. Pendekatan ini menekankan integrasi disiplin untuk memecahkan masalah kompleks yang autentik. Artikel ini menyiratkan bahwa integrasi transdisiplin melampaui identifikasi disiplin dan menekankan pentingnya integrasi dalam mengatasi tantangan dunia nyata.
Secara keseluruhan, artikel ini menyoroti pentingnya menggabungkan praktik rekayasa dan membuat keputusan yang berdasarkan informasi terkait teknologi dalam pendidikan STEM. Artikel ini memperkenalkan tiga pendekatan dalam integrasi STEM, yaitu integrasi multidisiplin, integrasi antardisiplin, dan integrasi transdisiplin, masing-masing menawarkan tingkat integrasi yang berbeda antara disiplin.
Untuk melibatkan siswa dalam pembelajaran transdisiplin, penting untuk membuat masalah dan proyek yang relevan dengan minat dan keprihatinan mereka. Guru harus mengorganisir kurikulum berdasarkan pertanyaan, ide, dan minat siswa, memungkinkan siswa mengambil kendali atas pembelajaran mereka. Dalam contoh unit transdisiplin, pertanyaan pentingnya adalah, "Bagaimana seorang ahli cuaca memprediksi cuaca di Planet X?" Pertanyaan ini mendorong unit dan memerlukan siswa untuk mencapai tujuan pembelajaran dari berbagai disiplin untuk menjawabnya.
Misalnya, dalam ilmu pengetahuan, siswa akan memberikan laporan cuaca untuk planet lain dan belajar tentang prediksi cuaca. Dalam seni, mereka akan membuat studio untuk ramalan cuaca, sedangkan dalam bahasa Inggris, mereka akan menulis naskahnya. Matematika akan melibatkan perhitungan waktu untuk transmisi radio dari Bumi. Kesempatan pembelajaran dari berbagai disiplin ini berkontribusi pada menjawab pertanyaan penting berbasis proyek dunia nyata. Penting untuk dicatat bahwa tidak semua disiplin STEM perlu diintegrasikan ke setiap unit.
Pembelajaran berbasis proyek (PBL) adalah aspek penting dari pembelajaran transdisiplin. Ini menggabungkan pemecahan masalah dengan PBL untuk menciptakan pengalaman pembelajaran transdisiplin. PBL mencakup pertanyaan sentral, tujuan pembelajaran STEM, dan pengalaman sebelumnya siswa. Siswa berperan sentral dalam proses pembelajaran, mengembangkan keterampilan pengambilan keputusan dan menerapkan minat dan pengalaman mereka pada produk atau solusi akhir. Guru bertindak sebagai fasilitator atau pelatih, mengelola waktu dan logistik. Proyek menjadi pusat kurikulum, dibagi menjadi tugas yang dapat dikelola dan diakhiri dengan produk atau pertunjukan. Penilaian harus berkelanjutan dan beragam, dengan model dan rubrik untuk membimbing siswa, memungkinkan refleksi, umpan balik, dan perbaikan.
Untuk mengimplementasikan pelajaran atau unit STEM, buku ini menyarankan strategi seperti mengidentifikasi standar konten, ide-ide besar, konsep-konsep kunci, dan pertanyaan-pertanyaan penting. Menentukan apa yang harus diketahui dan dikuasai siswa sebagai hasil dari unit, menciptakan peluang penilaian yang beragam, dan merancang kegiatan pembelajaran antardisiplin juga penting. Memilih pendekatan yang paling efektif, baik itu multidisiplin atau transdisiplin, tergantung pada tujuan pembelajaran.
Sebagai kesimpulan, artikel ini merekomendasikan membaca buku "STEM Lesson Essentials" untuk informasi lebih rinci tentang praktik STEM, sumber daya PBL, dan strategi implementasi.
