Pembelajaran STEAM

Pembelajaran STEAM, STEAM, Inovasi pembelajaran, Problem Based Learning

Daftar Isi [Tampil]

        Ilustrasi. Seorang anak usia sekolah sedang melakukan metode belajar daring. (Foto: Antara/Shuterstock)

A. Pengertian STEAM

Pembelajaran STEAM merupakan singkatan dari pembelajaran Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics. STEAM dikenal di Indonesia dengan Sciences ebagai Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), Technology sebagai ilmu teknologi, Engineering sebagai ilmu teknik, Art sebagai ilmu seni, seperti seni musik, seni lukis, dan seni kriya, serta Mathematics sebagai ilmu matematika.

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah kajian fenomena alam yang melibatkan observasi dan pengukuran untuk menjelaskan secara objektif alam yang selalu berubah. IPA menjadi salah satu dasar dari ilmu teknologi.Ruang lingkup IPA terbatas pada berbagai hal yang dapat dipahami oleh indera seperti penglihatan, sentuhan, pendengaran, rabaan, dan pengecapan. Mempelajari IPA dapat mengasah peserta didik memperoleh pengetahuan melalui pembelajaran dan penyelidikan atau pembuktian.

Teknologi adalah inovasi-inovasi manusia yang digunakan untuk memodifikasi alam agar memenuhi kebutuhan manusia dalam bentuk peranti keras maupun cara strategis. Penggunaan teknologi oleh manusia diawali dengan pengubahan sumber daya alam menjadi alat-alat sederhana. Segala sesuatu yang menjadi teknologi bermula dari penemuan-penemuan yang tidak terlepas dari kegagalan, sehingga mempelajari bagaimana menciptakan teknologi berarti juga mengasah daya kritis peserta didik dalam menemukan inovasi.

Teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Teknik dapat berupa praktik untuk mendesain dan mengkonstruksi mesin, peralatan, sistem, material, dan proses yang bermanfaat bagi manusia secara ekonomis dan ramah lingkungan. Teknik merupakan aplikasi kreatif dari prinsip IPA untuk merancang atau mengembangkan rangka mesin maupun alat-alat suatu proses tertentu.

Seni adalah adalah segala sesuatu yang diciptakan oleh manusia yang mengandung unsur keindahan dan mampu membangkitkan perasaan dirinya sendiri maupun orang lain. Seni juga dapat dimaknai sebagai keahlian membuat karya yang bermutu (ditinjau dari kehalusannya, fungsinya, bentuknya, keindahannya, dan sebagainya).

Matematika adalah ilmu tentang pola-pola dan hubungan-hubungan yang menyediakan bahasa bagi teknologi, IPA, dan teknik. Matematika juga merupakan ilmu yang mempelajari keteraturan pola dan hubungannya.

Pembelajaran STEAM yang merupakan perkembangan dari pembelajaran STEM yang menggabungkan Seni didalamnya. Setelah keterampilan teknis tingkat tinggi tertentu tercapai, sains dan seni cenderung menyatu dalam estetika, plastisitas, dan bentuk. Ilmuwan terhebat adalah seniman juga.

Perlunya memperluas proses berpikir di luar disiplin STEM tradisional untuk memasukkan seni dan desain ditangani oleh Georgette Yakman yang menggambarkan STEAM sebagai" sains dan teknologi yang ditafsirkan melalui teknik dan seni, semua berbasis unsur matematika. Yakman menjelaskan STEAM sebagai kerangka kerja untuk mengajar lintas disiplin ilmu, dan sebagai sebuah pendekatan holistik integratif. 

 

 

 

 

B. Model Pendekatan STEAM

SILO 

Praktik pembelajaran tersebut menggunakan pendekatan terpisah (SILO), dimana setiap disiplin STEAM diajarkan secara terpisah untuk menjaga domain pengetahuan dalam batas-batas dari masing- masing disiplin (Asmuniv, 2015).Pada pendekatan silo, pembelajaran bertumpu pada masing-masing bidang pelajaran sehingga memungkinkan peserta didik untuk mendapatkan pemahaman yang mendalam dan dilakukan penilaian pada tiap bidang pelajaran STEAM (Juniaty, Siti, Supriyono:2016). Misalnya bidang pelajaran IPA diajarkan terpisah dengan Matematika, teknik, seni, maupun teknologi. Masing-masing bidang pelajaran berdiri sendiri.

Embeded 

pendekatan tertanam (embedded) pada STEAM lebih menekankan untuk mempertahankan keaslian materi pelajaran yang menjadi bidang utama, tidak fokus pada mata pelajaran yang tertanam, dan materi pada pendekatan tertanam tidak dirancang untuk dievaluasi atau dinilai. BidangIPA setidaknya terdiri dari satu atau lebih bidang pelajaran tertanam dalam konteks yang lain (misalnya matematika dan teknologi).

Integrated

Pendidikan STEAM yang dilaksanakan secara terpadu diajarkan seolah-olah dalam satu subjek pelajaran. Pendekatan terpadu dapat dilakukan dengan minimal dua disiplin ilmu. Pendekatan terpadu diharapkan dapat meningkatkan minat peserta didik pada bidang STEAM, apalagi dimulai sejak sekolah dasar (Juniaty, Siti, Supriyono:2016). Peserta didik dapat menghubungkan materi dari berbagai bidang STEAM dengan keterampilan berpikir kritis, keterampilan pemecahan masalah, dan pengetahuan untuk mencapai kesimpulan.

C. Tujuan Fungsi Pembelajaran STEAM

Tantangan dunia kerja yang membutuhkan kualitas SDM di bidang STEAM menjadi salah satu alasan peneliti, tenaga pendidik, kementrian pendidikan Indonesia untuk mengintegrasikan STEAM ke dalam pembelajaran. Dalam hal ini, Saudara dapat mendalami bagaimana STEAM sebagai pendekatan pembelajaran inovatif yang dapat diintegrasikan ke dalam model pembelajaran yang relevan seperti problem based learning maupun discovery learning.

Tujuan pembelajaran STEAM dapat mengasah tingkat literasi STEAM pada peserta didik. Literasi STEAM menjadi tujuan yang dapat dicapai oleh peserta didik maupun pendidik. Bagi peserta didik, literasi STEAM akan berguna dalam perkembangan kehidupannya dan bagi pendidik literasi STEAM bermanfaat menunjang kinerja mendidik generasi yang kompetitif dan kolaboratif.

Literasi STEAM mengacu pada kemampuan individu untuk menerapkan pemahaman tentang bagaimana ketatnya persaingan bekerja di dunia nyata yang membutuhkan empat bidang STEAM yang saling terkait (Asmuniv, 2015). National Governors Association Center for Best Practices milik Amerika (dalam Asmuniv, 2015) mendefinisikan literasi STEAM menurut masing-masing lima bidang STEAM.

D. Prinsip STEAM

Pengintegrasian pembelajaran STEAM dapat dilakukan berdasarkan tujuan pelaksanaan dan hasil pembelajaran yang dapat dikenakan kepada peserta didik maupun pendidik. Peserta didik diharapkan dapat menguasai literasi STEAM, kompetensi abad 21, kesiapan kerja bidang STEAM, minat dan hubungan bidang STEAM. Pendidik perlu meningkatkan pemahaman tentang materi STEAM dan bagaimana STEAM dapat dibelajarkan melalui ilmu pedagogi agar peserta didik menjadi kompeten. 

Kompetensi STEAM bagi pendidik maupun peserta didik dapat diwujudkan melalui perancangan pembelajaran, dukungan setiap pendidik, dan disesuaikan dengan konteks dunia nyata. Perancangan pembelajaran dapat diwujudkan ke dalam bentuk dokumen RPP (Rencana Pelaksanaan Pembelajaran) atau lesson plan. Dukungan tiap pendidik dapat berupa terlibat aktif dalam pelatihan demi meningkatkan kapasitas pendidik. Pembelajaran juga harus kontekstual dengan cara melibatkan peserta didik dalam masalah-masalah kehidupan sehari-hari. 

Prinsip STEAM

• Prinsip perhatian dan motivasi: Pendidik menunjukkan masalah yang kontekstual dan menggugah minat peserta didik untuk termotivasi menyelesaikan masalah tersebut
• Prinsip keaktifan: banyak cara mengaitkan masalah dengan pengetahuan yang telah , melakukan perbandingan dan pengandaian, berpikir induktif maupun deduktif
• Prinsip keterlibatan langsung: melakukan uji coba rancangan
• Prinsip pengulangan: latihan berupa lembar kerja, soal, dan melakukan pengulangan kesempatan untuk mengulang dalam pembelajaran.
• Prinsip tantangan: contoh dan non-contoh untuk menemukan konsep dari bidang STEAM yang dipelajari.
• Prinsip balikan dan penguatan: Peserta didik yang telah dapat diberikan mendali sebagai respon positif. Kepuasan pada hasil kerja menjadikan peserta didik menjadi lebih giat/semangat belajar.

E. Pembelajaran STEAM menggunakan model Problem Based Learning

Problem Based Learning atau pembelajaran berbasis masalah merupakan model pembelajaran yang menantang peserta didik untuk belajar bagaimana belajar, dan bekerja secara berkelompok untuk mencari solusi dari permasalahan dunia nyata (Arends & Kilcher, 2010). Langkah-langkah dalam pembelajaran berbasis masalah berkaitan erat dalam prinsip-prinsip pembelajaran STEAM. 

Sintak (langkah-langkah) Pembelajaran Berbasis Masalah
Fase 1, Orientasi peserta didik kepada masalah
Pendidik menjelaskan apa tujuan pembelajaran, bagaimana proses pembelajaran yang akan dilaksanakan, dan memotivasi peserta didik terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dapat dipilih. Pada konteks pembelajaran dengan pendekatan STEAM, tujuan pembelajaran yang dijelaskan kepada peserta didik harus mengacu pada literasi STEAM dan mendukung kemampuan abad 21. 

Fase 2, Mengorganisasikan peserta didik
Pendidik membantu peserta didik mendefinisikan dan mengorganisasikan tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut (menetapkan topik dan tugas). Pendefinisian masalah harus memenuhi kriteria autentik, jelas, mudah dipahami, luas sesuai tujuan pembelajaran, dan bermanfaat. 

Fase 3, Membimbing penyelidikan individu dan kelompok
Pendidik membantu peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang sesuai, eksperimen untuk mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah, pengumpulan data, hipotesis, dan pemecahan masalah. 

Fase 4, Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
Pendidik membantu peserta didik dalam merencanakan serta menyiapkan karya yang sesuai seperti, laporan dan demonstrasi

Fase 5, Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah
Pendidik membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi terhadap penyelidikan mereka dan proses-proses yang digunakan.

F. Pembelajaran STEAM Berpusat pada Proyek

Pembelajaran STEAM yang berpusat pada proyek didasarkan pada masalah dunia nyata. Proyek-proyek ini mengharuskan peserta didik untuk meneliti, mengusulkan dan memilih solusi, dan membuat desain. Setelah prototipe atau model dibuat, peserta didik menguji dan mempresentasikan temuan mereka, dan jika waktu memungkinkan, mereka mendesain ulang proyek dan melakukan perbaikan. Proyek-proyek ini harus selaras dengan masalah atau kebutuhan lokal, regional, atau global (Sesuatu yang dapat dihubungkan dengan peserta didik).

Secara garis besar, pembelajaran STEAM berpusat proyek dapat dilakukan menggunakan tahapan sebagai berikut:

1. Memilih salah satu topik yang memungkinkan Anda menggabungkan seluruh 5 aspek STEAM;
2. Menghubungkan topik dengan masalah di dunia nyata;
3. Mendefinisikan tantangan (apa tujuan pembelajaran akan dicapai peserta didik);
4. Memiliki solusi atas penelitian dan curah pendapat peserta didik;
5. Menjelaskan tantangan kepada peserta didik (gunakan video untuk melibatkan peserta didik);
6. Menggunakan rencana desain teknik penyelesaian masalah;
7. Membimbing peserta didik ketika mereka memilih gagasan dan membuat prototype;
8. Menguji prototype yang dihasilkan;
9. Meminta peserta didik mengkomunikasikan temuan mereka;
10. Mendesain ulang prototype yang dihasilkan sehingga memperoleh prototype sesuai yang diharapkan; 

G. Tantangan-Tantangan dalam Pembelajaran STEAM

Meskipun pembelajaran STEAM merupakan pembelajaran yang inovatif, itu tidak terlepas dari kelemahan maupun keterbatasan yang menyertainya. Saudara dapat menjadikan keterbatasan tersebut menjadi tantangan yang perlu dihadapi dan diantisipasi. Sebab, tidak ada satu pendekatan maupun model pembelajaran yang cocok untuk semua karakteristik peserta didik. Selalu ada pro dan kontra bagi akademisi maupun praktisi karena perbedaan kondisi dan sudut pandang yang dimiliki.
Berikut adalah tantangan-tantangan yang dapat ditemukan dalam pembelajaran STEAM: 

(1) Perbedaan pendekatan/cara dalam menerapkan pembelajaran STEAM

3 (tiga) pendekatan yang memungkinkan STEAM diterapkan. Ada pendekatan silo, tertanam (embedded), dan terpadu (integrated). Ketiga pendekatan tersebut memiliki kelemahan yang dapat dijadikan pertimbangan untuk memilih pendekatan terbaik sesuai kebutuhan dan kondisi praktik Mengajar (Juniaty, Siti, Supriyono, 2016).

• Pendekatan silo: karena diterapkan dengan memisahkan tiap bidang studi STEAM, memungkinkan adanya kurang ketertarikan siswa terhadap salah satu bidang STEAM. Misalnya perempuan kurang tertarik untuk berpartisipasi dalam bidang teknik dibandingkan laki-laki.

• Fokus dari pendekatan silo ialah konten materi agar peserta didik menguasai semua materi. Hal ini dapat membatasi sejumlah stimulasi lintas disiplin dan pemahaman peserta didik. Misalnya peserta didik mengatahui konsep hukum-hukum fisika tetapi tidak pandai memecahkan masalah yang membutuhkan integrasi hukum fisika dan bidang lain seperti teknologi terapan.

• Kelemahan dalam pendekatan tertanam (embedded) adalah dapat mengakibatkan pembelajaran terpotong-potong. Jika seorang peserta didik tidak bisa mengaitkan materi tertanam dengan materi utama, peserta didik berpotensi hanya belajar sebagian dari pelajaran daripada manfaat dari pelajaran secara keseluruhan. Misalnya, proses belajar peserta didik dapat terganggu jika peserta didik belum menguasasi pengetahuan matematika dan teknik yang ditanam pada bidang IPA (sebagai konten utama).

(2) Kurangnya standar yang jelas
Implementasi pembelajaran STEAM tidak seragam dalam kurikulum tiap sekolah (Cooper, 2019). Pedoman tentang tujuan pembelajaran yang mengacu pada bidang STEAM belum tersusun secara sistematik sehingga memungkinkan tiap sekolah menafsirkan dengan cara yang berbeda. Karena tidak ada standar yang berlaku dan sekolah berfokus pada topik yang berbeda, ada kemungkinan bahwa beberapa siswa tidak cukup siap untuk melanjutkan studi ke perguruan tinggi. Sangat mungkin juga bahwa guru yang mengajar siswa tidak memenuhi syarat untuk mengajar materi pelajaran. Oleh karena itu, langkah strategis adalah bagaimana pendekatan STEAM diimplementasikan secara integratif.

(3) Dianggap terlambat saat STEAM hanya diterapkan pada pendidikan tingkat menengah
Banyak orang berpendapat bahwa, dalam rangka mengembangkan hasrat untuk mata pelajaran seperti IPA, teknologi, dan matematika, siswa perlu memulai di sekolah dasar. Saat ini, sebagian besar program STEAM dimulai di sekolah menengah. Sayangnya, pada saat ini mungkin sudah terlambat bagi siswa, yang seharusnya sudah mempelajari keterampilan dasar yang diperlukan untuk memahami ide-ide yang lebih kompleks nanti. Tanpa landasan inti untuk STEAM di sekolah dasar, siswa cenderung menjadi kewalahan dan frustrasi serta kehilangan minat (Cooper, 2019).

H. Referensi

Agusta Danang Wijaya, Nila Karmila, dan Mahmudah R. Amalia. (2015). Implementasi Pembelajaran Berbasis STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) Pada Kurikulum Indonesia. Prosiding. Pros Semnas Fisika dan Aplikasinya UNPAD 1(1):85-88.

Arassh. (2013). Prinsip-prinsip pembelajaran. Artikel blog.https:// arassh.wordpress.com/2013/03/22/prinsip-prinsip-pembelajaran-2/Diakses pada 25 September 2019.

Arends, R. I. and Kilcher, A. (2010). Teaching for student learning : Becoming an accomplished teacher.Oxon : Routledge.

Asmuniv, Pendekatan Terpadu Pendidikan STEAM Upaya Mempersiapkan Sumber Daya Manusia Indonesia Yang Memiliki Pengetahuan Interdisipliner dalam Menyosong Kebutuhan Bidang Karir Pekerjaan Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA), 2015. (Online),(http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/baru/45-listrik-elektronika/1507-asv9), diakses 12 September 2019.

Cooper, Clay. (2019). STEAM Pros and Cons. Artikel blog. https://prepexpert.com/STEAM-pros-and-cons/ Diakses pada 27 September 2019.

Farah Robi'atul Jauhariyyah, Hadi Suwono, dan Ibrohim. (2017). Science, Technology, Engineering and Mathematics Project Based Learning(STEAM-PjBL) pada Pembelajaran Sains. Prosiding. Pros Seminar Pend IPA Pascasarjana UM, 2 (2017):432-436.

ILO.(2012). Profil Pekerjaan yang Layak Indonesia. CO Jakarta: Organisasi Perburuhan Internasional.

Indri Sari Utami, Rahmat Firman Septiyanto, Firmanul Catir Wibowo, dan Anang Suryana. (2017). Pengembangan STEAM-A (Science, Technology, Engineering, Mathematic and Animation) Berbasis Kearifan Lokal dalam Pembelajaran Fisika. Artikel Jurnal. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika Al- BiRuNi, 06 (1) (2017):67-73.

Juniaty Winarni, Siti Zubaidah, Supriyono Koes H. (2016). STEAM: Apa, Mengapa, dan Bagaimana. Prosiding. Pros Semnas Pend IPA Pascasarjana UM 1(1):976-984.

Nailul Khoiriyah, Abdurrahman, dan Ismu Wahyudi. (2018). Implementasi pendekatan pembelajaran STEAM untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMA pada materi gelombang bunyi. Artikel Jurnal. JRKPF UAD Vol.5 No.2 Oktober 2018.

National Academy of Engineering and National Research Council. (2014). STEAM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research. Washington, DC: The National Academies Press.

NRC National Research Council of The National Academies. (2011). Successful K-12 STEAM Education: Identifying Effective Approaches in Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Washington D.C.: The National Academies Press.

PPPPTK IPA. (2018). Filosofi Pendidikan STEAM. Materi pelatihan. Pelatihan Pembelajaran IPA Berbasis STEAM yang Terintegrasi dalam Kurikulum 2013.Bandung: PPPPTK IPA.

Sahih, Alpaslan. (2015). A Practice-based Model of STEAM Teaching STEAM Students on the Stage (SOS)TM. Rotterdam: Sense Publishers.

Schunk, Dale H. (2012). Teori-teori pembelajaran: Perspektif pendidikan Edisi keenam. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Yeni Hendriani. (2018). Unit Pembelajaran STEAM Mata Pelajaran Biologi SMA Sistem Pencernaan. PPPPTK IPA.

YJP Yayasan Jurnal Perempuan. (2016). Buku Seri Pendidikan Publik JP 91 Status Perempuan dalam STEAM (Sains, Teknologi, Engineering & Matematika). Jakarta Selatan: YJP.

Yohanes Enggar Harususilo. (2018). Jurusan dan Pekerjaan Paling Dibutuhkan 2020. Diakses pada tanggal 20 Oktober 2019 dari https://edukasi.kompas.com/read/2018/06/20/15460391/jurusan-dan- pekerjaan-paling-dibutuhkan-2020?page=all