105
PENDIDIKAN
STEM
DALAM
ENTREPRENEURIAL SCIENCE
THINKING
“ESciT”: SATU PERKONGSIAN PENGALAMAN
DARI UKM UNTUK ACEH
Muhammad Syukri1*, Lilia Halim2 dan T. Subahan Mohd. Meerah2
1Pend. Fisika, FKIP, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia 2Fakulti Pendidikan, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia
*
Email: syukri.physics@unsyiah.net
Abstrak
Artikel ini bertujuan untuk berbagi pengalaman mengenai program penelitian pengintegrasian pendidikan STEM dalam pengajaran dan pembelajaran sains di sekolah dasar dan menengah yang telah dijalankan oleh Fakulti Pendidikan, UKM (Universiti Kebangsaan Malaysia). Program pendidikan STEM tersebut adalah berupa pengintegrasian pemikiran kewirausahaan ke dalam pengajaran dan pembelajaran sains melalui kemahiran proses sains. Pengintegrasian ini kami istilahkan dengan sebutan “ESciT” (Entrepreneurial Science Thinking) atau dalam bahasa Indonesia “PeSaK” (Pemikiran Sains Kewirausahaan). ESciT merupakan suatu proses pengintegrasian pengetahuan sains secara inovatif dan kreatif dengan pemikiran yang berorientasikan kewirausahaan. Konsep ESciT sendiri lahir dari pada perbandingan dan persamaan antara langkah-langkah dalam kemahiran proses sains (science process skill) dan pemikiran kewirausahaan. Produk yang kami hasilkan dari program penelitian pengintegrasian ini adalah “modul ESciT”. Modul EScit juga telah kami lakukan pengujian di beberapa sekolah rendah dan menengah di Malaysia. Hasil dari pengujian modul ESciT tersebut menunjukkan bahwa selain prestasi dan minat pelajar dalam pembelajaran sains meningkat, sikap dan pandangan mereka terhadap kewirausahaan juga menunjukkan hasil yang positif. Pelajar menjadi lebih menyadari dan memahami relevansi antara pengetahuan sains yang mereka pelajari di kelas dengan kehidupan sehari-hari. Diharapkan melalui huraian penjelasan secara terperinci artikel ini mengenai Konsep ESciT, modul ESciT, serta aktivitas pelajar dan peran guru dalam setiap langkah modul ESciT dapat dijadikan sebagai salah satu masukkan bagi guru dan pemerintah Aceh dalam mengaplikasikan pengintegrasian pendidikan STEM dalam kurikulum pendidikan sains sekolah dasar dan menengah.
Kata kunci: Pendidikan STEM; ESciT (Entrepreneurial Science Thinking); Modul ESciT.
Pengantar
106
Sedangkan pendidikan STEM pula merujuk kepada pengintegrasian konsep desain teknologi/teknik dalam pengajaran dan pembelajaran sains/matematik di kurikulum sekolah [2]. Selain itu, pendidikan STEM juga bisa didefinisikan sebagai suatu pendekatan pengajaran dan pembelajaran antara mana-mana dua atau lebih dalam komponen STEM atau antara satu komponen STEM dengan disiplin ilmu lain [3]. Pendekatan pendidikan STEM dalam artikel ini lebih merujuk kepada definisi yang diberikan oleh [3], yaitu mengintegrasikan pemikiran kewirausahaan dalam pengajaran dan pembelajaran pendidikan sains di sekolah. Pada umumnya, pengintegrasian pendidikan STEM dalam pengajaran dan pembelajaran boleh dijalankan pada semua tingkatan pendidikan, mulai dari sekolah dasar sampai universitas. Ini mungkin dilakukan karena aspek pelaksanaan STEM seperti kecerdasan, kreatifitas, dan kemampuan desain tidak tergantung kepada usia [2,4].
Inisiatif pengintegrasian STEM dalam kurikulum pendidikan di sekolah merupakan salah satu usaha untuk mempertingkatkan atau menggalakkan pelajar meminati dan terlibat dalam bidang STEM. Pada waktu ini, minat pelajar terhadap bidang-bidang STEM di berbagai negara seperti Amerika, Inggris, Malaysia, dan juga Indonesia mengalami penurunan, sedangkan keperluan negara dan industri untuk latar belakang bidang STEM ini semakin tinggi [5]. Selain untuk meningkatkan minat pelajar, ide pengintegrasian STEM juga merupakan buah pikiran dari pandangan bahwa antara sains, teknologi, teknik, dan matematika dalam perkembangan dunia pendidikan dan pekerjaan abad ke-21 ini saling memerlukan antara satu dengan lainnya. Oleh itu, dalam menghadapi tantangan pendidikan dan pekerjaan tersebut, kita memerlukan pelajar yang tangguh mempersiapkan diri dalam bidang-bidang tersebut. Salah satu caranya ialah dengan memperkenalkan dan memahirkan mereka dengan kemahiran-kemahiran bidang STEM, iaitu melalui pengintegrasian pendidikan STEM dalam kurikulum pendidikan sekolah dasar dan menengah. Pengintegrasian pendidikan STEM dalam kurikulum sekolah dasar dan menengah di berbagai negara, seperti Amerika, Inggris, Australia, China, dan Korea Selatan telah mulai disusun dan dilaksanakan. Untuk itu, Indonesia khususnya Aceh mulai sekarang sudah boleh memikirkan dan menjalankan pengintegrasian pendidikan STEM dalam kurikulum pendidikan sekolah rendah dan menengah. Hal ini bertujuan bagi memastikan kurikulum pendidikan kita dapat melahirkan sumber daya manusia yang berkompeten dalam bidang-bidang STEM.
107
ESciT (Entrepreneurial Science Thinking)
Konsep ESciT. ESciT merupakan singkatan dari ‘Entrepreneurial Science Thinking’ atau dalam bahasa Malaysia dan Indonesia dapat diganti dengan pemikiran sains keusahawanan/kewirausahaan (PeSaK). PeSaK ialah suatu konsep pengajaran dan pembelajaran sains untuk melahirkan pelajar yang memiliki pemikiran kewirausahaan. PeSaK dihasilkan oleh dua orang dosen dari Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), yaitu Prof. Dr. Lilia Halim dan Prof. Dr. Nor Aishah Buang. Konsep PeSaK ini, mereka rumuskan melalui hasil analisis wawancara dengan 20 saintis yang telah menjadi pengusaha sukses dan pemikir-pemikir dalam bidang inovasi. Dari hasil analisis tersebut, menunjukkan bahwa saintis yang berhasil menghasilkan ide atau produk berdasarkan ilmu sains ialah melalui penggabungan kemahiran proses sains dan pemikiran kewirausahaan. Oleh itu, konsep PeSaK dibina berdasarkan hubungan antara langkah-langkah dalam kemahiran proses sains dan pemikiran kewirausahaan. Pemikiran kewirausahaan merujuk kepada fenomena kognitif mencari idea dan peluang kewirausahaan yang inovatif dan kreatif [6]. Sedangkan kemahiran proses sains adalah cara pandang seseorang dalam melihat sains lebih kepada satu pendekatan proses dari pada sains hanya sebagai ilmu pengetahuan [4].
Berikut adalah langkah-langkah dari kemahiran proses sains (science process skill) dan pemikiran kewirausahawan yang mempunyai hubungan antara satu dengan lainnya.
• Langkah pertama “membuat pengamatan” dan langkah kedua “menguraikan
masalah atau fenomena” dalam kemahiran proses sains memiliki hubungan dengan langkah pertama “mengamati lingkungan sekitar dengan sengaja” dan langkah kedua “mencari keperluan idea baru” dalam pemikiran kewirausahaan. Langkah pertama dan kedua kemahiran proses sains ini membolehkan pelajar untuk memahami mengapa sesuatu fenomena bisa terjadi dan menguraikan fenomena tersebut melalui pertanyaan apa, mengapa, dan bagaimana. Begitu juga dengan langkah pertama dan kedua pemikiran kewirausahaan, yaitu sengaja mengamati lingkungan sekitar dan menemukan sesuatu idea baru yang bisa dilakukan. Jadi jelas langkah pertama dan kedua kemahiran proses sains memiliki hubungan dengan langkah pertama dan kedua pemikiran kewirausahaan.
• Langkah ketiga kemahiran proses sains “membuat hipotesis”, sama dengan
langkah ketiga pemikiran kewirausahaan “merumuskan ide”. Jika saintis membuat hipotesis, selalunya bertanya apabila A begini, maka B akan begitu dan banyak lagi. Begitu juga dengan pengusaha, akan membuat ide berdasarkan prinsip jika ide A diterima apa yang akan terjadi pada ide B dan seterusnya. Ide yang dihasilkan ini bisa dalam bentuk produk maupun teknik yang berfungsi dalam lingkungan kewirausahaan [7,8].
• Langkah keempat kemahiran proses sains “memilih satu hipotesis” memiliki
hubungan yang sama dengan langkah keempat pemikiran kewirausahaan “memilih satu ide dan buat dalam bentuk produk”. Untuk memilih satu hipotesis, saintis menimbang berbagai faktor dan kemungkinan. Begitu juga dengan pengusaha, melakukan hal yang sama untuk memilih satu ide dan kemudian dibuat dalam bentuk suatu produk.
• Langkah kelima kemahiran proses sains “membuat eksperimen” sama dengan
108
• Yang terakhir, langkah keenam kemahiran proses sains “menilai hasil
eksperimen terhadap hipotesis”, memiliki hubungan dengan langkah kelima pemikiran kewirausahaan “menilai produk dengan keperluan lingkungan sekitar dari aspek biaya, pemasaran, dan manfaatnya”. Saintis dan pengusaha selalunya akan menilai apa yang telah mereka lakukan atau hasilkan dengan hipotesis atau rancangan sebelumnya.
Persamaan pada langkah-langkah kemahiran proses sains dan pemikiran kewirausawanan inilah yang menjadi salah satu latar belakang lahirnya konsep pemikiran sains kewirausahaan (PeSaK). Secara ringkas, bagaimana hubungan antara langkah-langkah kemahiran proses sains dan pemikiran kewirausahaan dalam melahirkan lima langkah pemikiran sains kewirausahaan dapat dilihat seperti pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hubungan Langkah-langkah dalam kemahiran proses sains, pemikiran kewirausahaan, dan pemikiran sains kewirausahaan (PeSaK).
Kemahiran Proses Sains
Pemikiran Kewirausahaan Pemikiran Sains Kewirausahaan (PeSaK)
1. Mengamati fenomena
1. mengamati lingkungan sekitar dengan sengaja
1. Mengambil inisiatif untuk membuat pengamatan dengan sengaja, bertujuan, dan secara langsung 2. Menguraikan
masalah/fenomena
2. mencari keperluan idea baru 2. Mencari dan memikirkan keunikan atau kelainan pada sesuatu fenomena yang diamati dalam bentuk ide, sistem, model, desain, atau produk
3. Membuat hipotesis 3. merumuskan ide
3. Memilih satu hipotesis
4. memilih satu ide dan mewujudkannya dalam bentuk produk
3. Memilih beberapa ide yang bisa diinovasikan dari langkah sebelumnya serta menilai ide-ide tersebut 5. Membuat
eksperimen 6. Menilai hasil
eksperimen terhadap hipotesis
5. menilai produk dengan keperluan lingkungan sekitar 5. Memastikan ide atau
produk yang dihasilkan bermanfaat untuk masyarakat
109
Langkah Pengamatan (Observe). Pada langkah pengamatan ini, pelajar diminta untuk melakukan pengamatan terhadap berbagai fenomena yang terdapat dalam lingkungan kehidupan sehari-mereka yang mempunyai kaitan dengan konsep sains yang sedang diajarkan. Sebagai contoh, misalnya guru ingin mengajarkan topik energi, maka pelajar diminta untuk mencari informasi sebanyak mungkin mengenai energi. Mulai dari apa itu energi, jenis-jenis energi, sumber-sumber yang menghasilkan energi, alat-alat kehidupan yang menggunakan sumber energi, dan lain sebagainya. Pengamatan ini dapat dilakukan dengan mengamati secara langsung dalam kehidupan sehari-hari atau juga bisa menggunakan teknologi seperti pencarian online melalui internet. Untuk memudahkan dalam melakukan langkah pengamatan ini, pelajar dapat membaginya menjadi dua tahap. Tahap pertama, pelajar mencari informasi sebanyak mungkin dari berbagai sumber, seperti dari guru, keluarga, teman, atau internet. Seterusnya pada tahap kedua, dilanjutkan dengan merumuskan dan menguraikan semua informasi yang telah diperoleh serta disesuaikan dengan konsep energi yang sedang dipelajari.
Langkah Ide Baru (New Idea). Setelah pelajar mengamati dan memperoleh informasi mengenai berbagai fenomena atau produk yang berhubungan dengan topik sains yang dibahas, seterusnya pelajar melaksanakan langkah idea baru. Pada langkah ini, pelajar diminta untuk mencari sesuatu yang baru atau unik dari berbagai fenomena yang telah diamati. Sebagai contoh untuk topik energi tadi, dari berbagai informasi dan produk yang berhubungan dengan energi, selanjutnya pelajar diminta mencari dan memikirkan satu ide baru yang berbeda dari ide atau produk yang sudah ada. Baik itu dari aspek fungsinya, teknologi, maupun cara kerjanya. Untuk dapat menemukan suatu ide yang baru, pelajar pada langkah ini memerlukan kemahiran dalam menganalisis dan berfikir kritis.
Langkah Inovasi (Innovation). Pada langkah inovasi ini, pelajar diminta untuk menguraikan hal-hal apa saja yang harus dilakukan agar ide yang telah dihasilkan pada langkah ide baru sebelumnya dapat diaplikasikan. Inovasi dalam modul ESciT ini merujuk kepada usaha untuk menambah atau memperbaiki sesuatu ide atau produk menjadi lebih baik. Untuk menghasilkan inovasi ini, sebaiknya pelajar melakukannya secara berdiskusi dan memaparkan semua ide di dalam kelompok masing-masing. Agar inovasi yang dihasilkan lebih bermakna, sebaiknya beberapa hal berikut harus diperhatikan dan didiskusikan bersama, seperti; apakah ide yang dihasilkan merupakan sesuatu yang baru?, apakah ide tersebut realistis untuk diaplikasikan?, apa kelebihan ide ini dengan idea atau produk sebelumnya?, dan sebagainya. Untuk itu, diharapkan semua anggota kelompok dapat aktif memberikan tanggapan yang kreatif.
Langkah Kreasi (Creativity). Seterusnya langkah keempat dalam modul EScit adalah adalah langkah kreasi. Langkah ini merupakan pelaksanaan semua saran dan pandangan hasil diskusi mengenai ide sesuatu produk baru yang ingin di
aplikasikan. Tentu pengaplikasian oleh pelajar ini tidak dalam bentuk produk
sebenarnya, melainkan dalam bentuk sketsa dan gambar. Salah seorang dari anggota kelompok yang pandai dalam menggambar dipilih untuk menterjemahkan semua ide-ide yang bernilai inovasi yang telah didiskusikan sebelumnya menjadi sebuah gambar produk sains. Pelajar dapat mengaplikasikannya dalam bentuk miniatur atau sketsa dan gambar. Kreasi gambar atau sketsa yang dihasilkan sebaiknya digambarkan secara keseluruhan dari berbagai posisi, terutamanya pada
bagian yang terdapat ide inovasinya, baik itu tampak depan, samping, maupun atas.
110
mengumpulkan pandangan masyarakat mengenai ide produk melalui survey dan seterusnya menganalisisnya. Langkah ini sebaiknya dijadikan sebagai perkejaan rumah pelajar setelah pulang sekolah. Pelajar diminta untuk mencari sekurang-kurangnya lima orang tetangganya untuk menjawab beberapa pertanyaan seperti; bagaimana pandangan mereka mengenai produknya, apakah produk ini bisa dijual, apakah dapat berguna bagi masyarakat, dan berapa harga paling sesuai untuk produk tersebut. Seluruh jawaban dari koresponden untuk semua pertanyaan tersebut, seterusnya secara analisis sederhana disimpulkan oleh pelajar. Terakhir sekali pelajar akan mempresentasikan produk dan juga hasil analisis pandangan masyarakat terhadap produk tersebut kepada semua pelajar di depan kelas.
Modul ESciT yang dihasilkan oleh UKM ini, di beberapa sekolah rendah dan sekolah menengah di Malaysia telah diuji penggunaannya. Dalam pengujian tersebut didapati bahwa pengetahuan, sikap, dan minat pelajar terhadap sains semakin meningkat dan positif. Di samping minat untuk menjadi seorang wirausahaan dalam bidang sains juga meningkat. Beberapa contoh hasil produk pelajar setelah mengikuti pengajaran dan pembelajaran sains menggunakan modul ESciT dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Contoh-contoh Produk ESciT yang Dihasilkan oleh Pelajar
Peran Guru dalam Modul ESciT. Dalam proses pengajaran dan pembelajaran pemikiran sains kewirausahaan dengan menggunakan modul ESciT ini, guru punya andil yang besar dalam memastikan semua langkah aktivitas modul dapat dijalankan dengan benar oleh pelajar. Oleh itu, guru dituntut agar dapat menggunakan pendekatan yang sesuai untuk setiap langkahnya. Berikut adalah uraian singkat mengenai peran atau pendekatan yang dapat dilakukan oleh guru sains sewaktu melaksanakan proses pengajaran dan pembelajaran pemikiran sains kewirausahaan dengan menggunakan modul ESciT.
• Dalam Langkah pengamatan (observe) atau langkah mengambil inisiatif untuk
111
Guru berperan dalam memastikan seluruh pelajar untuk membuat pengamatan mengenai semua fenomenan dalam kehidupan sehari-hari mereka yang berhubungan dengan konsep sains yang sedang atau telah dipelajari. Pengamatan ini tidak terbatas hanya menggunakan panca indra saja, tetapi juga bisa melalui bahan bacaan, internet, atau juga wawancara dengan pengusaha dan pakar sains secara langsung. Untuk menemukan keunikan fenomena yang diamati, guru mengarah pelajar untuk menguraikan semua aspek yang terdapat pada fenomena yang diamati. Dengan penguraian ini, diharapkan pelajar dapat menemukan kekurangan atau hal yang belum ada dari fenomena yang diamati, agar seterusnya mereka dapat memikirkan satu atau lebih hal yang boleh ditambah pada fenomena tersebut.
• Agar pelajar menemukan ide yang benar-benar baru, unik, dan kreatif dalam
langkah ide baru (new idea) ini. Guru berperan dalam memberi motivasi dan dalam memastikan pelajar untuk dapat menggunakan semua imajinasi berfikir mereka sewaktu menjalankan langkah ini. Pada umumnya, langkah ide baru ini memerlukan proses dan waktu yang relatif lama dari langkah-langkah lainnya. Untuk itu guru haruslah bijak dalam memberikan arahan kepada pelajar mengenai bagian-bagian apa saja dari fenomena yang telah diamati yang perlu dipikirkan untuk ditambahkan ide baru atau perubahan.
• Seterusnya untuk langkah inovasi (innovation) atau langkah memilih beberapa
ide dari langkah kedua yang bisa diinovasikan serta menilai ide-ide tersebut, guru meminta setiap kelompok pelajar untuk menguraikan semua aspek dari ide-ide yang telah mereka pikirkan pada langkah dua sebelumnya, seperti biaya, bahan, tingkat kesukaran, dan manfaatnya apabila ide tersebut dibuat dalam bentuk sebenarnya. Setelah pelajar menguraikan semua aspek dari ide-ide tersebut, guru selanjutnya mengarahkan pelajar untuk berdiskusi sesama teman kelompok untuk menilai ide yang mana yang paling sesuai untuk dikreasikan dan didesain.
• Dalam langkah keempat modul ESciT, yaitu langkah menetapkan dan
memperbaiki ide produk yang telah dipilih (creativity), guru bertindak sebagai fasilitator dalam menggalakan pelajar menggunakan imajinasi berpikir untuk menterjemahkan ide yang telah mereka dipilih menjadi suatu produk yang inovatif. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, produk yang dimaksud pada langkah ini adalah draf gambar atau sketsa dari produk sebenarnya. Untuk itu, guru harus dapat memastikan semua ide yang telah mereka hasilkan pada langkah inovasi sebelumnya terdapat pada sketsa produk yang mereka gambarkan.
• Terakhir sekali untuk langkah society modul ESciT, guru menjelaskan dan
membantu pelajar mengenai tata cara bagaimana melakukan survey yang baik dan benar. Pelajar diarahkan untuk memilih sekurang-kurangnya lima orang koresponden, boleh terdiri dari teman kelas lain, para guru, ataupun tetangga di rumah. Pada langkah ini, guru juga berperan dalam menyediakan beberapa pertanyaan mengenai produk yang dihasilkan oleh pelajar untuk digunakan pada waktu survey. Setelah survey dijalankan, guru mengarahkan pelajar melakukan analisis persentase sederhana dan melaporkannya di depan kelas bersama dengan produk mereka.
Kesimpulan
112
menengah di Aceh mulai dari sekarang sudah dapat mempersiapkan diri dalam melaksanakan pengaplikasian pendidikan STEM ini. Guru sebagai ujung tombak pelaksana pengajaran dan pembelajaran di sekolah, dituntut harus mampu mengembangkan pendekatan pengajaran yang sesuai dalam pengaplikasian metode ini. Oleh itu, melalui artikel ini kami ingin berbagi pengalaman dengan guru, terutamanya guru sains mengenai pengaplikasian pengintegrasian pendidikan STEM dalam pengajaran dan pembelajaran sains di sekolah dasar dan sekolah menengah, yaitu dengan menggunakan pendekatan modul ESciT. Dari hasil penelitian yang telah kami lakukan pada beberapa sekolah dasar dan sekolah menengah di Malaysia, menunjukkan bahwa pengajaran dan pembelajaran sains yang menggunakan modul ESciT secara keseluruhan menunjukkan hasil positif bagi pelajar. Selain prestasi dan minat terhadap sains lebih meningkat, pelajar juga menunjukkan sikap positif terhadap dunia kewirausahaan. Pelajar menjadi lebih menyadari dan memahami relevansi antara pengetahuan sains yang mereka pelajari di kelas dengan kehidupan sehari-harinya.
Referensi
[1] Sanders, Mark. 2009. STEM, STEM Education, STEMmania. The Technology Teacher.
2 (2009), 20-26
[2] Sanders, M., Hyuksoo. K., Kyungsuk, P. & Hyonyong, L. Integrative STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) Education: Contemporary Trends and Issues. Secondary Education 59 (2011), 729-762.
[3] Becker, K. & Park, K. Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’ learning: A preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education.12 (2011), 23-37.
[4] Padilla, M. The science process skills. Research Matters-to the Science Teacher, 1990. [5] Information on BLS (Bureau of Labor Statistics), U.S. 2012. Occupational Employment
Projections to 2020. http://www.bls.gov/emp/ep_table_103.htm. [16 May 2012].
[6] Buang, N.A., Halim, L., & Mohd Meerah, T.S. Understanding the Thinking of Scientists Entrepreneurs: Implications for Science Education in Malaysia. Journal of Turkish Science Education. 6(2009), 3-11.
