TREND PEMBELAJARAN MATEMATIKA PEMBELAJARAN STEAM
(
SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING, ART AND MATHEMATICS)DOSEN PENGAMPU:
Dr. Rohati S.Pd., M.Pd.
Marlina S.Pd., M.Pd.
DISUSUN OLEH:
Kelompok 4
1. Raihan Ramadhan (A1C222098)
2. Amanda (A1C223014)
3. Hefi Rahma Salsabila (A1C223042) 4. Amelia Febriani (A1C223061) 5. Silvia Savitri (A1C223073) 6. Kristina Anjelita Br Sitorus (A1C223087) 7. Maria L. Toruan (A1C223103) 8. Zelvonia Clara Br Sinuraya (A1C223112)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2025
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat allah swt yang mana dengan karunianya Alhamdulillah kami dapat menyelesaikan makalah “Pembelajaran STEAM (science, technology, engineering, art, and mathematics)” ini tepat waktu. Adapun penulisan makalah ini untuk memenuhi tugas mata kuliah Trend Pembelajaran Matematika di Universitas Jambi.
Selain itu, kami juga berharap agar makalah ini dapat menambah wawasan bagi pembaca.
Sekaligus kami ingin menyampaikan terimakasih yang sebanyak banyaknya untuk ibu Dr.
Rohati S.Pd., M.Pd. selaku dosen pengampu mata kuliah Trend Pembelajaran Matematika.
Kami juga mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu untuk proses pembuatan makalah ini, dan juga kami disini menyadari bahwa makalah ini masih terdapat kesalahan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang dapat membangun kesempurnaan dari makalah ini. Semoga makalah ini berguna bagi kita semua.
Jambi, 23 Februari 2025 Kelompok 4
iii DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... ii
BAB I PENDAHULUAN ... 4
A. Latar Belakang ... 4
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 5
BAB II PEMBAHASAN ... 6
A. Pengertian Pembelajaran STEAM ... 6
B. Praktik Pembelajaran Bertema STEAM ... 7
C. Prinsip-Prinsip Pembelajaran STEAM ... 9
D. Pembelajaran STEAM Menggunakan Model Problem Based Learning ... 11
E. Pembelajaran STEAM Berpusat Pada Proyek ... 16
F. STEAM Dalam Pembelajaran Abad 21 ... 17
G. Tantangan Tantangan Dalam Pembelajaran STEAM ... 18
BAB III PENUTUP ... 20
A. KESIMPULAN ... 20
B. SARAN ... 20
4 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam era globalisasi dan perkembangan teknologi yang pesat, pendidikan dituntut untuk menyesuaikan diri dengan kebutuhan zaman. Salah satu pendekatan pembelajaran inovatif yang semakin berkembang adalah Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics (STEAM). Pendekatan ini bertujuan untuk mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu guna mengembangkan keterampilan berpikir kritis, kreativitas, serta kemampuan pemecahan masalah pada peserta didik.
Pembelajaran STEAM tidak hanya menekankan penguasaan konsep secara teoritis, tetapi juga penerapan dalam kehidupan nyata melalui eksplorasi, eksperimen, dan proyek berbasis masalah. Model pembelajaran seperti Problem Based Learning (PBL) menjadi salah satu metode yang sesuai untuk mendukung pendekatan STEAM, karena menekankan pemecahan masalah secara kolaboratif dan berbasis pengalaman langsung.Di Indonesia, implementasi STEAM dalam pembelajaran masih menghadapi berbagai tantangan, seperti perbedaan pendekatan, keterbatasan sumber daya, serta kurangnya standar yang jelas dalam penerapannya. Oleh karena itu, pemahaman yang mendalam mengenai konsep, prinsip, serta strategi implementasi STEAM dalam dunia pendidikan menjadi sangat penting.
Makalah ini bertujuan untuk membahas konsep pembelajaran STEAM, praktik penerapannya, serta tantangan yang dihadapi dalam implementasinya. Dengan demikian, diharapkan makalah ini dapat memberikan wawasan lebih luas bagi pendidik dan akademisi dalam mengembangkan metode pembelajaran yang lebih inovatif dan efektif sesuai dengan tuntutan abad ke-21.
B. Rumusan Masalah
1. Pengertian Pembelajaran STEAM 2. Praktik Pembelajaran Bertema STEAM 3. Prinsip-Prinsip Pembelajaran STEAM
4. Pembelajaran STEAM Menggunakan Model Problem Based Learning 5. Pembelajaran STEAM Berpusat Pada Proyek
6. STEAM Dalam Pembelajaran Abad 21
7. Tantangan Tantangan Dalam Pembelajaran STEAM
5 C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui Pengertian Pembelajaran STEAM 2. Mengetahui Praktik Pembelajaran Bertema STEAM 3. Mengetahui Prinsip-Prinsip Pembelajaran STEAM
4. Mengetahui Pembelajaran STEAM Menggunakan Model Problem Based Learning 5. Mengetahui Pembelajaran STEAM Berpusat Pada Proyek
6. Mengetahui STEAM Dalam Pembelajaran Abad 21
7. Mengetahui Tantangan Tantangan Dalam Pembelajaran STEAM
6 BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian Pembelajaran STEAM
STEAM merupakan perkembangan dari STEM dengan tambahan seni untuk memperluas proses berpikir dan meningkatkan estetika dalam pembelajaran (Muhtadi, 2019).
Menurut Sahih (2019), pembelajaran STEAM merupakan suatu pendekatan pembelajaran interdisipliner yang inovatif dimana IPA, teknologi, teknik, seni dan matematika diintegrasikan dengan fokus pada proses pembelajaran pemecahan masalah dalam kehidupan nyata, pembelajaran STEAM memperlihatkan kepada peserta didik bagaimana konsep-konsep, prinsip-prinsip IPA, teknologi, teknik, dan matematika digunakan secara terpadu untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem yang memberikan manfaat bagi kehidupan manusia yang kompetitif (Yunus, 2022).
Georgette Yakman menggambarkan STEAM sebagai kerangka lintas disiplin yang menggabungkan sains dan teknologi melalui teknik dan seni, semuanya berbasis pada unsur matematika (Muhtadi, 2019). Menurut Bybee (2010), STEM (Sains, Teknologi, Teknik, dan Matematika) adalah pendekatan terpadu untuk pengajaran dan pembelajaran, yang bertujuan untuk mempromosikan pengetahuan ilmiah siswa, keterampilan memecahkan masalah, kreativitas, komunikasi dan kolaborasi, serta sikap positif terhadap STEM, seperti minat, keterlibatan, dan efikasi diri (Nguyen et al., 2025). Dapat disimpulkan bahwa pembelajaran STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics) adalah pendekatan pendidikan yang mengintegrasikan ilmu pengetahuan alam, teknologi, teknik, seni, dan matematika dengan tujuan untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis, pemecahan masalah, dan kreativitas dengan menggabungkan berbagai disiplin ilmu secara holistik.
STEAM memiliki lima cakupan disiplin ilmu. Penjelasan terkait disiplin ilmu tersebut yaitu (Muhtadi, 2019) :
1. Science, adalah kajian fenomena alam yang melibatkan observasi dan pengukuran untuk menjelaskan secara objektif alam yang selalu berubah.
2. Technology, adalah inovasi-inovasi manusia yang digunakan untuk memodifikasi alam agar memenuhi kebutuhan manusia dalam bentuk peranti keras maupun cara strategis.
3. Engineering, adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia yang dapat berupa praktik untuk mendesain dan mengkonstruksi mesin, peralatan, sistem, material, dan proses yang bermanfaat bagi manusia secara ekonomis ecara ekonomis dan ramah dan ramah lingkungan.
7
4. Art, adalah segala sesuatu yang diciptakan oleh manusia yang mengandung unsur keindahan dan mampu membangkitkan perasaan dirinya sendiri.
5. Mathematics, 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.
B. Praktik Pembelajaran Bertema STEAM
Di Indonesia, konsep STEAM diterjemahkan secara terpisah dan dijadikan sebagai acuan dalam bidang studi yang memiliki karakteristik tersendiri. Mata pelajaran seperti IPA dan matematika diajarkan secara khusus sejak jenjang pendidikan dasar dengan tingkat kesulitan yang disesuaikan. Sementara itu, bidang studi teknologi dipelajari lebih mendalam di perguruan tinggi, seperti dalam program teknologi pendidikan atau teknologi pangan. Asmuniv menyatakan praktik pembelajaran tersebut menggunakan pendekatan terpisah (silo), dimana setiap disiplin STEAM diajarkan secara terpisah untuk menjaga domain pengetahuan dalam batas dari masing-masing disiplin(Muhtadi, 2019). Menurut Janiaty, Siti, Supriyono, pada pendekatan silo, pembelajaran bertumpu pada masing-masing bidang pelajaran sehingga memungkinkan peserta didik untuk mendapatkan pemahan yang mendalam, yang mana dilakukan penilaian pada tiap bidang pelajaran STEAM (Yunus, 2022). Sebagai contoh, mata pelajaran IPA diajarkan secara terpisah dari Matematika, Teknik, Seni, dan Teknologi.
Dalam konteks pendekatan pembelajaran inovatif, STEAM tidak lagi dianggap sebagai bidang studi yang terpisah. Sebaliknya, pendekatan pembelajaran STEAM harus dilihat sebagai kerangka konseptual yang menggambarkan prosedur secara sistematis. Pendekatan ini berfungsi mengorganisasikan pengalaman belajar agar tujuan pembelajaran STEAM dapat tercapai secara terintegrasi. Rahmawati dan juadi menyebutkan pendekatan model pembelajaran STEM dalam pembelajaran dapat dilakukan dengan Pendekatan silo (Silo Approach), Pendekatan Tertanam (Embeded Approach) dan Pendekatan Terintegrasi/Terpadu (Integrated Approach) yang bisa diterapkan untuk jenjang sekolah dasar, menengah ataupun Perguruan Tinggi (Fauziyah & Wijayanti, 2024).
1. Pendekatan Tertanam (Embeded Approach)
Pendekatan tertanam pada STEAM lebih menekankan untuk mempertahankan keaslian materi pelajaran yang menjadi bidang utama, tidak fokus pada mata pelajaran yang tertanam.
Materi pada pendekatan tertanam tidak dirancang untuk dievaluasi atau di nilai. Pendekatan tertanam memiliki perbedaan dengan pendekatan silo dalam hal penilaian.
8 2. Pendekatan Silo (Silo Approach)
Menurut Juniaty, Siti, dan Supriyono pada pendekatan silo, setiap bidang dalam STEAM dinilai secara terpisah karena dianggap memiliki peran utama, sedangkan dalam pendekatan tertanam, penilaian lebih difokuskan pada bidang utama serta bidang lain yang tertanam pada bidang utamanya tidak dinilai (Yunus, 2022).
3. pendekatan terpadu (integrated)
Sedikit berbeda dengan pendekatan tertanam (embedded), pendekatan terpadu (integrated) memungkinkan setiap bidang STEAM diajarkan seolah-olah terpadu dalam satu bidang studi. Pendekatan pendidikan STEAM terpadu bertujuan untuk menghapus dinding pemisah antara masing-masing bidang STEAM pada pendekatan silo dan pendekatan tertanam.
Menurut Muttaqiin, model Pembelajaran yang terpadu/terintegrasi STEM dapat membantu guru menyampaikan materi dengan cara yang berbeda dan menarik (Fauziyah & Wijayanti, 2024).
Menurut Juniaty, Siti, Supriyono, pendekatagn terpadu dapat dilakukan denggan dua disiplin ilmu (Muhtadi, 2019). Pendekatan terpadu menciptakan integrasi berupa integrasi multidisiplin dan interdisiplin. Pendekatan terpadu dapat meningkatkan minat siswa terhadap bidang STEAM, terutama jika diterapkan sejak sekolah dasar. Dengan pendekatan ini, siswa dapat mengaitkan materi dari berbagai disiplin STEAM dengan keterampilan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah, serta pengetahuan yang mendukung mereka dalam menarik kesimpulan. Perbedaaan integrasi multidisiplin dan interdisiplin adalah (Muhtadi, 2019) :
1. Integrasi multidisiplin menghubungkan konten dari berbagai mata pelajaran berbeda pada saat yang tidak bersamaan. Sedangkan integrasi interdisiplin Menggabungkan konten lintas-kurikuler dengan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah, dan pengetahuan untuk mencapai kesimpulan.
2. Integrasi multidisiplin Memfokuskan peserta didik untuk menghubungkan konten dari pelajaran tertentu. Sedangkan integrasi interdisiplin memfokuskan perhatian peserta didik pada masalah dan menggabungkan konten dan keterampilan dari berbagai bidang.
Kemudian terdapat juga Praktik STEAM secara Auntentik. Menurut Mishra dan Henriksen, sains dan seni secara luas dipandang sebagai disiplin ilmu yang berbeda, dengan sedikit tumpang tindih (Conner et al., 2017). Memang perbedaan konkret antara keduanya
9
mencakup penekanan seni pada penggabungan, pengetahuan dan membuat seni, serta sains untuk menghasilkan pengetahuan.
Penerapan STEAM yang autentik memerlukan penggunaan dan praktik seni, tetapi dengan cara yang tumpang tindih dengan praktik pembangunan identitas. Dengan demikian, praktik STEAM yang diterapkan adalah bagian dari praktik disiplin ilmu sains dan seni yang secara mendalam menggabungkan pemikiran, pembuatan, dan eksperimen ilmiah dan artistik dengan cara yang bersinggungan dengan minat pelajar(Conner et al., 2017). Membangkitkan minat dan keterkaitan pribadi di kalangan pemuda merupakan langkah awal dalam membangun hubungan yang lebih mendalam dengan sains. Hal ini menjadi elemen kunci dalam menumbuhkan keterlibatan jangka panjang dalam sains dan, pada gilirannya, berperan penting dalam memperluas partisipasi di bidang tersebut. Seseorang yang mengidentifikasi dengan sains tidak hanya "menyukai" sains, tetapi sebaliknya mengidentifikasi sebagai orang yang merasa nyaman dengan, dan menggunakan, sains dalam kehidupan sehari-hari mereka. Praktik yang membangun identitas sains dengan demikian harus menjadi yang terdepan dalam pemikiran ketika mempertimbangkan pendekatan STEAM yang dapat memperluas partisipasi dalam sains (Conner et al., 2017).
C. Prinsip-Prinsip Pembelajaran STEAM
Untuk membuat pembelajaran berjalan efektif serta mampu mencapai tujuan dari pembelajaran, perlu adanya pengetahuan terkait prinsip-prinsip pembelajaran STEAM. Arassh mengatakan prinsip-prinsip pembelajaran STEAM antara lain(Muhtadi, 2019) :
1. Prinsip perhatian dan motivasi
Motivasi ini dipengaruhi oleh kondisi, minat, emosional, atau bagaimana kebiasaan siswa.
Kemudian motivasi ini akan mempengaruhi apa dan jumlah yang dipelajari.
Contoh :
Guru bisa memberi masalah yang menarik minat siswa. Dengan begitu siswa dapat termotivasi untuk menyelesaikan masalah.
2. Prinsip keaktifan
Peserta didik secara sadar melakukan aktivitas untuk mengubah perilakunya. Mereka dapat mengembangkan dan menerapkan berbagai strategi berpikir serta penalaran guna mencapai tujuan yang lebih kompleks.
Contoh :
Arahkan peserta didik untuk menyadari bahwa terdapat berbagai cara dalam menyelesaikan masalah. Misalnya membangun pengetahuan dengan mengaitkan masalah
10
pada pengetahuan yang dimiliki. Selain itu peserta didik juga dapat membandingkan dan mengandaikan, serta berpikir induktif dan deduktif.
3. Prinsip keterlibatan langsung
Pengetahuan memiliki makna ketika peserta didik secara aktif membangun pemahaman melalui proses konstruksi.
Contoh :
Memberi kesempatan kepada peserta didik untuk melakukan uji coba. Jika yang diperoleh kegagalan, siswa akan membangun pemahaman mereka akibat kegagalan tersebut.
4. Prinsip pengulangan
Didalam konsep trial and error, peserta didik harus melakukan pengulangan hingga memperoleh keberhasilan.
Contoh :
Guru dapat memberi Latihan soal secara berulang untuk mengingat materi yang telah dipelajari.
5. Prinsip tantangan
Suatu kondisi yang menantang seperti permasalahan yang harus diselesaikan, dimana permasalahan tersebut sedikit sulit, mampu meningkatkan rasa antusias peserta didik.
Contoh :
Memberikan peserta didik contoh dan bukan contoh, dimana siswa dituntut untuk mengidentifikasi mana yang merupakan konsep bidang STEAM.
6. Prinsip balikan dan penguatan
Memberikan respons positif secara berulang mampu memperkuat perilaku peserta didik, sedangkan respons negatif akan melemahkannya.
Contoh :
Guru dapat memberikan reward untuk siswa yang mampu memecahkan masalah.
Kemudian beri mereka tantangan yang baru untuk mendorong semangat mereka.
7. Prinsip perbedaan individual
Setiap individu memiliki perbedaan. Begitupula proses belajar antar individu juga berbeda.
Contoh :
Berikan pelayanan serta perlakuan yang disesuaikan dengan kebutuhan dan kemampuan mereka untuk memahami kelemahan serta kelebihan mereka.
Menurut Hawari & Noor, didalam penerapan pembelajaran STEAM, salah satu prinsip pokok yaitu penggunaan bahan dan media pembelajaran sesuai dengan tema pembelajaran yang pelajari (Elvira et al., 2022). Pengajaran STEAM yang efektif menerapkan pola pikir
11
pertumbuhan untuk pengajaran dan pembelajaran, yang mengakui penelitian baru dalam pengembangan kognitif dan konstruksi pengetahuan (Kartika sari et al., 2021).
D. Pembelajaran STEAM Menggunakan Model Problem Based Learning
Menurut Arends & Kilcher, 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 (Muhtadi, 2019). Menurut Kewo & Senduk, strategi Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) dapat melengkapi pendekatan STEAM dan meningkatkan pendidikan tinggi kejuruan, membekali siswa dengan kompetensi penting, seperti kreativitas, pemikiran kritis, dan kemampuan memecahkan masalah, yang dibutuhkan dalam lingkungan profesional saat ini (García-Llamas et al., 2025). Menurut Kubiatko & Vaculov´a, PBL adalah metode pengajaran di mana pertanyaan atau masalah memungkinkan penyelidikan mendalam terhadap suatu topik, yang berpuncak pada produk yang menjawab pertanyaan pendorong (García- Llamas et al., 2025).
Menurut Ferreira & Trudel pendekatan pembelajaran ini menempatkan siswa di pusat, mengatasi kurangnya kreativitas dalam kurikulum pendidikan tradisional, sementara staf pengajar mengambil peran penasihat, membimbing siswa untuk mengambil peran aktif dan otonom dalam proses pembelajaran mereka (García-Llamas et al., 2025). Dengan cara ini, PBL mendorong siswa untuk memperdalam pemahaman dan penalaran logis mereka dengan menerapkan metode mereka sendiri untuk melaksanakan.
Pembelajaran berbasis masalah mencakup perumusan pertanyaan atau permasalahan, menitikberatkan pada keterkaitan antar bidang ilmu, investigasi yang autentik, kerja sama, serta pembuatan produk dan presentasi. Tahapan dalam pembelajaran ini memiliki hubungan yang erat dengan prinsip-prinsip pembelajaran STEAM. Agar pembelajaran STEAM dapat dilaksanakan melalui pembelajaran berbasis masalah, terdapat langkah-langkah operasional berikut (Muhtadi, 2019) :
1. Sintak (langkah-langkah) Pembelajaran Berbasis Masalah a) Fase 1, Orientasi peserta didik kepada masalah
Pada fase ini pendidik menjelaskan apa tujuan pembelajaran, bagaimana proses pembelajaran yang akan dilaksanakan, dan memotivasi peserta didik terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dapat dipilih. Model Problem Based Learning dapat dilaksanakan lebih dari satu kali pertemuan dengan disesuaikan pada banyaknya kompetensi dasar yang ingin dicapai. Pada konteks pembelajaran dengan pendekatan STEAM, tujuan pembelajaran
12
yang dijelaskan kepada peserta didik harus mengacu pada literasi STEAM dan mendukung kemampuan abad 21. Semakin tinggi jenjang pendidikan tujuan pembelajaran (output) akan semakin kompleks.
Contoh orientasi masalah bagi peserta didik sekolah menengah dalam pelajaran Biologi pada subtopik “sistem pencernaan” dapat terintegrasi dengan berbagai literasi STEAM.
Literasi sains mencakup upaya pencegahan gangguan sistem pencernaan, sedangkan literasi teknologi melibatkan praktik pengolahan pangan menggunakan mikroorganisme dan fermentor atau diskusi virtual dengan profesor. Literasi rekayasa mencakup perancangan fermentor atau inkubator untuk mengoptimalkan perkembangan ragi. Literasi seni dapat dikaitkan dengan pemanfaatan tanaman herbal lokal, sementara literasi matematika mencakup perhitungan kecepatan fermentasi berdasarkan suhu fermentor.
Pendidik dapat menyampaikan orientasi masalah dengan cara memotivasi siswa untuk antusias dan siap belajar. Misalnya dengan meminta siswa menebak-nebak kemungkinan yang akan terjadi atas masalah yang diberikan pendidik.
b) Fase 2, Mengorganisasikan peserta didik
Pendidik membimbing peserta didik dalam mendefinisikan dan mengorganisasi tugas belajar yang terkait dengan permasalahan yang diangkat, termasuk menentukan topik dan tugas. Masalah yang dirumuskan harus autentik, jelas, mudah dipahami, relevan dengan tujuan pembelajaran, serta memiliki manfaat.
Sebagai contoh, di jenjang sekolah menengah atas, peserta didik dikelompokkan secara heterogen untuk mendiskusikan jenis-jenis zat makanan yang dibutuhkan tubuh dan cara mengujinya dalam bahan makanan. Setiap anggota kelompok memiliki peran masing-masing, seperti mencari bahan, mengamati percobaan, mengaitkan hasil dengan teknologi sebagai sumber informasi, serta memastikan seluruh langkah pemecahan masalah dilakukan dengan baik.
c) Fase 3, Membimbing penyelidikan individu dan kelompok
Pendidik membimbing peserta didik dalam mengumpulkan informasi yang relevan, melakukan eksperimen untuk menemukan penjelasan, serta mengembangkan hipotesis dan solusi atas permasalahan yang dihadapi. Sebagai fasilitator, pendidik mendorong peserta didik untuk berpikir kritis, memanfaatkan teknologi, dan mengasah kreativitas dalam mencari solusi.
Selain itu, pendidik juga berperan dalam memberikan motivasi edukatif ketika peserta didik mengalami kejenuhan atau kesulitan dalam proses pemecahan masalah.
13
d) Fase 4, Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
Pendidik membimbing peserta didik dalam merancang dan menyiapkan karya yang relevan, seperti laporan atau demonstrasi. Misalnya, pada tema “sistem pencernaan,” peserta didik dapat berdiskusi dalam kelompok untuk merangkum kandungan zat makanan yang ditemukan dari hasil praktikum. Temuan tersebut kemudian dapat disajikan dalam bentuk poster atau video yang dapat diakses oleh seluruh peserta didik.
e) Fase 5, Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah
Pendidik membimbing peserta didik dalam melakukan refleksi atau evaluasi terhadap penyelidikan serta metode yang digunakan. Secara ideal, model Problem Based Learning dapat diterapkan untuk mencapai berbagai kompetensi dasar, mencakup aspek pengetahuan, keterampilan, dan sikap. Karena kompetensi dasar yang harus dicapai lebih dari satu, penerapan model ini sering kali berlangsung dalam beberapa pertemuan.
Sebagai contoh, fase 1 dan 2 dapat diterapkan pada pertemuan pertama, fase 3 dan 4 mungkin memerlukan dua pertemuan berikutnya, sedangkan fase 5 dapat dilaksanakan pada pertemuan kelima. Tujuan utama dari Problem Based Learning adalah pencapaian kompetensi dasar, khususnya yang berkaitan dengan bidang STEAM. Agar pembelajaran STEAM berjalan efektif dengan metode ini, pendidik perlu menyusun Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) secara sistematis.
2. Sistem Sosial
Sistem sosial dalam pembelajaran merujuk pada suasana dan norma yang diterapkan selama proses belajar. Dalam Problem Based Learning, sistem sosial bersifat kooperatif, di mana peserta didik bekerja sama dalam tim atau kelompok untuk mendiskusikan permasalahan yang diberikan. Mereka dapat melakukan brainstorming untuk berbagi gagasan serta mengembangkan pemikiran kritis dan kreatif sebagai bagian dari upaya pemecahan masalah.
Pendidik berperan dalam merancang kegiatan yang mendorong kolaborasi antara pendidik dan peserta didik. Suasana pembelajaran bersifat demokratis, di mana pendidik dan peserta didik memiliki peran yang sejajar dalam menyelesaikan masalah. Interaksi dalam kelas juga didasarkan pada kesepakatan bersama yang mendukung proses pembelajaran.
3. Prinsip Reaksi
14
Prinsip reaksi mencerminkan cara pendidik dalam memandang, memperlakukan, dan merespons peserta didik. Dalam Problem Based Learning, pendidik berperan sebagai fasilitator yang mendukung peserta didik dalam proses pemecahan masalah. Peserta didik didorong untuk berpikir secara kolaboratif melalui pertanyaan-pertanyaan yang menantang dan merangsang pemikiran kritis mereka. Misalnya seperti pada gambar dibawah.
sumber gambar: pinterest.com
Gambar 1. Kegiatan pembelajarn PBL-STEAM (dikutip modul 3 karya Ali muhtadi (2019))
4. Sistem Penunjang
Sistem penunjang mencakup berbagai sarana, bahan, alat, atau lingkungan belajar yang mendukung proses pembelajaran. Dalam Problem Based Learning, sistem penunjang meliputi permasalahan aktual yang mampu memicu pemikiran kritis, metakognisi, serta strategi pemecahan masalah yang bersifat terbuka dan beragam.
Agar pembelajaran lebih efektif, pemilihan masalah harus relevan, menarik, serta sesuai dengan kondisi lingkungan sekitar, sehingga bermanfaat bagi peserta didik. Selain itu, sistem penunjang juga dapat berupa sumber belajar yang beragam, seperti gambar, video, atau kehadiran pembicara tamu untuk memperkaya pengalaman belajar.
15 sumber gambar: pinterest.com
Gambar 2. Masalah-masalah STEAM dalam kehidupan nyata (dikutip modul 3 karya Ali muhtadi (2019))
Misalnya dalam projek matematika untuk siswa sekolah dasar yang melibatkan IPA dan teknologi dapat memanfaatkan benda-benda di sekitar. Tugas siswa adalah memecahkan masalah yang diberikan oleh guru
5. Dampak Instruksional dan Penyerta
Keberhasilan pembelajaran ditandai dengan peserta didik yang merasa senang, di mana pendidik mampu memfasilitasi pembelajaran sesuai dengan karakteristik mereka. Dalam Problem Based Learning, pemahaman, transfer pengetahuan, berpikir kritis, pemecahan masalah, dan keterampilan komunikasi merupakan hasil utama dari pembelajaran ini.
Selain itu, model ini juga memberikan dampak tambahan, seperti kesempatan peserta didik untuk memperoleh pengetahuan, meningkatkan kemampuan pemecahan masalah, mengasah keterampilan dalam mencari informasi yang relevan, serta membangun pemahaman secara mandiri. Problem Based Learning juga menumbuhkan motivasi belajar, meningkatkan keterampilan berpikir, serta mendorong komunikasi dan kerja sama dalam kelompok. Semua aspek ini diharapkan menjadi bagian dari sikap peserta didik dalam menghadapi tantangan kehidupan sehari-hari.
16 E. Pembelajaran STEAM Berpusat Pada Proyek
Pembelajaran STEAM yang berpusat pada proyek didasarkan pada masalah dunia nyata. Proyek – proyek ini mengharuskan peserta didik untuk meniliti, mengusulkan, dan memilih solusi, serta membuat desain. Setelah prototipe atau model dibuat, peserta didik menguji dan mempresentasikan temuan mereka, dan jika waktu memungkinkan, mereka akan mendesain ulang proyek dan melakukan perbaikan. Proyek – proyek ini harus selaras dengan masalah atau kebutuhan lokal, regional, atau global atau semua yang dihunbungkan dengan peserta didik.
Pendekatan STEAM dapat muncul saat disajikan project, maka dapat digabungkan dengan model pembelajaran PjBL(Triprani et al., 2023). Pembelajaran STEAM-PjBL ini dapat memberikan kesempatan kepada siswa untuk meraih pretasi melalui berbagai tantangan. Proses pembelajaran STEAM-PjBL mengikuti serangkaian langkah yang direncanakan. Penilaian pembelajaran ini dinilai dari berbagai kegiatan saat proses pelaksanaan pembelajaran berlangsung, diantaranya communication dan collaboration.
Pendekatan STEAM dengan komponen yang ada didalamnya dapat menghasilkan proyek di akhir pembelajaran, sehingga memiliki konsep yang sama dengan model pembelajaran PjBL. Oleh karena itu, pendekatan STEAM dan model pembelajaran PjBL dapat diintegrasikan. Menurut Suryaningsih dkk. (2022), pada pembelajaran STEAM-PjBL dapat memberikan keantusiasan siswa dalam mengikuti pembelajaran dikarenakan berpusat pada siswa, kontekstual, komprehensif, dan menyeluruh. Berikut adalah tahapan tahapan pembelajaran STEAM berpusat proyek (Muhtadi, 2019):
1) Memilih salah satu topik yang memungkinkan menggabungkan 5 aspek STEAM.
2) Menghubungkan topik dengan masalah dunia nyata
3) Mendefenisikan tantangan (apa tujuan pembelajaran akan dicapai peserta didik) 4) Memilih solusi atas penelitian dan curah pendapat peserta didik
5) Menjelaskan tantangan kepada peserta didik (gunakan video untuk melibatkan peserta didik)
6) Menggunakan resncana desain teknik penyelesaian masalah
7) Membimbing peserta didik ketika mereka memilih gagasan dan membuat prototype 8) Menguji propotype yang dihasilkan
9) Meminta peserta didik mengkomunikasikan temuan mereka
10) Mendesain ulang prototype yang di hasilkan sehinggan memperoleh prototype sesuai yang diharapkan
17
Model pembelajaran PjBL dapat memberikan pembelajaran yang bermakna kepada siswa karena saat proses pembelajaran, siswa diberikan kesempatan untuk eksplorasi, menilai, dan konsolidasi. Menurut Beier dkk. (2019), karakteristik model PjBL yakni pembelajarannya mengarahkan siswa untuk melakukan investigasi berbasis konstruktif sehingga siswa senantiasa belajar sambil melakukan serta menerapkan, berbasis pada proyek yang diciptakan oleh siswa, proyek dibuat sesuai dengan solusi dari permasalahan yang timbul, dan pembelajarannya berpusat pada siswa (Triprani et al., 2023).
Menurut Kristanti dkk. (2012) model PjBL dapat mengajarkan siswa untuk mengerjakan tugas yang otentik sehingga dapat meningkatkan keterampilan dan pengetahuan siswa, mengembangkan wawasan siswa melalui kegiatan kurikuler mengenai proses kegiatan belajar, meningkatkan kolaboratif antar siswa, membangun dan meningkatkan kemampuan problem solving siswa saat pengerjaan proyek, serta dapat membangun kemandirian dalam diri siswa (Triprani et al., 2023).
Pembelajaran STEAM memberikan pengalaman mendalam bagi peserta didik yang memungkinkan mereka untuk terlibat dalam keterampilan berpikir tingkat tinggi. Banyak proyek STEAM dimulai dengan konsep sains atau masalah, dan empat aspek STEAM lainnya kemudian dimasukkan ke dalam komponen penelitian, desain, pengembangan, dan pengujian proyek.
F. STEAM Dalam Pembelajaran Abad 21
Pada umumnya keterampilan abad 21 dijadikan sebagai acuan dalam kompetensi yang harus siswa capai dalam kegiatan pembelajaran, seperti penggunaan teknologi, kemampuan berfirir kritis, pemecahan masalah, kemampuan berfikir kreatif, komunikasi serta kolaborasi di dalam kelas. Kompetensi siswa abad 21 yang dapat dicapai dengan menerapkan pembelajaran berbasis STEAM yakni keterampilan yang didapat dengan proses pemebalajaran melalui penyelesaian permasalahan yang nyata contohnya kreativitas, keterampilan berfikir kritis, pemecahan masalah, belajar mandiri, kolaborasi, penggunaan teknologi, dan daya ingin tahu yang tinggi. Abrahamson berpendapat bahwa gagasan kecerdasan yang kita kaitkan dengan perilaku manusia umumnya berasal dari tren teknologi (Aguayo et al., 2023). Oleh karena itu, kontraproduktif bagi desain pendidikan di abad ke-21 untuk mempertimbangkan fondasi kognitivis dari abad ke-20 yang meringankan representasionalisme dan diskontinuitas antara persepsi, kognisi, dan tindakan.
Seiring perkembangan zaman, pendidikan dituntut untuk menyiapkan peserta didik yang mampu menghadapi tantangan abad 21. Menurut Shadiq (2019), salah satu dampak dari
18
revolusi industri 4.0 adalah ketimpangan yang semakin besar, sehingga dua aspek penting yang harus diperhatikan dalam dunia pendidikan adalah kreativitas dan berpikir kritis. Oleh karena itu, pendekatan STEAM menjadi solusi yang tepat dalam mengembangkan kemampuan berpikir dan kreativitas siswa di era modern ini.
Pendekatan STEAM menggabungkan keterampilan abad 21 (4C), yaitu Creativity, Critical Thinking, Collaboration, and Communication. Penerapan keterampilan abad 21 (4C) dalam kegiatan pembelajaran, tujuannya adalah untuk mendidik siswa agar dapat beradaptasi dengan kebutuhan abad ke 21 melalui perolehan keterampilan yang dibutuhkan di bidang Pendidikan. Pembelajaran abad 21 dengan pendekatan STEAM dibutuhkan oleh siswa sekolah dasar sebagai upaya untuk mengembangkan keterampilan abad 21 mulai dari tingkat dasar dalam pendidikan. Dengan penerapan yang lebih awal dapat menjadi bekal untuk menghadapi masalah dalam kehidupan abad 21 ke depannya (Safitri, 2022)
Kreativitas dan berpikir kritis harus menjadi prioritas dalam pendidikan abad 21. Oleh karena itu, perubahan pola pikir dalam sistem pendidikan sangat diperlukan agar pendekatan STEAM dapat diterapkan secara efektif. Untuk itu, solusi yang dapat dilakukan antara lain:
1. Pelatihan bagi guru mengenai penerapan STEAM dalam pembelajaran.
2. Penggunaan teknologi digital dan media interaktif untuk mengatasi keterbatasan sumber daya.
3. Penerapan pendekatan secara bertahap, mulai dari proyek sederhana hingga proyek berbasis riset yang lebih kompleks.
G. Tantangan-tantangan Dalam Pembelajaran STEAM
Meskipun pembelajaran STEAM merupakan pembelajaran yang inovatif, itu tidak terlepas dari kelemahan maupun keterbatasan yang menyertainya. Berikut adalah tantangan- tantangan yang dapat ditemukan dalam pembelajaran STEAM (Muhtadi, 2019) :
1. Perbedaan pendekataan/cara dalam menerapkan pembelajaran STEAM
Tiga pendekatan dalam penerapan STEAM yaitu pendekatan silo, tertanam (embedded), dan terpadu (integrated). Menurut Juniaty, Siti, dan Supriyono (2016), ketiga pendekatan tersebut memiliki kelemahan yang dapat dijadikan pertimbangan untuk memilih pendekatan terbaik sesuai kebutuhan (Muhtadi, 2019).
a. 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.
19
b. 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 mengetahui konsep hukum-hukum fisika tetapi tidak pandai memecahkan masalah yang membutuhkan integrasi hukum fisika dan bidang lain seperti teknologi terapan.
c. 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 menguasai pengetahuan matematika dan teknik yang ditanam pada bidang IPA (sebagai konten utama).
2. Kurangnya standar yang jelas
Menurut coper (2019) Implementasi pembelajaran STEAM tidak seragam dalam kurikulum tiap sekolah (Muhtadi, 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 integrative.
3. Dianggap terlambat saat STEAM hanya diterapkan pada pendidikan tingkat menengah Sebagian besar program STEAM dimulai di sekolah menengah. Sayangnya, pada saat ini mungkin sudah terlambat bagi sekolah menengah. Sayangnya, pada saat ini mungkin sudah terlambat, yang seharusnya sudah mempelajari keterampilan dasar yang diperlukan untuk memahami ide-ide yang lebih kompleks nanti. Menurut Cooper (2019). Tanpa landasan inti untuk STEAM di sekolah dasar, siswa cenderung menjadi kewalahan dan frustrasi serta kehilangan minat (Muhtadi, 2019).
20 BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN
Pembelajaran STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics) merupakan pendekatan interdisipliner yang bertujuan untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis, kreativitas, dan pemecahan masalah pada peserta didik. Integrasi lima disiplin ilmu dalam STEAM memungkinkan pembelajaran menjadi lebih kontekstual, aplikatif, dan relevan dengan kehidupan nyata.
Salah satu metode yang efektif dalam menerapkan STEAM adalah Problem Based Learning (PBL), di mana peserta didik diajak untuk mengidentifikasi, menganalisis, dan menyelesaikan permasalahan secara kolaboratif. Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan pemahaman konseptual, tetapi juga membangun keterampilan komunikasi, kerja sama, serta kemampuan berpikir kreatif dan inovatif.
Meskipun STEAM memiliki banyak manfaat, implementasinya masih menghadapi beberapa tantangan, seperti kurangnya standar yang jelas, keterbatasan sumber daya, serta perbedaan pendekatan dalam penerapannya. Oleh karena itu, diperlukan strategi yang tepat, termasuk pengembangan kurikulum yang sesuai dan pelatihan bagi pendidik agar dapat mengoptimalkan pembelajaran STEAM di berbagai jenjang pendidikan. Dengan adanya pembelajaran STEAM yang terencana dan sistematis, diharapkan peserta didik dapat lebih siap menghadapi tantangan abad ke-21, baik dalam dunia akademik maupun di kehidupan sehari- hari.
B. SARAN
Pembuatan isi makalah STEAM ini masih jauh dari kata sempurna. Penyusun berharap adanya kritik dan saran dari para pembaca guna kesempurnaan makalah ini.
21
DAFTAR PUSTAKA
Aguayo, C., Videla, R., López-Cortés, F., Rossel, S., & Ibacache, C. (2023). Ethical enactivism for smart and inclusive STEAM learning design. Heliyon, 9(9).
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19205
Conner, L. D. C., Tzou, C., Tsurusaki, B. K., Guthrie, M., Pompea, S., & Teal-Sullivan, P.
(2017). Designing STEAM for Broad Participation in Science. Creative Education, 08(14), 2222–2231. https://doi.org/10.4236/ce.2017.814152
Elvira, M., Firdaus Aprilia, E., Surya Buana, T., & Syamsir Sainuddin, I. (2022). Preschool:
Jurnal Perkembangan dan Pendidikan Anak Usia Dini. 4(1), 2715–3622.
https://doi.org/10.18860/pres.v4i1.18007
Fauziyah, A., & Wijayanti, R. (2024). Penerapan Model Pembelajaran STEM Berbantuan E- Modul Terhadap Pemecahan Masalah. Jurnal Cendekia : Jurnal Pendidikan
Matematika, 8(2), 1452–1461. https://doi.org/10.31004/cendekia.v8i2.3225
García-Llamas, P., Taboada, A., Sanz-Chumillas, P., Lopes Pereira, L., & Baelo Álvarez, R.
(2025). Breaking barriers in STEAM education: Analyzing competence acquisition through project-based learning in a European context. International Journal of Educational Research Open, 8. https://doi.org/10.1016/j.ijedro.2025.100449 Kartika sari, pratiwi, Wijaya Saputra, D., Farihen, & Winata, W. (2021). STEAM (Sains,
Teknologi, engineering, Art and Mathematics). UMJ Press.
Muhtadi, A. (2019). Pembelajaran inovatif.
Nguyen, M. T., Hà, T. A., Mai, H. A., Vu, K. T. T., & Nguyễn, M. Q. (2025). Factors affecting preschool teachers’ implementation of STEAM activities: A quantitative study in
Vietnam. Social Sciences and Humanities Open, 11.
https://doi.org/10.1016/j.ssaho.2024.101227
Safitri, N. A. (2022). The STEAM approach to Improve 21st Century Skills in Elementary Schools . Jurnal Ilmiah Kependidikan , 10, 227–233.
Triprani, E. K., Sulistyani, N., & Nur Aini, D. F. (2023). Implementasi Pembelajaran STEAM Berbasis PjBL Terhadap Kemampuan Problem Solving pada Materi Energi Alternatif di SD. Jurnal Pendidikan Dan Kebudayaan, 13, 176–187.
Yunus, M. (2022). STEAM dalam Pendidikan: Respon Guru dan penerapkannya dalam Pembelajaran Bahasa Inggris. Seminar Nasional Sosial Sains, Pendidikan, Humaniora (SENASSDRA) , 1, 1202–1212.
