DAFTAR ISI
HALAMAN IDENTITAS ... i
KATA PENGANTAR ... ii
SUSUNAN PANITIA ... iii
DAFTAR ISI ... iv
PENGEMBANGAN INSTRUMEN PENILAIAN UNTUK MENGUKUR HIGH ORDER THINKING SKILS PADA MATERI SISTEM PERNAPASAN ... 1
Tri Wahyuni1*, Muhardjito2, Erti Hamimi3 ... 1
MEDIA PEMBELAJARAN PROSEDUR PENGGUNAAN SENTRIFUS BERBASIS VIDEO UNTUK PEMBELAJARAN BLENDED LEARNING ... 6
Deny Sutrisno*, Barmi Hartesi ... 6
LEARNING CYCLE 7E: APLIKASI DALAM PEMBELAJARAN IPA UNTUK MENINGKATKAN HOTS ... 11
Debby Puspitasari*, Vita Ria Mustikasari, Erti Hamimi ... 11
PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN STEM (SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING, AND MATHEMATICS) SEBAGAI UPAYA MENINGKATKAN PEMAHAMAN KONSEP FISIKA SISWA KELAS XI MIPA 3 SMAN 1 TALUN KAB. BLITAR ... 14
Niko Oktarian1*, Lusi Mentari1 ... 14
PENGARUH MODEL SCIENCE, ENVIRONMENT, TECHNOLOGY, AND SOCIETY TERHADAP KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH PESERTA DIDIK ... 20
Suci Rekamala Puji Rahayu1*, I Wayan Sumberartha2, Novida Pratiwi1 ... 20
PENGARUH MODEL SAINS TEKNOLOGI MASYARAKAT (STM) TERHADAP PEMAHAMAN KONSEP TEKANAN ZAT SISWA SMPN 9 MALANG ... 25
Aulia Yuni Pratiwi1*, Sugiyanto1, Muhammad Fajar Marsuki1 ... 25
ANALISIS KEBUTUHAN PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE 7E UNTUK MENINGKATKAN HIGHER ORDER THINKING SKILLS (HOTS) ... 32
Puteri Lailatul Fitriyah*, Novida Pratiwi, Vita Ria Mustikasari ... 32
PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN THINK-TALK-WRITE TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF SISWA KELAS VII ... 36
Faridatus Sholikha*1, Muhardjito1, I Wayan Sumberartha2 ... 36
PEMBELAJARAN DENGAN PEMODELAN PADA MATERI MATA DAN PENGLIHATAN UNTUK MENINGKATKAN PENGUASAAN KONSEP SISWA KELAS VIII ... 39
Nurul Umi Marfuah1*, Sutopo2, Erni Yulianti1... 39
PENGARUH INTERACTIVE DEMONSTRATION TERHADAP PENGUASAAN KONSEP HUKUM NEWTON SISWA KELAS VIII SMPN 1 TUREN ... 44
Wanda Indriana Puspita1*, Muhardjito2 ... 44
PENGARUH PEMBELAJARAN CREATIVE PROBLEM SOLVING TERHADAP KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH SISWA SMP PADA KEGIATAN BELAJAR MENGANALISIS PENCEMARAN LINGKUNGAN ... 47
Ayu Kamala Prakasiwi1*, Lia Yuliati2, Novida Pratiwi1 ... 47
PENGARUH INTEGRASI STEM PADA MODEL PROJECT BASED LEARNING MELALUI PEMBUATAN MINIATUR PARKIRAN HIDROLIK TERHADAP LITERASI SAINS KOMPETENSI SISWA MATERI FLUIDA STATIS ... 52
Intan Pramesti Ndadari ... 52
PENGARUH INTEGRASI STEM DALAM MODEL LEARNING CYCLE 7E TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA SMP ... 61 Siti Aisyah Rohmatin1*, Parno2, Novida Pratiwi1 ... 61 PENGARUH MODEL CREATIVE PROBLEM SOLVING TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF SISWA KELAS VII SMPN 2 BANTUR PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN .. 66 Tito Dwi Kurniawan1*, I Wayan Sumberartha2, Vita Ria Mustikasari1 ... 66 PEMANFAATAN LIMBAH MAKANAN SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK SEDERHANA DENGAN TEKNIK ELEMEN VOLTA ... 71 Yuli Estrian*, Moh. Toifur ... 71 IMPLEMENTASI METODE ANALOGI FAR (FOKUS-AKSI-REFLEKSI) PADA PEMBELAJARAN IPA MATERI SISTEM EKSKRESI MANUSIA UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN 4C SISWA KELAS VIII F SMP NEGERI 4 KEPANJEN TAHUN PELAJARAN 2018/2019 ... 75 Naili Mukhsinah ... 75 PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN INTERAKTIF BERBASIS ANDROID PADA KEGIATAN MENGANALISIS SISTEM PERNAPASAN MANUSIA UNTUK KELAS VIII SMP/MTs . 89 Nurmaula Idba Safrina, Munzil*, dan Sugiyanto ... 89 PENGARUH PEMBELAJARAN INKUIRI-STEM TERHADAP PENGUASAAN KONSEP CAHAYA DAN OPTIK ... 94 Antiningrum Purwaningsih1*, Lia Yuliati2, Vita Ria Mustikasari1 ... 94 PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN PROBLEM BASED LEARNING (PBL) TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SMPN 1 BATU PADA KEGIATAN MENGANALISIS TERJADINYA PENCEMARAN LINGKUNGAN ... 100 Arini Catur Lina*, Sugiyanto, Muhardjito ... 100 PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN SSCS TERHADAP HOTS IPA SISWA KELAS VIII SMPN 3 SINGOSARI ... 106 Puput Yuliyana1*, I Wayan Sumberartha2, Muhammad Fajar Marsuki1 ... 106 PENGAPLIKASIAN STEM (SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING AND MATH) DALAM PEMBELAJARAN DAN PRAKTIKUM BERBASIS INTERNET OF THINGS MENGGUNAKAN TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY ... 112 Odie Zainal Makhali1*, Davy Numairi Atthobari1, M. Ryski1, Denny Oktavina Radianto2 ... 112 DESKRIPSI PENERAPAN MODEL INKUIRI TERHADAP PENGUASAAN KONSEP SISWA KELAS XI SMAN 9 MALANG pada elastisitas DAN HUKUM HOOKE ... 118 Magfira Cindy Dianningrum1*, Endang Purwaningsih1, Rusna Laksmisari2 ... 118 ANALISIS PENGUASAAN KONSEP DAN KREATIVITAS SISWA PADA PEMBELAJARAN IPA BERBASIS STEM MATERI PEMANASAN GLOBAL ... 124 Safira Amalia Fardiana 1*, Sentot Kusairi 2, Erti Hamimi 1 ... 124 PENERAPAN MODEL LEARNING CYCLE 7E UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN KONSEP SISWA SMP KELAS VIII PADA MATERI TEKANAN ZAT ... 133 Septi Putri Ayu1*, Sutopo2, Vita Ria Mustikasari1... 133 ANALISIS PENINGKATAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS PADA KETERLAKSANAAN KEGIATAN MENGANALISIS PENCEMARAN LINGKUNGAN MELALUI PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE 5E ... 139 Alifia Rahayu*, Sugiyanto, Novida Pratiwi ... 139 PENGARUH MODEL PBL DAN DL TERHADAP KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH SMP KELAS VIII ... 142 Devi Purnita *, Novida Pratiwi, Muhardjito ... 142
PENINGKATAN KEMAMPUAN BERPIKIR TINGKAT TINGGI SISWA KELAS VII MTsN 2
MALANG MELALUI MODEL LEARNING CYCLE 5E ... 147
Abdul Fattah Noor*1, I Wayan Sumberartha2, Sugiyanto1 ... 147
PENGEMBANGAN BAHAN AJAR IPA BERBASIS PjBL-STEM PADA MATERI TEKANAN ZAT DAN PENERAPANNYA SEBAGAI PELUANG MENINGKATKAN KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH PESERTA DIDIK ... 151
Lutviyah Dwi Nurfadhilah1*, Parno2, Sugiyanto1 ... 151
PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN BERBASIS ANDROID PADA MATERI CAHAYA DAN ALAT OPTIK ... 158
Fithria Nur Rahmawati, Munzil*, Agung Mulyo Setiawan ... 158
PENGEMBANGAN GAME EDUKASI IPA KUARTET SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN IPA SISWA SMP KELAS VIII PADA MATERI SISTEM EKSKRESI ... 162
Nadia Nurmalita, Munzil*, Novida Pratiwi ... 162
PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN INTERAKTIF PADA SISTEM PENCERNAAN MAKANAN DAN KESEHATAN MANUSIA UNTUK SISWA SMP KELAS VIII ... 168
Sekar Yuliana Saputri, Munzil*, Novida Pratiwi ... 168
JOYFUL-INQUIRY: PEMBELAJARAN IPA MATERI SISTEM PERNAPASAN MANUSIA ... 171
Kholida Farhania1*, Hadi Suwono2, Vita Ria Mustikasari1 ... 171
ANALISIS KEBUTUHAN MODEL PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE 5E UNTUK MEMFASILITASI SISWA SMP MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS PADA MATERI TATA SURYA ... 175
Lena Lusiana*, Munzil, Erni Yulianti ... 175
PENGEMBANGAN PEMBELAJARAN EKOSISTEM BERBASIS DISCOVERY-INQUIRY UNTUK MELATIH KETERAMPILAN PROSES SAINS DAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA KELAS VII SMP ... 180
Diana Rahma Ayunita1*, Ibrohim2, Erti Hamimi1 ... 180
KAJIAN LITERASI PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN DIGITAL BERBASIS GAME ANDROID UNTUK SISWA SMP/MTS KELAS VIII PADA MATERI GETARAN ... 187
Aulia Varadila Slamet1*, Hadi Suwono2, Muhammad Fajar Marsuki1 ... 187
PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN INKUIRI TERHADAP PENGUASAAN KONSEP TEKANAN ZAT SISWA KELAS VIII SMPN 5 MALANG ... 192
Fita Nur Chasanah*, Sugiyanto, Erni Yulianti ... 192
PENGARUH MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) DENGAN PENDEKATAN SCIENCES, ENVIRONMENT, TECHNOLOGY, AND SOCIETY (SETS) TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA KELAS 7 SMPN 2 MALANG ... 197
Dianita Fitri Ramadhani*, Muhardjito, I Wayan Sumberartha ... 197
PENGGUNAAN BAHAN AJAR IPA TERPADU BERBASIS PENDEKATAN SAINTIFIK ... 205
Sesanti*, Vita Ria Mustikasari, Novida Pratiwi ... 205
PENGEMBANGAN POTENSI KELAPA MELALUI PENYULUHAN, PELATIHAN DAN PEMASARAN VCO (VIRGIN COCONUT OIL) DI DESA GAJAHREJO KECAMATAN GEDANGAN KABUPATEN MALANG... 210
Oktaviani Dina P1, Dita Feby I2, Hanna Merryta S3, Nuzulul Widya I4, Erti Hamimi1* ... 210
EAT BULAGA, BERMAIN DAN BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN MOTIVASI DAN PRESTASIBELAJAR IPA SISWA KELAS VII E SMPN 2 PARE ... 215
Kristien Endah Riwayati ... 215
PENGARUH MODEL SCIENCE INTEGRATED LEARNING TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR
KRITIS PADA GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI SISWA SMP ... 219
Oktaviana Wahyuningtyas1*, Lia Yuliati2, Novida Pratiwi1 ... 219
PENINGKATAN PEMAHAMAN KONSEP MELALUI PEMBELAJARAN INTERACTIVE DEMONSTRATION PADA MATERI GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI ... 224
Resti Endang Kusuma Ningrum1*, Sutopo2, Vita Ria Mustikasari1 ... 224
ANALISIS PERENCANAAN BAHAN AJAR IPA BERBENDEKATAN SAINTIFIK UNTUK KEGIATAN MENGANALISIS KONSEP ENERGI BAGI KELAS VII SMP ... 230
Savira Mahdia*, Sugiyanto, Agung Mulyo Setiawan ... 230
PENGEMBANGAN MULTIMEDIA PEMBELAJARAN INTERAKTIF BERBASIS GAME EDUKASI MATERI SISTEM TATA SURYA KELAS VII SMP ... 233
Rohmatul Ifani, Munzil*, Agung Mulyo Setiawan ... 233
PENGEMBANGAN INSTRUMEN PENILAIAN PEMBELAJARAN STEM PADA TOPIK PEMBUATAN SEL BATERAI BERBASIS BAHAN ALAM ... 239
Agung Mulyo Setiawan*, Munzil, Muhammad Fajar Marsuki, Dian Nugraheni, Fitroh Hanifiyah, Nida Husnayaini ... 239
ANALISIS KETERAMPILAN PROSES SAINS CALON GURU IPA MELALUI MODEL PROJECT- ORIENTED PROBLEM BASED LEARNING (POPBL) ... 243
Novida Pratiwi1*, Ibrohim2, I Wayan Sumberartha2, Febi Ardianti Dwi Lestari1, Yushella Annisa Aji1 ... 243
WORKSHOP PENULISAN ARTIKEL ILMIAH BERBASIS ACTION RESEARCH UNTUK MGMP KOTA KEDIRI ... 248
Novida Pratiwi*, Munzil, Yessi Affriyenni, Erti Hamimi, Aan Setya Nugroho, Ramadhani Faizatul Ula, Muhammad Miftakhul Huda ... 248
PEMBELAJARAN BERBASIS STEM DALAM PEMBELAJARAN IPA ... 253
Dian Febriyati*, Vita Ria Mustikasari, Muhardjito ... 253
LEARNING CYCLE 7E: PENERAPAN DALAM PEMBELAJARAN IPA UNTUK MENGEMBANGKAN HOTS SISWA SMP ... 257
Riska Dwi Anggraini*, Vita Ria Mustikasari, Sugiyanto ... 257
IMPLEMENTASI MODEL PEMBELAJARAN PROBLEM BASED LEARNING PADA MATERI ZAT ADITIF DALAM MAKANAN ... 261
Isnanik Juni Fitriyah ... 261
EFEKTIFITAS PEMBELAJARAN INTERDISIPLINER MATA KULIAH TEKNIK MENGGUNAKAN MEDIA ONLINE PADA PRODI ME ANGKATAN 2019 ... 270
Muhammad Satriyo Budiman1*, Novan Daza Trinanda1, M. Fa’’iq Dzaki Mubarok1, Deny Oktavina Radianto2 .... 270
EFEKTIVITAS PENDIDIKAN PROFESI GURU (PPG) DALAM JABATAN TERHADAP PENINGKATAN KOMPETENSI PENGETAHUAN GURU IPA SMP DI BIDANG KIMIA ... 272
Muhammad Fajar Marsuki*, Munzil, Agung Mulyo Setiawan, Firdha Cahyaningwulan, Jihan Roidah Affifah ... 272
ANALISIS KETERAMPILAN GURU MGMP IPA SMP KAB. TULUNGAGUNG DALAM MENYUSUN PENELITIAN TINDAKAN KELAS ... 277
Muhammad Fajar Marsuki*, Munzil, Dian Nugraheni, Firdha Cahyaningwulan, Jihan Roidah Affifah... 277
PENGARUH PENGETAHUAN INTUITIF TERHADAP HASIL BELAJAR FISIKA... 280
Yuniar Alam*, Nira Nurwulandari, Ratika Sekar Ajeng A ... 280
ANALISIS KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF SISWA MELALUI IMPLEMENTASI INTEGRASI STEAM DALAM CPS ... 286
Dyne Rizki Puspitasari ... 286
PENGEMBANGAN MULTIMEDIA INTERAKTIF BERBASIS AUTOPLAY MEDIA STUDIO 8 UNTUK MATA PELAJARAN IPA POKOK BAHASAN KLASIFIKASI MATERI DI SMP NEGERI 4 MALANG
KELAS VII ... 292
Muhammad Fajar Marsuki*, Rosita Dwika Miranti, Winarto... 292
STUDI PENDAHULUAN: MODEL PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE-5E BERBASIS STEM ... 304
Ana Fitria Azzmi1, Supriyono Koes Handayanto2*, Vita Ria Mustikasari1 ... 304
ANALISIS KEBUTUHAN PEMBELAJARAN STEM UNTUK MENINGKATKAN KREATIVITAS DAN PENGUASAAN KONSEP SISWA ... 308
Elmi Rahma Arif Fadilah1, Sentot Kusairi2*, Erni Yulianti1 ... 308
PEMBELAJARAN DENGAN MODEL GUIDED DISCOVERY UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN SISWA KELAS VII PADA MATERI PENCEMARAN LINGKUNGAN ... 313
Eltrida Hardiyanti1, Sutopo2*, Novida Pratiwi1 ... 313
PEMBELAJARAN DENGAN MODEL PROJECT BASED LEARNING TERINTEGRASI STEM UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF ... 321
Dian Novita Harianti1, Supriyono Koes Handayanto2*, Erni Yulianti1 ... 321
PENGARUH PEMBELAJARAN INKUIRI-STEM TERHADAP PENGUASAAN KONSEP CAHAYA DAN OPTIK
Antiningrum Purwaningsih1*, Lia Yuliati2, Vita Ria Mustikasari1
1Program Studi Pendidikan IPA, FMIPA, Universitas Negeri Malang
2Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang
*Email : [email protected] Abstrak
Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh pembelajaran inkuiri-STEM terhadap penguasaan konsep siswa.
Penelitian ini merupakan penelitian quasy experiment dengan pretest posttest control group design. Pengambilan sampel menggunakan teknik purposive sampling. Kelas eksperimen menggunakan pembelajaran inkuiri-STEM dan kelas kontrol menggunakan pembelajaran inkuiri. Instrumen perlakukan terdiri dari RPP dan LKS. Instrumen pengukuran terdiri dari lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran dan soal penguasaan konsep. Uji prasyarat normalitas menggunakan uji Liliefors, uji homogenitas menggunakan uji F. Analisis data terdiri dari uji beda menggunakan uji t serta uji lanjut menggunakan uji rerata. Hasil uji beda diperoleh nilai thitung lebih tinggi daripada nilai ttabel (2,15 > 1,67), sehingga terdapat perbedaan penguasaan konsep antara kelas kontrol dan kelas eksperimen.
Nilai rerata kelas eksperimen lebih tinggi daripada nilai rerata kelas kontrol (66,27 > 58,43). Penguasaan konsep siswa yang belajar dengan pembelajaran inkuiri-STEM lebih tinggi daripada penguasaan konsep siswa yang belajar dengan pembelajaran inkuiri.
Kata Kunci: inkuiri-STEM, penguasaan konsep, cahaya dan optik
PENDAHULUAN
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan kumpulan pengetahuan yang mempelajari fenomena, gejala atau objek tentang alam yang diperoleh melalui proses ilmiah dan sikap ilmiah sehingga menghasilkan produk ilmiah. Hakikat IPA terdiri dari empat unsur yaitu sikap, metode, produk dan aplikasi ilmiah serta penerapan IPA dalam kehidupan (Trianto, 2010). Pembelajaran IPA menekankan pada pemberian pengalaman langsung kepada siswa untuk mengembangkan pemahaman gejala alam, konsep, dan prinsip ilmu alam serta mampu menerapkan dalam kehidupan nyata (Asna, 2016). Materi IPA terdiri dari kumpulan konsep yang perlu dikuasai oleh siswa (Widyastuti, dkk., 2017). Materi cahaya berisi konsep-konsep yang saling berhubungan dan bersifat abstrak yang tidak dapat diindera secara langsung oleh siswa (Firmansyah, 2015).
Pembelajaran IPA memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan secara langsung proses penyelidikan untuk memahami alam sekitar sehingga siswa memperoleh pengalaman dan pengetahuan alam secara mendalam dan lebih bermakna (Slameto, 2015). Pembelajaran yang bermakna menekankan pada pengetahuan dan proses siswa berpikir (proses kognitif) (Gunawan, 2016).
Penguasaan konsep tidak hanya berupa kemampuan memahami secara sederhana, akan tetapi penguasaan konsep merupakan kemampuan untuk mengerti suatu masalah, memahami konsep-konsep, menerapkan atau mengaplikasikan, mengklasifikasi, menggeneralisasi, mensintesis, dan menarik kesimpulan dari fenomena yang dipelajari (Hermawanto, 2013). Usaha untuk mencapai penguasaan konsep adalah dengan mengimplementasikan suatu model pembelajaran yang menekankan pada aktivitas belajar siswa.
Siswa dilibatkan dalam pembelajaran untuk merumuskan pertanyaan yang digunakan sebagai arahan dalam melakukan penyelidikan untuk menemukan pengetahuan dan makna baru (Sani, 2014).
Model pembelajaran yang relevan dilaksanakan dalam suatu pembelajaran IPA adalah pembelajaran inkuiri (Joyce, dkk., 2000). Tujuan pembelajaran inkuiri yaitu meningkatkan keterlibatan siswa dalam proses belajar, menciptakan kegiatan belajar yang sistematis, dan pengembangan sikap siswa yang percaya diri (Trianto, 2010). Hasil penelitian Bayram (2013) dan Madden (2011) menunjukkan bahwa pembelajaran inkuiri dapat meningkatkan motivasi belajar siswa. Pembelajaran berbasis penyelidikan dapat meningkatkan motivasi siswa karena siswa diberikan kebebasan untuk membuat pilihan siswa sendiri dan melakukan kegiatannya sendiri.
Hasil penelitian Rustaman (2005) menunjukkan bahwa masih terdapat beberapa kendala dalam pembelajaran inkuiri yang belum cukup membuat siswa menguasai konsep. Pembelajaran inkuiri yang diterapkan dalam pembelajaran IPA sebaiknya dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan siswa
(Rustaman, 2005). Pada abad ini diperlukan pembelajaran yang mampu mengikuti perkembangan zaman dan berkaitan langsung dengan dunia nyata.
Integrasi Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) dalam pembelajaran merupakan penggabungan beberapa bidang ilmu yaitu sains, teknologi, teknik/rekayasa, dan matematika (Laboy-Rush, 2011). Pembelajaran dengan STEM yang efektif di dalam kelas dapat menumbuhkan sikap siswa sebagai pemecah masalah, inovator, penemu, pemikir logis dan juga dapat memahami dan mengembangkan keterampilan yang dibutuhkan untuk kemandirian dan melek teknologi (Morrison, 2006).
Pembelajaran berbasis inkuiri menjadi ciri khas dari pembelajaran IPA dan dapat diintegrasikan ke dalam teknologi, teknik dan matematika (STEM) (Crippen, 2012).
Pembelajaran STEM memberikan kesempatan kepada guru untuk menunjukkan kepada siswa mengenai konsep, prinsip, dan teknik sains, teknologi, teknik, dan matematika yang diintegrasikan dalam pengembangan produk, proses, dan sistem yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari (Yuliati, dkk., 2018). Pengalaman siswa pada pembelajaran ini mencakup sains, teknologi, teknik, dan disiplin matematika yang dapat berguna di masa depan (Bybee, 2013).
Pendekatan teknik dalam pendidikan STEM mengajarkan konsep sains lebih baik bila dibandingkan dengan pembelajaran inkuiri (Mehalik, dkk., 2008). Oleh karena itu peneliti melakukan penelitian dengan menggunakan model pembelajaran inkuiri-STEM untuk mengetahui pengaruhnya terhadap penguasaan konsep siswa pada materi cahaya dan optik.
METODE
Rancangan penelitian ini adalah quasi experiment jenis pretest-posttest control group design dengan dua kelompok penelitian yaitu kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Kelompok eksperimen menggunakan pembelajaran inkuiri-STEM dan kelompok kontrol menggunakan pembelajaran inkuiri.
Subjek penelitian adalah 60 siswa kelas VIII SMPN 1 Batu yang diperoleh dengan teknik purposive sampling. Instrumen dalam penelitian ini adalah 15 butir soal pilihan ganda tes penguasaan konsep yang valid dengan reliabilitas yang tinggi (r = 0,84). Taraf kesulitan soal yang digunakan terdiri dari 9 soal kategori mudah dan 6 soal kategori sedang. Pelaksanaan pembelajaran disesuaikan dengan rencana pelaksanaan pembelajaran menggunakan sintaks inkuiri dengan STEM dan dibantu dengan lembar kerja peserta didik yang sudah divalidasi. Hasil data pretest dan posttest diuji prasyarat yaitu normalitas dan homogenitas, uji kesamaan keadaan awal dan uji hipotesis menggunakan uji-t.
Pembelajaran inkuiri-STEM yaitu pembelajaran yang menggabungkan sains, teknologi, teknik dan matematika ke dalam tahapan pembelajaran inkuiri. Siswa membuat penyelidikan sains ke dalam teknologi dan teknik. Siswa yang memahami sains melalui proses inkuiri akan mampu memecahkan masalah menggunakan analisis matematika. Pembelajaran inkuiri memfokuskan siswa pada perencanaan proses pembelajaran, masalah atau fenomena, perumusan hipotesis, pengumpulan data, membuat penjelasan, dan membuat kesimpulan. Dalam pengumpulan data, siswa membuat rancangan demonstrasi atau pecobaan yang merupakan implementasi sebagai tahap rekayasa dalam STEM. Dalam beberapa pertemuan pembelajaran, siswa membuat gambar dengan melukiskan perjalanan sinar pembentukan bayangan pada cermin dan lensa.
Pada akhir pembelajaran, siswa menggambarkan penerapan teknologi dalam kehidupan nyata.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data kuantitatif berupa data hasil pretest yang diperoleh sebelum siswa mendapatkan perlakukan pembelajaran dan data posttest yang diperoleh setelah siswa mendapatkan perlakuan pembelajaran inkuiri- STEM pada kelas eksperimen dan pembelajaran inkuiri pada kelas kontrol. Data pretest dan posttest disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Pretest dan Posttest Eksperimen Kontrol
Pretest 41,37 40,43
Posttest 66,27 58,43
Data pretest dan posttest yang diperoleh kemudian diuji analisis prasyarat, uji kesamaan awal dan uji hipotesis. Uji analisis prasyarat menunjukkan bahwa data normal dan memiliki varian homogen, sehingga uji kesamaan kemampuan awal dan uji hipotesis menggunakan uji t. Hasil uji menunjukkan bahwa terdapat
perbedaan penguasaan konsep kelas eksperimen (rata-rata sebesar 66,27) dan penguasaan konsep kelas kontrol (rata-rata sebesar 58,43).
Pembelajaran inkuiri-STEM yaitu menggabungkan STEM dalam pembelajaran yang menggunakan sintaks inkuiri. Sintaks inkuiri terdiri dari observation, manipulation, generalization, verification, dan application. Berdasarkan hasil observasi keterlaksanaan pembelajaran menunjukkan bahwa pembelajaran terlaksana dengan baik pada kelas eksperimen maupun kelas kontrol sehingga berdampak pada penguasaan konsep.
Materi cahaya dan optik meliputi sifat-sifat cahaya (bergerak lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan gelombang elektromagnetik) dan alat optik dalam kehidupan sehari-hari. Siswa berperan aktif dalam pembelajaran untuk berdiskusi dan melaksanakan penyelidikan secara berkelompok.
Tahap pertama dalam pembelajaran inkuiri-STEM adalah tahap observation yaitu siswa mengamati fenomena yang melibatkan minat siswa dan memunculkan respon siswa (Wenning, 2011). Siswa mengamati fenomena yang disajikan oleh guru dan mengidentifikasi secara rinci berdasarkan hasil pengamatannya. Pada sub materi sifat cahaya dapat dipantulkan siswa ditunjukkan sebuah fenomena lampu senter yang disorotkan ke arah cermin. Siswa dapat menganalisis bahwa cahaya lampu senter jika mengenai cermin akan memantul.
Hal ini dapat diperoleh siswa melalui observasi secara langsung dan siswa dapat membuat kesimpulan sementara bahwa cahaya dapat dipantulkan.
Pada materi sifat cahaya dapat dibiaskan, siswa ditunjukkan pada fenomena sebuah sendok yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air. Siswa mengamati fenomena tersebut, kemudian menganalisis hasil amatannya. Siswa menemukan bahwa fenomena yang dialami atau yang diamati adalah fenomena pembiasan. Fenomena yang disajikan adalah fenomena yang mungkin terjadi pada siswa atau pernah diamati oleh siswa. Pada tahap ini siswa mengembangkan pertanyaan dan juga menjawab pertanyaan yang diajukan oleh guru. Pertanyaan disesuaikan dengan pengetahuan awal siswa mengenai sifat-sifat cahaya. Demonstrasi yang dilakukan memberikan penguatan pada kemampuan awal siswa yang dimiliki sebelumnya. Siswa menjawab dengan antusias pertanyaan dari guru. Hal ini menunjukkan bahwa siswa sudah memiliki pengetahuan awal mengenai materi sifat-sifat cahaya, pembetukan bayangan pada cermin dan lensa serta alat-alat optik dan penerapannya. Jawaban dari siswa menunjukkan bahwa siswa memiliki pengetahuan awal yang baik terkait dengan materi yang diajarkan. Integrasi STEM menekankan pada siswa bahwa peluang terbaik adalah belajar dengan pengalaman dunia nyata (Tsupros, dkk., 2009).
Hasil dari pengamatan pada tahap observation akan diidentifikasi pada tahap manipulation. Pada tahap ini siswa menyarankan dan memperdebatkan gagasan yang mungkin diselidiki dan mengembangkan pendekatan yang mungkin digunakan untuk mempelajari fenomena tersebut (Wenning, 2011). Siswa membuat rencana untuk mengumpulkan data melalui penyelidikan. Siswa menentukan unsur-unsur yang berkaitan dengan hasil pengamatan sebelumnya. Pada tahap ini siswa sudah mulai merencanakan demonstrasi yang akan dilaksanakan berdasarkan tujuan pembelajaran. Siswa menentukan alat dan bahan serta prosedur percobaan dengan bimbingan guru. Melalui kegiatan ini siswa telah menyusun penyelidikan ke dalam sains, teknologi dan teknik (Rush, 2011). Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Yuliati (2018) yang menunjukkan bahwa pembelajaran inkuiri-STEM memungkinkan siswa untuk melakukan penyelidikan secara berurutan dan merancang eksperimen mereka sendiri untuk menyelidiki ide-ide mereka sehingga mencapai penguasaan konsep yang lebih tinggi.
Tahap generalizatiocn menuntut siswa untuk menemukan prinsip baru berdasarkan fenomena dan memberikan penjelasan yang masuk akal tentang fenomena tersebut (Wenning, 2011). Pada tahap ini siswa didorong membuat jawaban sementara berdasarkan hasil penemuan sebelumnya. Kegiatan ini melatih siswa untuk mampu menganalisis informasi yang diperoleh untuk membangun pengetahuan yang baru.
Pembelajaran akan bermakna karena siswa terhubung dengan pengetahuan sebelumnya dan pengetahuan baru di dalam dunia nyata (Brook & Brook, 1993).
Tahap verification siswa melakukan pengujian menggunakan rancangan yang sudah dibuat (Wenning, 2011). Pada tahap ini siswa melakukan percobaan mengenai pembentukan bayangan pada lensa dan cermin. Siswa mencari data kuantitatif serta menentukan sifat bayangan berdasarkan hasil pengamatan.
Setelah siswa memperoleh data secara lengkap, kemudian siswa melukiskan perjalanan sinar pada cermin cekung dan lensa cembung. Kegiatan ini mendorong siswa untuk mengembangkan kemampuan engineering.
Pada tahap mengumpulkan data siswa menerapkan kemampuan matematika untuk menemukan persamaan hubungan jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus.
Kegiatan siswa selanjutnya adalah menganalisis data yang diperoleh. Analisis data dibantu dengan beberapa pertanyaan mengenai poin hasil pengamatan. Melalui kegiatan menganalisis, siswa mampu
menjelaskan hubungan antara jarak benda, bayangan dan titik fokus serta dapat mengetahui cara menentukan sifat bayangan yang benar. Pada akhir kegiatan ini siswa mendapatkan klarifikasi dan penguatan materi dari guru. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian Maneerot & Nuangchalem (2017) yang menunjukkan bahwa aktivitas pembelajaran inkuiri-STEM melibatkan perilaku belajar siswa di dalam kelas menjadi lebih aktif (Maneerot & Nuangchalem, 2017).
Pada tahap application siswa diminta untuk mengembangkan pengetahuan yang diperoleh ke dalam penerapan di kehidupan nyata (Wenning, 2011). Siswa menyebutkan contoh penerapan cermin digunakan sebagai kaca spion di mobil atau motor, lensa digunakan untuk kacamata, mikroskop dan lup serta pemanfaatan alat optik lainnya dalam kehidupan nyata. Siswa dapat menyebutkan contoh-contoh tersebut karena dekat dengan kehidupan siswa sehar-hari. Pada akhir pembelajaran siswa membuat kesimpulan pembelajaran yang dilaksanakan. Penerapan dalam teknologi akan membuat siswa memahami sebagian besar teknologi yang berkembang saat ini menerapkan ilmu pengetahuan. Pembelajaran ini dapat memotivasi siswa belajar konsep sains dan matematika serta mengaitkan dengan teknologi (Moore, dkk., 2013).
Pembelajaran inkuiri-STEM menggabungkan sains, teknologi, teknik dan matematika ke dalam sintaks pembelajaran inkuiri (Yuliati, dkk., 2018). Upaya untuk menggabungkan STEM dalam suatu pembelajaran berdasarkan hubungan antara materi dengan dunia nyata (Stohlmann, dkk., 2012). Pengalaman siswa pada kelas eksperimen telah melampaui ilmu sains, teknologi, teknik dan matematika yang dapat berguna di masa depan (Bybee, 2013). Kegiatan yang dilakukan siswa selama belajar dapat menggabungkan sains, matematika dan teknologi serta pemecahan masalah, pemikiran kreatif dan keterampilan komunikasi (Thornburg, 2009).
Kelas eksperimen yang menggunakan pembelajaran inkuiri-STEM akan mendapatkan pengalaman belajar terbaik karena dapat menggabungkan pengetahuan dengan teknologi dan engineering (Tsupros, dkk., 2009). Penelitian Sahali (2017) menunjukkan bahwa proses dalam STEM memberikan dampak yang baik terhadap ketertarikan siswa terhadap mata pelajaran dan karir. STEM akan memberikan dampak positif dalam pembelajaran khususnya meningkatkan minat belajar siswa dan penguasaan konsep siswa (Becker &
Park, 2011).
Pembelajaran STEM mengintegrasikan sains, teknologi, teknik dan matematika ke dalam kelas berdasarkan hubungan antara materi pembelajaran dan masalah dunia nyata (Abdurrahman, 2019).
Pengalaman belajar engineering yang terstruktur dengan baik di mana siswa diberi kesempatan untuk terlibat langsung dalam proses desain yang terhubung dengan masalah dunia nyata melalui penerapan pengetahuan dan keterampilan STEM yang efektif dalam meningkatkan minat siswa (Shahali, dkk., 2017). Teknik STEM tidak hanya berpijak pada solusi tetapi menekankan pada proses dan desain penyelesaiannya, sehingga siswa dapat menemukan sains dan matematika secara langsung (Ceylan & Ozdilek, 2015). Pembelajaran inkuiri berbasis STEM menekankan pada cara belajar siswa melalui proses kognitif sehingga siswa mencapai penguasaan konsep sains (Bransford & Donovan, 2005).
Pembahasan yang telah dipaparkan menunjukkan bahwa pembelajaran inkuiri-STEM memotivasi dan meningkatkan minat siswa dalam mempelajari IPA. Proses pembelajaran inkuiri-STEM berdampak positif terhadap penguasaan konsep siswa pada materi yang diajarkan. Penguasaan konsep yang dimiliki siswa dapat digunakan dalam aplikasi kehidupan sehari-hari sehingga dapat menemukan solusi dari suatu masalah dalam dunia nyata. Berdasarkan hal tersebut, perlu diterapkan pembelajaran inkuiri-STEM dalam pembelajaran IPA. Pembelajaran STEM lebih baik daripada pembelajaran inkuiri dalam hal meningkatkan penguasaan konsep siswa (Mehalik, dkk., 2008).
PENUTUP A. Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa penguasaan konsep siswa yang belajar dengan pembelajaran inkuiri- STEM lebih tinggi daripada penguasaan konsep siswa yang belajar dengan pembelajaran inkuiri pada materi cahaya dan sistem penglihatan manusia. Pembelajaran yang menggunakan inkuiri-STEM menuntut siswa untuk aktif merancang percobaan dan melakukan penyelidikan melalui gagasan mereka sendiri sehingga siswa dapat mencapai penguasaan konsep yang lebih tinggi. Pembelajaran STEM dapat meningkatkan minat belajar dan pencapaian konsep siswa.
B. Saran
Bagi guru dan peneliti selanjutnya yang menerapkan pembelajaran ini sebaiknya menguasai konsep dengan baik sehingga tidak terjadi miskonsepsi. Selain itu, guru sebaiknya memfasilitasi siswa dalam
membuat karya sederhana untuk menerapkan aspek engineering dan teknologi sehingga siswa lebih dekat dengan pengetahuan yang diaplikasikan dalam kehidupan nyata.
DAFTAR RUJUKAN
Abdurrahman., Ariyani, F., Achmad, A. & Nurulsari, N. 2019. Designing an Inquiry-Based STEM Learning Strategy as A Powerful Alternative Solution to Enhance Students’ 21st Century Skills: A Preliminary Research. Journal of Physics: Conference Series 1155,
doi: 10.1088/1742-6596/1155/1/012087.
Asna, R.H. 2016. Implementasi Strategi Pembelajaran Berbasis Inkuiri dengan Siklus Belajar 5E untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis. Jurnal Penelitian Pendidikan, 14(2).
Bayram, Z., Oskay, O.O., Erdem, E., Ozgur, S.D. & Sen, S. 2013. Effect of Inquiry Based Learning Method on Students’ Motivation. Journal of Social and Behavioral Sciences 106, 988-996.
Becker, K. & Park, K. 2011. Effects of Integrative Approaches among Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Subjects on Students’ Learning: A Preliminary Meta-Analysis. Journal of STEM Education: Innovations and Research 23.
Bransford, J.D. & Donovan, M.S. 2005. How Students Learn-Science in The Classroom. Washington DC:
National Academy Press.
Brook, J.G. & Brooks, M.G. 1993. In Search of Understanding: The Case for Constructivist Classroom.
(Alexandria, Association for Supervision and Curriculum Development). ERIC Document Reproduction Service. ED, 366, p.428.
Bybee, R.W. 2013. The Case for STEM Education: Challenges and Opportunities. United States of America:
NSTA Press.
Ceylan, S. & Ozdilek, Z. 2015. Improving A Sample Lesson Plan for Secondary Science Courses Within The STEM Education. Procedia–Social and Behavioral Sciences, 117, 223-228.
Crippen, K.J. & Archambault, L. 2012. Scaffolded Inquiry-Based Instruction with Technology: A Signature Pedagogy for Stem Education. Computers in The Schools, 29(1-2): 157-173.
Firmansyah, A. 2015. Pembelajaran Membandingkan Teks Laporan Hasil Observasi dengan Teks Deskripsi melalui Metode Discovery Learning pada Siswa Kelas X SMA Negeri 18 Bandung Tahun Pelajaran 2014/2015. Prosiding. Bandung: Universitas Pasundan Bandung.
Gunawan, I. & Palupi, A.R. 2016. Taksonomi Bloom Revisi Ranah Kognitif: Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Penilaian. Premiere Educandum: Jurnal Pendidikan Dasar Dan Pembelajaran, 2(02).
Hermawanto., Kusairi, S. & Wartono. 2013. Pengaruh Blended Learning Terhadap Penguasaan Konsep dan Penalaran Fisika Peserta Didik Kelas X. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 9(1).
Joyce, B., Weil, M. & Calhoun, E. 2000. Model of Teaching 6th Edition. Boston: Allyn and Bacon.
Laboy-Rush, D. 2011. Integrated STEM Education Through Project-Based Learning. Dari
Madden, K.R. 2013. The Use of Inquiry-Based Instruction to Increase Motivation and Academic Succes in A High School Biology Classroom. Master Thesis, Montana State Universirty, Bozeman, Montana.
Maneerot, N. & Nuangchalem, P. 2017. Implementing Inquiry-Based STEM Learning in Tenth Grade Students. Conference Proceedings the Asian Conference on Education and International Development.
Mehalik, M.M., Doppelt, Y. & Schuun, C.D., 2008. Middle-School Science through Design-Based Learning Versus Scripted Inquiry: Better Overall Science Concept Learning and Equity Gap Reduction.
Journal of Engineering Education, 97(1), pp. 71-85.
Moore, T.J., Tank, K.M., Glancy, A.W. & Kersten, J.A. 2013. A Framework for Implementing Engineering Standards In K-12. Paper to be Presented at The International Conference of Association for Science Teacher Education (ASTE), Charleston, SC.
Morrison, J. 2006. STEM Education Monograph Series: Attributes of STEM Education. Teaching Institute for Essential Science, Baltimore, MD.
Rush, D.L. 2011. Integrated STEM Education through Project-Based Learning.
Rustaman, N.Y. 2005. Perkembangan Penelitian Pembelajaran Berbasis Inkuiri dalam Pendidikan Sains.
Seminar Nasional II Himpunan Ikatan Sarjada dan Pemerhati Pendidikan IPA Indonesia, Bandung.
(pp. 22-23).
Sani, R.A. 2014. Pembelajaran Siantifik Untuk Implementasi Kurikulum 2013. Jakarta: Bumi Aksara.
Shahali, E.H.M., Halim, L., Rasul, M.S., Osman, K. & Zulkifeli, M.A. 2016. STEM Learning through Engineering Design: Impact on Middle Secondary Students’ Interest toward STEM. EURASIA.
Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 13(5): 1189-1211.
Slameto. 2015. Belajar dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya. Jakarta: Rineka Cipta.
Stohlmann, M., Moore, T. & Roehrig, G. 2012. Considerations for teaching integrated STEM education.
Journal of Pre-College Engineering, 2(1), 28-34.
Thornburg, D. 2009. Hands and Minds: Why Engineering is The Glue Holding STEM Together. Thornburg Center for Space Exploration.
Trianto. 2010. Model Pembelajaran Terpadu. Jakarta: Bumi Aksara.
Tsupros, N., Kohler, R. & Hallinen, J. 2009. STEM Education: A Project to Identify the Missing Component.
Intermediate Unit 1: Center for STEM Education and Leonard Gelfand Center for Service Learning and Outreach, Carnegie Mellon University, Pensylvania
Wenning, C.J. & Khan, M.A. 2011. Sample Learning Sequences Based on The Levels of Inquiry Model of Science Teaching. Journal of Physics Teacher Education Online, 6(2), summer, pp. 17-30.
Widyastuti, W., Jayadinata, A. & Panjaitan, R. 2017. Pembelajaran Discovery pada Materi Sifat-Sifat Cahaya terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas V. Jurnal Pena Ilmiah, 2(1).
Yuliati, L., Parno., Yogismawati, F., & Nisa, I.K. 2018. Building Scientific Literacy and Concept Achievement of Physics through Inquiry-Based Learning for STEM Education. Journal of Physics:
Conference Series, 1097, 10-14.
