Learn STEM

Innovative STEM Learning in School

     Mempelajari STEM adalah model pedagogis untuk pembelajaran dan pengajaran STEM yang inovatif. Yang terdiri dari kerangka umum untuk meningkatkan pembelajaran dan pengajaran Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika di sekolah Menengah. STEM telah dikembangkan oleh sembilan mitra dari enam negara Eropa seperti Belanda, Belgia, Jerman, Itali, Lithuania dan Portugal), termasuk para ahli di bidang STEM, sekolah menengah, penelitian, lembaga pendidikan kejuruan dan pengembang dengan kemampuan teknis, pengetahuan dan keahlian.
     Mempelajari STEM didasarkan pada teori dan posisi pendidikan dan berfokus pada lima karakteristik proses pembelajaran, yaitu sebagai berikut:

• Kompleks
• Berorientasi pada proses
• Menyeluruh
• Praktis
• Sosial

1. Visi dan Misi Mempelajari STEM

     STEM, model pedagogis untuk pembelajaran dan pengajaran STEM yang inovatif, menjawab permintaan saat ini akan model baru karena perubahan global. Model pedagogis ini memberikan kerangka didaktis (berhubungan dengan pembelajaran) yang dapat dan perlu disesuaikan dengan situasi dan konteks spesifik dari berbagai sekolah, wilayah, sistem pendidikan dan budaya di seluruh dunia. STEM berfokus pada keterkaitan dan integrasi antara 4 topik, yaitu: Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika (STEM).
     STEM menyediakan metode pedagogi dan alat pembelajaran untuk sekolah menengah untuk meningkatkan pendidikan STEM. Didasarkan pada permasalahan dunia nyata dan merangsang tingkat profesional-an yang pada akhirnya dapat membantu memecahkan masalah dalam dunia kemasyarakatan.

a. Visi, Misi dan Tujuan Utama Mempelajari STEM

Visi dari STEM adalah menginovasi dan meningkatkan pendidikan sekolah. STEM sebagai kunci untuk kehidupan pada masa depan, pekerjaan dan pada kemasyarakatan. Fokus pada hubungan antara topik STEM, pendidikan STEM yang reflektif, dan cara mengajar akan memungkinkan pencapaian hal tersebut.
Misi dari STEM adalah meningkatkan meningkatkan minat serta keterampilan dalam bidang STEM guna memperbaiki karir profesional di ranah tersebut.
Tujuan utama dari STEM adalah meningkatkan pembelajaran dan pengajaran STEM dan khususnya pada kualitas dan efisiensi pendidikan STEM di sekolah menengah.

b. Kelompok Sasaran Mempelajari STEM

Kelompok sasaran langsung dari mempelajari STEM adalah:

• Siswa di sekolah menengah yang mempelajari STEM.
• Guru STEM di sekolah menengah bertanggung jawab atas pendidikan STEM.
• Museum sains, pusat demonstrasi teknologi, laboratorium murid dan lapangan (sebagai bagian dari pendidikan yang kompleks, dirancang untuk mempromosikan pendidikan sains dan membantu menghasilkan ilmuwan dan insinyur di masa depan).
• Penyelenggara pendidikan dan pelatihan bagi pengembangan profesi guru yang berkesinambungan.
• Otoritas publik yang bertanggung jawab atas kurikulum STEM.

Kelompok sasaran tidak langsung dari mempelajari STEM adalah sebagai berikut:

• Masyarakat tempat pelajar tumbuh.
• Orang tua murid.
• Inisiatif swasta dan publik yang mendukung STEM (fasilitas pembelajaran kreatif).
• Pembuat kebijakan.
• Pemangku kepentingan lainnya (seperti organisasi publik dan swasta, pusat penelitian, universitas, serikat pekerja, dll).

2. Dasar dari Mempelajari STEM

     STEM didasarkan pada teori umum, model dan prinsip tentang pembelajaran yang telah digabungkan dan diintegrasikan untuk model pedagogi yang inovatif. Model pedagogis didasarkan pada metodologi pengajaran umum dan aspek didaktis (yang berhubungan dengan pembelajaran) serta mendukung bimbingan prinsip STEM, yaitu pemahaman fenomena serta eksplorasi kemungkinan solusi untuk masalah tertentu.
     STEM tidak akan menggantikan tradisi dan metode pendidikan yang berharga dan sukses, namun meningkatkan dengan menambahkan metodologi inovatif yang dapat digunakan dan diterapkan dalam STEM. Sebagai sebuah konsep teoritis, juga dapat disesuaikan dengan bidang dan konteks lain seperti ilmu sosial dan lainnya.

a. Orientasi Hasil, bukan Masukan

     Sebelumnya, sistem pendidikan lebih menekankan pada cara pengajaran. Guru-guru memiliki tanggung jawab untuk ‘meneruskan’ pengetahuannya kepada murid-muridnya. Sekarang, perhatian kita harus beralih pada pencapaian hasil karena pengetahuan terus berkembang atau bisa tertinggal karena kemajuan teknologi yang pesat.

b. Siklus Perbaikan Berkelanjutan

     Setelah perang dunia kedua, konsep siklus perbaikan terus-menerus muncul dari prinsip manajemen kualitas total. Pada awal abad 21, konsep tersebut diadopsi dalam proses pembelajaran dan pendidikan melalui kerangka kerja IDEAL yang terdiri dari 4 tahap, yaitu: Memulai, Melakukan, Mengevaluasi dan Bertindak. Dengan penekanan pada pembelajar sebagai fokus utama dari semua proses belajar mengajar.

c. Pengetahuan, Keterampilan dan Kompetensi untuk STEM

     STEM terkait dengan gagasan pengetahuan, keterampilan dan kompetensi, serta kemampuan siswa dalam mengembangkannya. Pendekatan ini berdasarkan pada prinsip berpusat pada siswa yang mempertimbangkan berbagai faktor seperti kognitif, motivasi, dan keberagaman individu dalam proses pembelajaran. Filosofi ini, yang disarankan oleh Dewey dan lainnya, menempatkan siswa sebagai fokus inti dari pembelajaran dengan merancang tujuan, lingkungan, dan tugas yang sesuai untuk pembelajaran mandiri atau kolaboratif.

d. Peran Guru dan Pengajar

     STEM berkaitan dengan keterkaitan yang kuat antara guru dan siswa. Guru memilih  pendekatan dan skenario yang sesuai. Guru dapat:

• Menyiapkan lingkungan belajar dan menetapkan parameter umum dari kesempatan belajar serta desain dan kontennya.
• Mendiskusikan dan bernegosiasi aktivitas yang direncanakan yang dikembangkan dan diajukan oleh pembelajar.

3. Model Pedagogis STEM

     STEM terdiri dari kerangka umum dan holistik yang dapat meningkatkan pembelajaran dan pengajaran Science (sains), Technology (teknologi), Engineering (teknik), dan Matematics (matematika) di sekolah menengah. STEM dapat dianggap sebagai kombinasi dan adaptasi dari teori pendidikan dan berfokus pada 5 karakteristik, yaitu :

• Complex (Kompleks)
• Process-oriented (Berorientasi pada proses)
• Holistic (Holistik)
• Practical (Praktikal)
• Social (Sosial)

STEM tidak hanya memberi pedoman umum untuk guru, namun juga menyediakan tool untuk praktik pembelajaran di sekolah. STEM mengacu secara khusus pada Inquiry Learning Packages dan modul pelatihan yang dapat digunakan sebagai contoh untuk diikuti.

a. Belajar STEM itu Kompleks

     STEM adalah sistem yang kompleks dengan karakteristik khusus dari bidang-bidang yang berbeda. Oleh karena itu, Belajar STEM melibatkan berbagai mata pelajaran, istilah-istilah, dan prinsip-prinsip ilmiah. Tujuannya adalah untuk menciptakan pemahaman, keterampilan, dan kompetensi yang mendalam, yang semakin kompleks seiring perkembangan pembelajar.

b. Belajar STEM itu Berorientasi pada Proses

     STEM bersifat berorientasi pada proses dalam hal kegiatan pembelajaran. Para pembelajar dapat menjelajahi STEM secara mandiri dan kreatif melalui eksplorasi dan kreasi. Dalam Belajar STEM, proses bersifat iteratif, berfokus pada perkembangan pembelajar sekaligus melatih keterampilan dasar dan membangun pengetahuan yang mendalam.
     Belajar STEM adalah proses pembelajaran iteratif dengan peningkatan terus-menerus dalam kompetensi, keterampilan, dan strategi mental pembelajar.
Belajar STEM berfokus pada proses berikut:

• Explore
• Build
• Reflect
• Improve

c. Belajar STEM itu Holistik

     Belajar STEM bersifat holistik dalam hal mata pelajaran, hubungan mereka, dan metode pengajaran. Belajar STEM berfokus pada pemahaman ide-ide umum dalam STEM daripada mengumpulkan pengetahuan khusus. Belajar STEMmenekankan komponen etika STEM dan berkontribusi pada perkembangan pribadi pembelajar.

d. Belajar STEM itu Praktikal

     Belajar STEM bersifat praktis dalam hal pengalaman pembelajaran dan aplikasinya. Belajar STEM mendukung pembelajar dalam memperoleh pengetahuan, mengembangkan keterampilan, dan membangun kompetensi melalui pengalaman dan observasi dunia nyata. Belajar STEM mendorong tindakan dan (ber-)kreasi dengan antusiasme melalui motivasi yang diciptakan dan dimanfaatkan. 

     Praktik Belajar STEM tertanam dalam pendekatan di mana pembelajaran muncul dari pengalaman pelajaran dunia nyata. Pembelajar akan terlibat secara aktif dan belajar melalui berkreasi bersama orang lain.

e. Belajar STEM itu Sosial

     Belajar STEM adalah kegiatan sosial dengan interaksi manusia dan keterlibatan emosional. Proses pembelajaran berpusat pada pembelajar dengan tujuan mempengaruhi individu dan masyarakat melalui asosiasi. Belajar STEM bersifat inklusif, seimbang gender, dan menghargai keberagaman.

     Belajar STEM bersifat sosial dalam hubungannya dengan lingkungan pembelajaran dan dampak pembelajaran. Ini terjadi secara terus-menerus; ini adalah kegiatan sosial dan memfasilitasi hubungan antara pembelajar dan pembelajar lainnya atau pemangku kepentingan lainnya (seperti guru, pelatih, orang tua, ahli). Ini juga melibatkan kerja tim untuk pemecahan masalah. Oleh karena itu, pembelajaran terjadi melalui interaksi sosial di dalam dan di luar sekolah. Intersubjektivitas dengan mendiskusikan pandangan di antara pemangku kepentingan yang berbeda membantu pembelajar menciptakan wawasan dan makna baru, meningkatkan motivasi, dan memperkuat pertukaran pengetahuan atau bahkan kolaborasi.

4. Implementasi dan Penggunaan STEM

     STEM adalah Model Pedagogis untuk Pembelajaran dan Pengajaran STEM Inovatif. Ini adalah kerangka umum dan holistik untuk meningkatkan pembelajaran dan pengajaran Sains, Teknologi, Rekayasa, dan Matematika (STEM) di sekolah menengah. Belajar STEM menggabungkan keterampilan dan kompetensi pembelajaran kunci yang inovatif:

• Empati dan motivasi
• Pembelajaran yang diatur sendiri dan belajar cara belajar
• Berpikir kritis dan literasi media
• Berpikir sistem dan pemecahan masalah
• Eksplorasi dan eksperimen
• Siklus pembelajaran dan pelatihan berulang dari pengetahuan dan keterampilan dasar
• Kreativitas

     Prinsip-prinsip ini akan diterapkan dan diimplementasikan untuk semua aktivitas Belajar STEM, meskipun dengan kontribusi relatif yang berbeda. Mereka dapat direalisasikan melalui berbagai metodologi dan format. Belajar STEM dimaksudkan untuk merangsang minat, kemampuan, dan motivasi dalam menghadapi berbagai aspek STEM dan dengan demikian, mendorong lebih banyak orang muda untuk mencari karier profesional di bidang STEM.

a. Profil STEM: Internet of Things

     Teknologi semakin meresap ke berbagai bidang kehidupan sehari-hari. Internet of Things (IoT) membawa guru dan siswa sekolah menengah ke dalam kegiatan pembelajaran dengan menghadapi dan menawarkan solusi terhadap masalah dunia nyata. Selain itu, memasukkan perangkat IoT ke dalam kelas dapat menghubungkan antara Ilmu Pengetahuan, Teknologi, Rekayasa, dan Matematika (STEM).

     Dengan menggabungkan berbagai mata pelajaran STEM, siswa bisa mempelajari mikrokontroler, sensor, teknologi komunikasi, dan platform sambil menganalisis atau menciptakan pengalaman IoT mereka sendiri. Untuk membantu proses ini, guru bisa menggunakan peralatan dasar untuk menunjukkan aplikasi IoT dalam kehidupan sehari-hari, seperti rumah pintar atau pertanian cerdas. Pendekatan ini akan mendorong pembelajaran dan motivasi siswa, baik laki-laki maupun perempuan, untuk terus menjelajahi pelajaran STEM.

b. Profil STEM: Robotics

     Perkembangan STEM sangat terkait dengan masalah-masalah saat ini dan sekaligus menyoroti masa depan. Generasi muda secara alami ingin menjelajahi dunia di sekitar mereka, dan Learn STEM membantu mereka mengembangkan minat dan potensi spesialisasi di bidang STEM dengan proses belajar yang disesuaikan. Salah satu topik utama yang diminati saat ini adalah robotika.

     Dalam robotika, siswa mengelola proyek mereka sendiri atau bersama-sama dari awal hingga akhir. Mereka menggunakan pemikiran desain dan sistem untuk mengembangkan, menyempurnakan ide, serta merencanakan dan mengevaluasi solusi. Hal ini memberi mereka rasa bangga dan kepuasan ketika kemampuan mereka dalam mengembangkan sistem baru semakin meningkat.