Cara Merancang dan Melaksanakan STEM Sebagai Kokurikuler Pembelajaran Kolaboratif Lintas Disiplin Ilmu

Saat ini pembelajaran STEM lagi diarahkan oleh Kemendikdasmen agar diterapkan di sekolah. Hal ini lebih dulu diterapkan pada Sekolah Garuda yang dikelola di bawah Kemendiktisaintek. Namun untuk sekolah regular masih banyak kepala sekolah ataupun guru bingung untuk menerapkannya karena terkendala dengan berbagai faktor seperti sarana dan prasarana, karakteristik siswa, kemampuan guru dalam mengelola pembelajaran STEM. Sebenarnya implementasi pembelajaran STEM di Indonesia sering kali dilakukan melalui tiga perspektif utama, yaitu STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran, STEM sebagai pendekatan terpadu, dan STEM sebagai mata pelajaran. Dalam tulisan ini akan kita jelaskan lebih luas adalah STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran baik dalam perencanaan dalam bentuk modul ajar sampai teknis pelaksanaannya, karena lebih mudah dalam penerapannya dengan walaupun sekolah terkendala dengan sarana dan kompetensi guru. Di samping itu pendekatan ini juga dapat digunakan sebagai kegiatan pembelajaran kokurikuler dalam bentuk pembelajaran kolaboratif lintas disiplin ilmu.

A. Pendahuluan: Mengapa Sekolah Terasa Begitu Jauh dari Dunia Nyata?

Pernahkah Anda bertanya-tanya, mengapa pelajaran di sekolah sering kali terasa seperti menghafal fakta-fakta yang akan dilupakan setelah ujian selesai? Di satu sisi, kita belajar rumus fisika. Di sisi lain, dunia nyata menuntut kita menghadapi tantangan global yang kompleks. Ada jurang yang terasa begitu lebar di antara keduanya.

Data pun berbicara. Hasil PISA menunjukkan bahwa kemampuan literasi sains dan memecahkan masalah siswa Indonesia masih sangat rendah. Ini bukan sekadar angka, ini adalah sinyal bahwa cara kita belajar mungkin tidak lagi relevan untuk mempersiapkan generasi masa depan.

Di tengah kegelisahan ini, muncullah istilah "STEM". Banyak yang mengira STEM (Sains, Teknologi, Teknik, dan Matematika) adalah sekadar tumpukan mata pelajaran baru yang lebih sulit dan menakutkan. Tapi bagaimana jika anggapan itu salah besar? Mari kita lihat seperti apa sebenarnya STEM ini.

Ada tiga pilar utama pembelajaran STEM yang merupakan karakteristik pembelajaran STEM seperti pada gambar di bawah.

STEM bukanlah tentang apa yang kita pelajari, melainkan tentang bagaimana kita belajar. Ia adalah sebuah pendekatan revolusioner yang dirancang untuk menjembatani jurang antara ruang kelas dan dunia nyata. Artikel ini akan membahas cara merancang dan melakasanakan pembelajaran STEM sebagai pembelajaran lintas mata pelajaran dan hal ini sejalan dengan salah satu bentuk kokurikuler sesuai dengan pendekatan pembelajaran mendalam.

B. Perspektif Implementasi Pembelajaran STEM di Indonesia

Implementasi pembelajaran STEM di Indonesia sering kali dilakukan melalui tiga perspektif utama, yaitu STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran, STEM sebagai pendekatan terpadu, dan STEM sebagai mata pelajaran.

Berikut adalah penjelasan mengenai ketiga perspektif tersebut:

1.  STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran: Perspektif ini menempatkan STEM sebagai pendekatan pengorganisasian pembelajaran berbasis isu nyata yang dapat diterapkan oleh semua pendidik, termasuk guru bidang non-STEM seperti bahasa, seni, dan IPS. Model ini sangat adaptif untuk berbagai kondisi satuan pendidikan, termasuk sekolah dengan keterbatasan sarana, karena lebih menekankan pada budaya kolaboratif antarpendidik dan pemecahan masalah kontekstual.

2.  STEM sebagai Pendekatan Terpadu: Perspektif ini mengintegrasikan sains, teknologi, enjinering, dan matematika ke dalam satu unit pembelajaran atau modul berbasis proyek. Implementasinya dapat berupa pendekatan tertanam (embedded), di mana satu mata pelajaran utama menyisipkan elemen disiplin STEM lainnya, atau pendekatan terpadu (integrated) yang menggabungkan beberapa disiplin ilmu dalam satu proyek holistik.

3.  STEM sebagai Mata Pelajaran: Pada perspektif ini, STEM diposisikan sebagai mata pelajaran khusus yang berdiri sendiri dalam kurikulum, bukan sekadar integrasi lintas bidang. Fokus utamanya adalah memberikan kedalaman materi dan persiapan jalur belajar (pipeline) bagi murid yang berminat melanjutkan studi atau berkarier di bidang sains murni, teknik, dan ilmu komputer. Model ini membutuhkan kesiapan infrastruktur serta laboratorium yang tinggi sehingga lebih tepat diterapkan pada satuan pendidikan unggulan.

Analogi: Ketiga perspektif ini dapat diibaratkan seperti cara kita menikmati buah-buahan; kita bisa memakannya sebagai pelengkap berbagai hidangan berbeda (Kerangka Berpikir), mencampurnya menjadi satu gelas jus kombinasi yang segar (Pendekatan Terpadu), atau menikmatinya secara khusus sebagai satu porsi buah utuh untuk mendapatkan nutrisi yang paling mendalam (Mata Pelajaran).

Implementasi pembelajaran STEM di Indonesia dilakukan melalui tiga perspektif yang memiliki karakteristik, fokus, dan kebutuhan sarana yang berbeda. Misalnya untuk guru dengan STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran melibatkan seluruh pendidik, termasuk guru bidang non-STEM seperti bahasa, seni, dan IPS; STEM sebagai pendekatan terpadu hanya guru mata pelajaran STEM yang berkolaborasi dalam unit proyek tematik; dan STEM sebagai mata pelajaran hanya guru yang spesialis yang memiliki kesiapan tinggi dalam kedalaman materi dan teknis. Untuk lebih jelas perbedaan antara ketiganya berikut adalah tabel perbandingan untuk memudahkan pemahaman para pendidik:

Analogi: Ketiga perspektif ini dapat diibaratkan seperti cara mengelola sebuah kebun. Kerangka Berpikir adalah seperti menggunakan prinsip berkebun organik di seluruh area sekolah (melibatkan semua orang); Pendekatan Terpadu adalah membuat satu petak kebun khusus tempat berbagai sayuran tumbuh bersama dalam satu sistem; sedangkan Mata Pelajaran adalah membangun laboratorium botani khusus untuk meneliti satu jenis varietas unggul secara mendalam.

 

Untuk memahami lebih jelas lagi tentang perspektif STEM di Indonesia dapat dilihat melalui tayangan video di bawah ini:

C. Pendekatan STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Namun kali ini kita akan membahas STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran. Hal ini karena STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran dianggap lebih mudah dilaksanakan karena tidak bergantung pada fasilitas atau sarana laboratorium yang canggih. Pendekatan ini sangat adaptif untuk berbagai kondisi satuan pendidikan di Indonesia karena lebih menekankan pada pemecahan masalah berbasis fenomena lokal dan komunitas. Selain itu, model ini inklusif bagi seluruh pendidik, yang berarti guru mata pelajaran non-STEM seperti bahasa, seni, dan IPS dapat turut serta mengimplementasikannya tanpa harus kehilangan identitas mata pelajarannya.

Beberapa alasan spesifik mengapa pendekatan ini lebih praktis meliputi:

·  Efisiensi Sumber Daya: Pembelajaran dapat dilakukan dengan biaya murah karena memanfaatkan alat dan bahan sederhana atau barang bekas yang aman dan tersedia di lingkungan sekitar.

·  Adaptabilitas Tinggi: Model ini sangat mudah diadaptasi di berbagai kondisi satuan pendidikan karena tidak bergantung pada fasilitas atau sarana yang canggih.

·  Relevansi Lokal: Praktik ini sangat cocok untuk satuan pendidikan di Indonesia yang memiliki keterbatasan sarana, karena lebih menekankan pada pemecahan masalah berbasis fenomena lokal dan komunitas.

·  Budaya Kolaboratif: Mendorong penguatan budaya kerja sama antarpendidik dalam merancang proyek autentik, sehingga beban pengajaran terbagi dan lebih terintegrasi.

·  Fleksibilitas Konteks: Isu nyata yang diangkat tidak harus kompleks, melainkan bisa berupa masalah sederhana yang bermakna bagi murid sesuai dengan tahap perkembangannya.

·   Fleksibilitas Terminologi: Satuan pendidikan dapat memperluas kerangka ini menjadi terminologi yang lebih luas sesuai karakteristiknya, seperti STEAM (Seni), STREAM (Agama), hingga STEAMMI (Nilai Islami dan Montessori),.

·  Penguatan Profil Lulusan: Memungkinkan penguatan delapan dimensi profil lulusan melalui pengalaman belajar yang menyenangkan dan berorientasi pada solusi nyata,.

Sebagai contoh praktis, sebuah sekolah dapat menjalankan proyek energi terbarukan yang secara terpadu menggabungkan mata pelajaran Fisika, Ekonomi, dan Bahasa Indonesia untuk mencari solusi energi di lingkungan sekitar murid.

Analogi: Implementasi STEM dalam perspektif ini dapat diibaratkan seperti memasak hidangan lezat menggunakan bahan-bahan segar dari kebun sendiri. Kita tidak memerlukan dapur profesional dengan peralatan mewah (fasilitas canggih) untuk menghasilkan makanan yang bergizi; yang paling utama adalah kreativitas dalam meramu bahan yang tersedia (kerangka berpikir) agar menjadi sajian yang bermanfaat bagi keluarga (solusi masalah nyata).

STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran adalah perspektif yang menempatkan STEM sebagai pendekatan pengorganisasian pembelajaran berbasis isu nyata yang dapat diterapkan oleh semua pendidik. Dalam model ini, STEM tidak hanya terbatas pada bidang sains dan matematika, tetapi juga dapat diimplementasikan oleh guru bidang non-STEM seperti bahasa, seni, dan ilmu pengetahuan sosial (IPS). Fokus utamanya adalah menggunakan STEM sebagai landasan berpikir untuk menghubungkan berbagai disiplin ilmu dalam menyelesaikan sebuah tantangan atau proyek.

D. Langkah-Langkah STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Perencanaan dan pelaksanaan STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran berfokus pada penggunaan STEM sebagai landasan untuk menghubungkan berbagai disiplin ilmu (termasuk non-STEM) dalam menyelesaikan isu nyata. Pendekatan ini sangat mengandalkan budaya kolaboratif antarpendidik dan pemanfaatan potensi lokal. Secara umum untuk pelaksanaan pembelajaran dengan pendekatan STEM ini terdiri dari tiga tahap seperti pada gambar di bawah ini.

Berikut adalah langkah-langkah sistematis perencanaan dan pelaksanaannya menurut sumber:

1.  Tahap Perencanaan

Pendidik perlu menyusun rancangan yang kontekstual dan selaras dengan Capaian Pembelajaran (CP) melalui empat langkah utama:

a. Identifikasi Masalah atau Potensi Lokal: Langkah awal adalah menentukan topik proyek yang berbasis pada masalah nyata di lingkungan sekitar yang menantang keterampilan berpikir tingkat tinggi. Menentukan topik proyek dapat juga berdasarkan isu nyata di sekitar sekolah. Masalah tidak harus rumit; bisa berupa pengelolaan sampah atau fenomena alam lokal. Pada tahap ini, pendidik harus menetapkan Kriteria (standar solusi yang diharapkan) dan Batasan (aturan atau keterbatasan sumber daya) untuk menstimulasi kreativitas murid.

b. Penetapan Kriteria dan Batasan: Tentukan spesifikasi solusi yang diharapkan (kriteria) dan batasan sumber daya seperti waktu, biaya, atau material yang tersedia untuk memacu kreativitas enjiniring murid.

c. Analisis CP dan Integrasi Mata Pelajaran: Pendidik harus memetakan kompetensi dari berbagai mata pelajaran yang saling bersinggungan untuk memastikan proyek tetap selaras dengan kurikulum nasional. Caranya dengan menganalisis kompetensi yang ingin dicapai dan bagaimana komponen Sains, Teknologi, Enjinering, dan Matematika berpadu dengan materi dari mata pelajaran lain (seperti Bahasa Indonesia, Seni, atau IPS).

d. Menentukan Strategi Praktik Saintifik dan Enjinering: Menetapkan alur kerja siswa, mulai dari bertanya, bertukar pikiran, mendesain, hingga mengomunikasikan solusi. Gunakan model Project-Based Learning (PjBL) atau Design Thinking untuk memandu alur kerja murid secara sistematis. Alurnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini yang merupakan suatu siklus.

•   Bertanya dan Mengidentifikasi Masalah: Murid melakukan observasi dan studi literatur untuk memahami akar permasalahan.

•    Bertukar Pikiran dalam Menentukan Solusi: Sesi curah pendapat (brainstorming) untuk mencari berbagai alternatif solusi kreatif sebelum memilih satu rancangan terbaik.

•  Pembuatan dan Pengujian Purwarupa: Murid membangun model fisik atau simulasi digital, kemudian mengujinya terhadap kriteria keberhasilan yang telah ditetapkan.

•  Iterasi (Mendesain Ulang): Berdasarkan data hasil uji coba, murid melakukan perbaikan pada rancangan mereka untuk mencapai performa yang paling optimal.

Sebagai contoh untuk menetapkan alur kerja siswa dapat dilihat pada pada gambar di bawah ini.

e. Penyusunan Modul Ajar dan Asesmen: Menyusun dokumen perencanaan yang mencakup dimensi profil lulusan, tujuan pembelajaran, dan teknik penilaian yang akan digunakan.

Untuk Template Perencanaan/Modul Ajar Lengkap dapat diunduh melalui tautan berikut: TEMPLATE PERENCANAAN KOKURIKULER STEM

1.  Tahap Pelaksanaan

Pelaksanaan dilandasi oleh praktik saintifik dan enjinering sebagai wahana pengalaman belajar yang utuh. Prosesnya meliputi:

a.  Pemberian Pengalaman Belajar Aktif: Murid terlibat dalam eksplorasi masalah nyata, pengaitan konsep lintas disiplin, dan pengambilan keputusan desain.

    Berhubungan dengan pembelajaran aktif ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan oleh guru. Anda dapat meminimalkan dan bahkan mungkin menghilangkan penolakan siswa terhadap pembelajaran aktif dengan meluangkan sedikit waktu pada hari pertama kelas untuk menjelaskan apa yang akan Anda lakukan, mengapa Anda akan melakukannya, dan apa manfaatnya bagi siswa. Selanjutnya Anda harus menghindari jebakan dalam pelaksanaan pembelajaran aktif yang dijelaskan dalam tabel di bawah ini.

Enam Kesalahan Umum dalam Pembelajaran Aktif

No	Kesalahan	Cara Menghindari Kesalahan
1	Langsung terjun ke pembelajaran aktif tanpa penjelasan.	Pertama, jelaskan apa yang akan Anda lakukan dan mengapa hal itu demi kepentingan terbaik siswa.
2	Mengharapkan semua siswa untuk dengan antusias membentuk kelompok pada pertama kali Anda meminta mereka.	Bersikap proaktif dengan siswa yang enggan dalam beberapa aktivitas kelompok pertama yang Anda lakukan.
3	Membuat aktivitas terlalu mudah.	Buat tugas pembelajaran aktif cukup menantang untuk membenarkan waktu yang dibutuhkan untuk melakukannya.
4	Membuat aktivitas terlalu panjang, seperti memberikan seluruh masalah dalam satu aktivitas.	Jaga agar aktivitas tetap singkat dan terfokus (lima detik hingga tiga menit). Bagi masalah besar menjadi bagian-bagian kecil.
5	Meminta sukarelawan setelah setiap aktivitas.	Setelah beberapa aktivitas, panggil secara acak individu atau kelompok untuk melaporkan hasil mereka.
6	Terjebak dalam rutinitas yang dapat diprediksi.	Variasikan format dan durasi aktivitas serta interval di antara aktivitas tersebut.

b. Kolaborasi Lintas Bidang: Pendidik dari berbagai mata pelajaran bekerja sama membimbing murid. Misalnya, dalam proyek energi terbarukan, guru Fisika membahas konsep energi, guru Ekonomi membahas biaya, dan guru Bahasa Indonesia membimbing laporan akhir.

Ciptakan ekosistem belajar yang melampaui ruang kelas dengan menjalin kolaborasi eksternal.

•  Kolaborasi Guru: Pendidik dari berbagai mata pelajaran bekerja sebagai tim pengajar (team teaching) untuk merancang dan memantau proyek secara terpadu.

•    Kemitraan Pihak Luar: Melibatkan ahli dari BMKG, perguruan tinggi, atau praktisi industri sebagai mentor untuk memberikan konteks dunia kerja yang nyata kepada murid.

•    Pemanfaatan Digital: Menggunakan laboratorium virtual, platform diskusi daring, dan media sosial untuk mendokumentasikan serta mempublikasikan hasil karya.

c.  Pemberian Scaffolding: Pendidik memberikan pendampingan bertahap sesuai tingkat kesiapan murid, mulai dari arahan penuh pada jenjang PAUD/SLB hingga pemberian kemandirian yang lebih besar pada jenjang yang lebih tinggi.

Baca Juga: Pendekatan Perancah (Scaffolding) untuk Meningkatkan Kompetensi Siswa dalam Mencapai Tujuan Pembelajaran

3.  Tahap Asesmen

Penilaian dilakukan secara autentik dan holistik untuk mengukur kompetensi murid selama proses dan hasil akhir:

a. Penilaian Berbasis Tahapan: Asesmen dapat disusun berdasarkan tahap praktik enjinering, misalnya rubrik observasi untuk tahap identifikasi masalah atau rubrik produk untuk tahap pembuatan solusi.

b.  Koordinasi Antarpendidik: Setiap guru mata pelajaran dapat menilai aspek yang relevan dengan bidangnya tanpa keluar dari konteks proyek. Contohnya, guru Matematika menilai akurasi data pengukuran, sementara guru Bahasa Indonesia menilai efektivitas komunikasi dalam presentasi.

c.  Penilaian Dilakukan Secara Berkesinambungan: Asesmen ini mencakup proses dan hasil belajar murid melalui berbagai instrumen.

·  Rubrik Kinerja: Digunakan untuk menilai keterampilan teknis dalam praktik saintifik/enjinering serta kualitas produk akhir.

·    Penilaian Rekan Sejawat (Peer Rating): Mengukur kontribusi individu dalam tim guna mengembangkan keterampilan kolaborasi dan meminimalkan fenomena penumpang bebas (hitchhiking).

·  Refleksi Metakognitif: Murid diminta menuliskan jurnal atau "minute papers" untuk mengevaluasi proses berpikir dan kendala yang dihadapi selama pengerjaan proyek

Baca Juga: 27 Strategi, Teknik, dan Aktivitas Pembelajaran untuk Mengembangkan Metakognitif di Dalam Kelas

Analogi: STEM sebagai kerangka berpikir lintas mata pelajaran dapat diibaratkan seperti menulis sebuah naskah film. Tidak hanya membutuhkan pengetahuan teknis kamera (Sains), tetapi juga kemampuan bercerita (Bahasa), penataan set (Seni), perhitungan durasi dan anggaran (Matematika), serta koordinasi antar tim untuk menghasilkan satu karya utuh yang bermakna bagi penonton (solusi masalah nyata).

E. Peran Antar Guru Pada STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Dalam perspektif STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran, pembagian peran antar guru didasarkan pada budaya kolaboratif untuk menyelesaikan isu nyata melalui penggabungan berbagai keahlian disiplin ilmu,. Guru tidak lagi bekerja dalam sekat-sekat mata pelajaran yang terpisah, melainkan bertindak sebagai satu tim pengajar (teaching team) yang merancang pengalaman belajar terpadu.

Berikut adalah rincian pembagian peran antar guru berdasarkan tahapannya:

1.  Peran dalam Perancangan dan Pelaksanaan

Guru dari berbagai mata pelajaran (baik STEM maupun non-STEM seperti Bahasa, Seni, dan IPS) bekerja sama untuk:

a. Menentukan Topik: Guru berkolaborasi mengidentifikasi masalah atau fenomena lokal di sekitar sekolah yang akan dijadikan dasar proyek,.

b.  Integrasi Kurikulum: Setiap guru menganalisis Capaian Pembelajaran (CP) masing-masing untuk melihat bagian mana yang dapat dikontribusikan dalam proyek tersebut tanpa meninggalkan identitas mata pelajarannya,.

c. Pemberian Pengalaman Belajar: Selama pelaksanaan, guru berbagi waktu (jam pelajaran) sehingga proyek dapat berjalan secara berkesinambungan di semua mata pelajaran terkait.

    Contoh Pembagian Peran Pelaksanaan Berdasarkan Disiplin Ilmu

Dalam sebuah proyek (misalnya penanganan pencemaran air), peran spesifik guru mencakup:

a. Guru IPA: Menanamkan konsep ilmiah (seperti kualitas air berdasarkan pH atau kandungan bakteri) dan membimbing praktik saintifik.

b.  Guru Matematika: Memfasilitasi analisis data hasil eksperimen, seperti menghitung rata-rata polutan atau memodelkan prediksi penurunan konsentrasi zat melalui regresi.

c. Guru Informatika: Membimbing murid merancang sistem pemantauan berbasis sensor atau memvisualisasikan data secara digital.

d.  Guru IPS: Menyoroti dimensi sosial-ekonomi, seperti dampak ekonomi dari air yang tercemar atau peraturan pemerintah yang relevan.

e.  Guru Bahasa Indonesia: Membimbing murid dalam menyusun laporan ilmiah dan melakukan komunikasi persuasif saat mempresentasikan solusi.

2.  Peran dalam Asesmen

Setiap guru dapat melakukan penilaian terhadap aspek yang menjadi tujuan pembelajaran mata pelajarannya masing-masing di dalam konteks proyek STEM yang sama.

a.  Guru Matematika menilai akurasi pengukuran data.

b.  Guru IPA menilai proses eksperimen.

c.  Guru Bahasa menilai efektivitas komunikasi dalam poster atau presentasi.

Analogi: Pembagian peran guru dalam kerangka berpikir ini seperti sebuah tim dokter spesialis yang sedang menangani satu pasien. Meskipun ada dokter jantung (IPA), ahli gizi (Matematika), dan psikolog (IPS), mereka semua berdiskusi dan bekerja menggunakan satu rekam medis yang sama (proyek STEM) untuk mencapai tujuan satu tujuan, yaitu kesembuhan pasien (solusi masalah nyata).

F. Contoh Lain Kolaborasi Antar Mata Pelajaran

Kolaborasi guru lintas mata pelajaran adalah kunci agar proyek STEM tingkat SMA berjalan efisien tanpa membebani satu jadwal saja. Berikut adalah cara membagi tugas tersebut menggunakan contoh proyek "Mitigasi Krisis Air/Iklim":

1.  Pembagian Peran Berdasarkan Kompetensi

Setiap guru fokus pada bagian proyek yang selaras dengan Capaian Pembelajaran (CP) masing-masing:

a.  Guru Sains (Biologi/Kimia/Fisika): Membimbing murid dalam penyelidikan ilmiah, seperti memahami mekanisme adaptasi spesies atau menguji kualitas air (pH dan polutan).

b. Guru Matematika: Memfasilitasi analisis data, seperti menghitung rata-rata, simpangan baku, atau menggunakan distribusi normal untuk memprediksi peluang kepunahan berdasarkan data suhu.

c. Guru Informatika/Teknologi: Membimbing perancangan alat (seperti sensor pemantau otomatis) atau penggunaan perangkat lunak visualisasi data.

d. Guru Bahasa Indonesia/Seni: Menilai kemampuan komunikasi murid dalam menyusun laporan teknis, membuat poster kampanye, atau mempresentasikan hasil secara efektif.

e.  Guru IPS/Ekonomi: Mengarahkan murid untuk menganalisis dampak sosial-ekonomi dari masalah tersebut terhadap masyarakat sekitar.

2.  Koordinasi dan Manajemen Waktu

a.  Tim Pengajar (Team Teaching): Para guru bekerja sebagai tim untuk merancang satu proyek terpadu, sehingga beban instruksi terbagi merata.

b. Fleksibilitas Jam Pelajaran: Proyek ini dikerjakan di jam pelajaran semua mata pelajaran yang terlibat, sehingga murid tidak merasa kehabisan waktu dan guru tetap bisa mengejar target kurikulum.

c.  Validasi Bersama: Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) divalidasi bersama oleh koordinator guru dan wakil kepala sekolah bidang kurikulum untuk memastikan keselarasan.

3.  Penilaian Terpadu (Integrated Assessment)

Setiap guru menilai aspek yang berbeda dari satu produk atau aktivitas murid yang sama. Misalnya, saat murid menguji purwarupa:

a.  Guru IPA menilai proses eksperimennya.

b.  Guru Matematika menilai ketepatan pengukuran datanya.

c.  Guru Bahasa menilai cara mereka melaporkan temuan tersebut.

Dengan pembagian ini, guru bertindak sebagai inisiator dan inovator yang menghubungkan berbagai strategi pembelajaran demi hasil yang optimal.

G. Ide Membelajaran STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Berikut adalah tabel contoh ide pembelajaran STEM di tingkat SMA yang dirancang secara kolaboratif lintas disiplin ilmu:

Topik Proyek	Mata Pelajaran Terkait	Integrasi Komponen STEM
Mitigasi Kepunahan Spesies akibat Krisis Iklim	Biologi, Matematika Tingkat Lanjut, Geografi	Sains: Mekanisme evolusi dan seleksi alam. Teknologi: Pemetaan data suhu global (NASA Worldview). Enjinering: Desain purwarupa habitat adaptif. Matematika: Prediksi peluang kepunahan dengan distribusi normal.
Kota Masa Depan Berkelanjutan	Fisika, Ekonomi, Bahasa Indonesia, Informatika	Sains: Konsep energi terbarukan. Teknologi: Sensor otomatis lampu jalan. Enjinering: Maket bangunan hemat energi. Matematika: Optimasi tata ruang dan perhitungan konsumsi energi.
Distilasi Air Laut Tenaga Surya	Proyek IPAS, Kimia Analisis, Matematika	Sains: Pemisahan campuran (penguapan & kondensasi). Teknologi: Penggunaan sensor TDS digital. Enjinering: Rancang bangun alat penyulingan. Matematika: Trigonometri untuk menghitung sudut kemiringan kaca.
Biodiesel dari Minyak Jelantah	Kimia, Fisika, Matematika	Sains: Reaksi kimia pengolahan limbah. Teknologi: Penggunaan viscometer sederhana. Enjinering: Alur kerja produksi biodiesel. Matematika: Perhitungan massa jenis, viskositas, dan rasio bahan.
Sistem Pertanian Modern (Vertikultur)	Biologi, Matematika, Ekonomi	Sains: Proses fotosintesis. Teknologi: Sensor kelembaban tanah. Enjinering: Konstruksi rak vertical garden. Matematika: Perhitungan volume media tanam dan analisis nilai ekonomi.

Langkah ini memastikan bahwa proyek tidak hanya fokus pada satu subjek, tetapi membantu murid melihat keterkaitan konsep secara holistik. Apakah Anda ingin mendiskusikan bagaimana cara membagi tugas di antara guru-guru mata pelajaran yang berbeda untuk salah satu topik di atas?

Atau contoh lain:

 

G. Perencanaan STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Berikut adalah contoh perencanaan pembelajaran STEM untuk tingkat SMA dengan perspektif STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran. Perencanaan ini disusun berdasarkan panduan integrasi lintas bidang yang melibatkan mata pelajaran STEM (Fisika) dan non-STEM (Ekonomi dan Bahasa Indonesia).

Modul Ajar STEM SMA: "Energi Terbarukan untuk Kemandirian Sekolah"

1.  IDENTITAS

·     Fase/Kelas: F / XII.

·     Mata Pelajaran Terintegrasi: Fisika, Ekonomi, dan Bahasa Indonesia.

·     Alokasi Waktu: 4 Pertemuan (12 JP).

2.  IDENTIFIKASI

·     Dimensi Profil Lulusan: Penalaran Kritis, Kreativitas, dan Kolaborasi.

·     Topik: Solusi Energi Alternatif di Lingkungan Satuan Pendidikan.

3.  DESAIN PEMBELAJARAN

·  Konten Masalah: Ketergantungan sekolah pada energi fosil menyebabkan biaya operasional listrik tinggi dan kontribusi pada emisi karbon. Murid ditantang untuk mencari solusi energi alternatif yang paling efisien diterapkan di sekolah berdasarkan potensi lokal (misal: tenaga surya atau angin).

·     Kriteria Solusi:

o  Rancangan purwarupa harus mampu menghasilkan energi listrik terukur.

o  Memuat analisis biaya-manfaat (cost-benefit) yang realistis.

o  Laporan akhir harus menggunakan bahasa yang persuasif dan sesuai kaidah ilmiah.

·     Batasan:

o  Menggunakan material sederhana atau bahan bekas yang tersedia di sekitar.

o  Pengerjaan dilakukan secara kolaboratif dalam waktu tiga minggu.

4.  INTEGRASI MATA PELAJARAN DAN KOMPONEN STEM

·  Sains (Fisika): Memahami konsep transformasi energi, arus listrik, dan hukum kekekalan energi.

·    Teknologi: Memanfaatkan alat ukur digital (multimeter) atau aplikasi simulasi energi untuk mengambil data.

·     Enjinering: Melaksanakan tahapan merancang, membuat, menguji, dan mengevaluasi purwarupa alat pembangkit energi sederhana.

·  Matematika: Menghitung daya listrik yang dihasilkan, memprediksi penghematan biaya listrik bulanan, dan menyajikan data dalam grafik.

·     Ekonomi (Non-STEM): Menganalisis nilai investasi awal dibandingkan dengan potensi penghematan jangka panjang (aspek ekonomi terapan).

·     Bahasa Indonesia (Non-STEM): Menyusun laporan teknis dan melakukan presentasi publik untuk mengomunikasikan ide solusi kepada pemangku kepentingan sekolah.

5.  LANGKAH-LANGKAH PEMBELAJARAN (Praktik Saintifik & Enjinering)

Tahapan	Aktivitas Murid
Bertanya & Mengidentifikasi Masalah	Murid mengobservasi penggunaan listrik sekolah dan melakukan wawancara dengan petugas sarana-prasarana mengenai tagihan bulanan.
Bertukar Pikiran	Murid berdiskusi menentukan jenis energi terbarukan yang paling cocok di lingkungan sekolah (misal: panel surya mini jika sekolah banyak terpapar cahaya matahari).
Mendesain Solusi	Murid membuat sketsa teknis alat dan menyusun anggaran biaya sederhana untuk pembuatan purwarupa.
Membuat & Menguji Solusi	Murid merakit alat dan menguji kinerjanya di bawah sinar matahari/angin, lalu mencatat data tegangan yang dihasilkan.
Mendesain Ulang & Evaluasi	Berdasarkan data uji coba, murid melakukan perbaikan pada kemiringan panel atau efisiensi kabel untuk mendapatkan hasil optimal.
Mengomunikasikan	Murid menyajikan laporan komprehensif yang mencakup sisi teknis (Fisika), sisi finansial (Ekonomi), dan presentasi lisan yang efektif (Bahasa Indonesia).

6.  ASESMEN PEMBELAJARAN

·     Formatif: Observasi selama diskusi kelompok dan jurnal refleksi mingguan.

·     Sumatif:

o    Produk: Penilaian fungsionalitas dan kerapian purwarupa alat energi.

o Analisis Data: Ketepatan perhitungan matematika dan logika ekonomi dalam laporan.

o  Komunikasi: Rubrik presentasi untuk menilai kejelasan gagasan dan kemampuan menjawab pertanyaan.

Analogi: Perencanaan STEM ini seperti membangun sebuah tim ekspedisi; guru Fisika adalah navigator teknis, guru Ekonomi adalah manajer logistik, dan guru Bahasa adalah komunikator misi. Mereka tidak berjalan sendiri-sendiri, melainkan bersatu menggunakan satu peta yang sama (masalah energi sekolah) untuk mencapai tujuan akhir yang sukses.

I. Memulai STEM Sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran

Implementasi STEM dengan perspektif Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran di tingkat SMA sangat efektif karena fleksibel dan tidak harus bergantung pada fasilitas laboratorium yang canggih. Fokus utama jenjang SMA adalah pada proyek rekayasa yang kompleks, pemodelan matematis, dan kemitraan eksternal.

Berikut adalah tips dan triks untuk memulai STEM di SMA berdasarkan panduan dalam sumber:

1.  Mulailah dari Masalah di "Halaman Belakang" Sekolah

Jangan mencari masalah yang terlalu jauh atau rumit di awal. Identifikasi isu nyata di lingkungan sekitar satuan pendidikan agar pembelajaran menjadi bermakna.

Trik: Pendidik yang baru memulai disarankan menggunakan konten masalah tipe 1, yaitu mengangkat kembali praktik atau proyek yang pernah dilakukan sebelumnya namun diperkuat dengan elemen STEM. Contohnya, isu limbah minyak jelantah di masyarakat sekitar rawa dapat menjadi ide proyek biodiesel yang sangat relevan.

2.  Libatkan Pendidik Non-STEM

Perspektif ini memungkinkan seluruh mata pelajaran berkontribusi, termasuk Bahasa, Seni, Ekonomi, dan Pendidikan Agama.

Tips: Gunakan proyek lintas disiplin sebagai perekat. Misalnya, dalam proyek Liquid Window untuk hemat energi, guru Fisika membahas perpindahan panas, guru Matematika menghitung volume hidrogel, dan guru Agama/Pancasila mengajak murid merefleksikan tanggung jawab menjaga bumi sebagai wujud syukur.

3.  Manfaatkan Kecerdasan Artifisial (AI) untuk Perencanaan

Pendidik tidak perlu merasa terbebani saat menyelaraskan kurikulum yang berbeda.

Trik: Gunakan AI untuk mencari inspirasi topik proyek, membantu analisis integrasi Capaian Pembelajaran (CP) antar mata pelajaran, serta merancang aktivitas praktik saintifik dan enjinering. Hal ini akan sangat membantu efisiensi waktu pendidik dalam menyusun modul ajar.

4.  Bangun Kemitraan Strategis (Pilar Kemitraan)

Untuk jenjang SMA, keterlibatan pihak eksternal sangat penting untuk memberikan validasi ilmiah dan konteks dunia kerja.

Tips: Jalin kemitraan dengan Perguruan Tinggi untuk akses fasilitas penelitian atau narasumber ahli. Anda juga bisa melibatkan ilmuwan atau praktisi lokal untuk membantu memeriksa rancangan solusi murid agar hasil proyeknya menjadi penelitian kecil yang kredibel dan sahih.

5.  Strategi "Asesmen Berbagi"

Masalah waktu sering menjadi kendala kolaborasi antar guru. Tipsnya adalah melakukan asesmen yang terintegrasi di jam pelajaran masing-masing.

Trik: Setiap guru menilai aspek yang menjadi tujuan pembelajarannya tanpa keluar dari konteks proyek. Contoh: Guru Matematika menilai keterampilan mengukur data saat uji coba, sementara guru Bahasa Indonesia menilai kemampuan komunikasi murid saat presentasi atau pembuatan laporan proyek.

6.  Fokus pada Literasi dan Karakter, Bukan Hanya Produk Digital

Ingatlah bahwa penekanan utama STEM bukan sekadar hasil digital, melainkan penalaran matematis, literasi sains, dan kecakapan desain.

Tips: Gunakan Siklus Enjinering (EDP) atau Design Thinking secara berulang (iterative). Biarkan murid melakukan kesalahan, menguji purwarupa mereka, menganalisis kegagalannya, dan melakukan desain ulang. Proses iterasi inilah yang membangun kemandirian dan keterampilan berpikir kritis murid.

Analogi: Memulai STEM dengan kerangka berpikir lintas mata pelajaran ibarat menyusun sebuah orkestra. Setiap instrumen (mata pelajaran) memiliki partiturnya sendiri, namun STEM adalah lagu (isu nyata) dan dirigen (kerangka berpikir) yang menyatukan mereka semua menjadi sebuah simfoni yang indah dan bermakna bagi penonton (masyarakat).