STEM dan Bagaimana Menerapkannya di Sekolah

APA ITU STEM? (DEFINISI DAN PERKEMBANGANNYA)

STEM adalah akronim dari Science, Technology, Engineering, and Mathematics, empat disiplin ilmu yang berperan penting dalam membangun fondasi berpikir ilmiah, logis, dan kreatif pada peserta didik. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh National Science Foundation (NSF) pada akhir 1990-an sebagai strategi nasional untuk memperkuat daya saing bangsa di bidang sains dan teknologi (Blackley & Howell, 2015).

Namun seiring perkembangannya, STEM tidak lagi hanya dilihat sebagai kebijakan, melainkan kerangka pendidikan integratif dan transformatif (Kemendikdasmen, 2025).

Beberapa tokoh penting memperluas makna STEM:

• Sanders (2009) menekankan pentingnya pendekatan lintas disiplin berbasis inkuiri dan desain rekayasa.
• Bybee (2013) memperkenalkan konsep literasi STEM sebagai kemampuan memahami dunia dan mengambil keputusan berdasarkan bukti.
• Kelley & Knowles (2016) menggambarkannya sebagai meta-disiplin, bidang pembelajaran yangmenghapus sekat antar ilmu.
• Honey,Pearson, & Schweingruber (2014) menyoroti pentingnya integrasi ilmu untuk membangun keterampilan abad ke-21 dan kesiapan kerja.

Dengan demikian, STEM telah berevolusi dari sekadar istilah kebijakan menjadi kerangka pendidikan yang integratif dan transformatif, yang berorientasi pada pemecahan masalah nyata melalui penerapan ilmu dan teknologi. Dalam konteks praktik pembelajaran, STEM dipandang sebagai pendekatan pedagogis yang menekankan pengalaman belajar autentik, penerapan konsep secara nyata, serta pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi dan kolaborasi diantara peserta didik (Kemendikdasmen, 2025).

Intinya STEM adalah pendekatan pembelajaran integratif yang menghubungkan teori dan praktik untuk memecahkan masalah dunia nyata, bukan sekadar mempelajari konsep akademik secara terpisah.

 

KARAKTERISTIK PEMBELAJARAN STEM

Secara prinsip, karakteristik pembelajaran STEM berakar pada tujuan dasarnya, yaitu mengintegrasikan pengetahuan lintas disiplin untuk memecahkan masalah nyata dalam kehidupan sehari-hari melalui penerapan praktik ilmiah dan rekayasa (scientific and engineering practices) (Bybee, 2013). Pendekatan ini menempatkan siswa sebagai pemelajar aktif yang tidak hanya memahami konsep, tetapi juga menggunakannya untuk merancang solusi inovatif terhadap persoalan kontekstual di sekitarnya. Menurut panduan Kemendikdasmen (2025), pembelajaran STEM memiliki tiga karakteristik utama:

1. Penyelesaian Masalah (Problem Solving Contextual)

Salah satu ciri utama pembelajaran STEM adalah fokus pada pemecahan masalah kontekstual. Guru menghadirkan situasi atau isu nyata yang dekat dengan kehidupan siswa baik di lingkungan sekolah maupun komunitas mereka, sebagai titik awal pembelajaran.

Pendekatan ini bertujuan menumbuhkan kepedulian terhadap isu lokal, seperti pengelolaan sampah, penggunaan energi, atau konservasi air, serta menstimulasi rasa ingin tahu dan keinginan untuk meneliti fenomena yang mereka alami secara langsung. Masalahyang disajikan tidak harus kompleks; isu sederhana yang relevan dan bermakna justru dapat menjadi wahana efektif untuk mengembangkan kemampuan berpikir kritis, kreatif, dan reflektif siswa sejak dini.

 

2. Praktik Saintifik dan Enjinering (Scientific and Engineering Practices)

Dalam proses pendampingan, guru perlu menuntun siswa menerapkan praktik ilmuwan dan insinyur profesional. Artinya, mereka tidak hanya memahami konsep teoritis, tetapi juga belajar mengamati, menanya, merancang, menguji, dan memperbaiki Solusi. Praktik ini mencerminkan proses berpikir dan bekerja ilmiah yang menjadi dasardalam dunia sains dan rekayasa (Bybee, 2011). Meskipun istilah dan langkahnya bervariasi, umumnya seluruh model pembelajaran STEM mengacu pada prinsip serupa baik yang berbasis engineering design process maupun design thinking.

Kedua pendekatan ini menekankan bahwa belajar STEM bukan sekadar “mengetahui,” melainkan melakukan, bereksperimen, dan berinovasi melalui siklus desain yang melibatkan proses Ask–Imagine–Plan–Create–Improve.

3. Integrasi Lintas Disiplin Ilmu (Interdisciplinary Integration)

Esensi utama pembelajaran STEM adalah menghubungkan dan mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu untuk memahami dan menyelesaikan permasalahan kompleks secara utuh. Isu-isu global seperti perubahan iklim, krisis energi, dan keberlanjutan lingkungan tidak dapat dijawab oleh satu bidang sains saja, melainkan membutuhkan kolaborasi berbagai perspektif fisika, biologi, kimia, teknologi, matematika, bahkan ilmu sosial.

Melalui pembelajaran STEM, siswa dilatih untuk menyatukan konsep dari beragam bidang pengetahuan dan menerapkannya dalam konteks yang relevan. Integrasi ini dapat berlangsung dalam beberapa tingkatan: Multidisipliner, ketika berbagai bidangilmu digunakan berdampingan; Interdisipliner, ketika konsep-konsep antar bidang saling terhubung; Dan transdisipliner, ketika batas antarilmu benar-benarhilang dan pembelajaran berorientasi pada solusi dunia nyata.

Dengan demikian, karakteristik pembelajaran STEM tidak hanya menekankan penerapanteori ilmiah, tetapi juga mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi, kolaborasi, serta kemampuan merancang solusi nyata yang relevan dengankebutuhan abad ke-21.

 

BAGAIMANACARA MENERAPKAN STEM DI SEKOLAH?

Pelaksanaan pembelajaran STEM di satuan pendidikan dapat dilakukan melalui tiga perspektif utama, sebagaimana dijelaskan dalam panduan Kemendikdasmen (2025).

 

1. STEM sebagai Kerangka Berpikir Lintas Mata Pelajaran. 

STEM digunakan sebagai kerangka berpikir dan pengorganisasian pembelajaran berbasisisu nyata, yang dapat diterapkan oleh semua guru, termasuk dari bidang seperti bahasa, seni, dan IPS. Model ini menumbuhkan kolaborasi antar pendidik,berpikir kritis, serta penilaian autentik. Contoh praktik baiknya terlihat melalui proyek lintas kurikulum berbasis fenomena lokal. STEM dijadikan pendekatan lintas bidang, bukan mata pelajaran tersendiri. Guru dari berbagai bidang termasuk non-STEM seperti Bahasa, Seni, dan IPS, dapat berkolaborasi dalam proyek berbasis isu lokal. 

Contohnya, proyek “Sekolah Bebas Sampah” dapat melibatkan: IPA (dekomposisi dan daurulang), Matematika (menghitung volume dan data limbah), Bahasa Indonesia (kampanye literasi lingkungan), Seni (poster atau karya visual edukatif). Model ini menumbuhkan budaya kolaboratif dan mudah diterapkan tanpa fasilitas canggih.

 

2. STEM sebagai Pendekatan Terpadu.

Pendekatan ini menggabungkan sains, teknologi, enjinering, dan matematika dalam satu proyek kontekstual. Siswa aktif merancang, bereksperimen, dan memecahkan masalah nyata melalui kegiatan berbasis proyek. Model ini diterapkan di Singapura, Finlandia, dan Australia untuk memperkuat pemahaman konseptual dan keterampilan abad ke-21. Dalam model ini, keempat bidang STEM disatukan dalam satu proyek pembelajaran.

Contohnya,proyek “Sistem Irigasi Otomatis untuk Kebun Sekolah” melibatkan konsep: Sains (penguapan dan fotosintesis), Teknologi (sensor kelembapan tanah), Enjinering (Perancangan sistem pipa irigasi), Matematika (analisis data dan efisiensi air).

Pendekatan ini efektif membangun pemahaman konseptual dan keterampilan abad ke-21 seperti berpikir kritis, kreativitas, dan kolaborasi.

 

3. STEM sebagai Mata Pelajaran Mandiri.

Dalam model ini, STEM menjadi mata pelajaran tersendiri dengan kurikulum dan asesmen khusus. Cocok bagi sekolah yang memiliki jalur keahlian STEM atau fasilitas laboratorium lengkap. Fokusnya adalah menyiapkan siswa menuju pendidikan tinggi dan dunia kerja di bidang sains dan teknologi. Beberapa sekolah, terutama yang memiliki jalur sains atau teknologi, menerapkan STEM sebagai mata pelajaran tersendiri. Dalam pendekatan ini, siswa belajar melalui proyek atau riset berbasis laboratorium, dengan penilaian yang menekankan pada proses berpikir dan inovasi.

 

Ketiga model tersebut menegaskan bahwa pembelajaran STEM bersifat fleksibel dan adaptif, dengan tujuan membentuk peserta didik yang kritis, kolaboratif, dan inovatif dalam menghadapi tantangan dunia nyata.

 

PENTINGNYA STEM

STEM bukan hanya tren global, tetapi strategi transformasi pendidikan nasional untuk membangun generasi unggul, adaptif, dan berdaya cipta. Melalui pembelajaran STEM, siswa tidak hanya memahami teori, tetapi juga mampu memecahkan masalah nyata, bekerja kolaboratif, berpikir ilmiah, mengembangkan pemikiran kritis dan kreatif, serta memiliki kesiapan karier menghadapi tantangan yang semakin kompleks di era digitalisasi ini.  Dengan kata lain, STEM adalah jembatan menuju Delapan Dimensi Profil Pelajar dan Indonesia Emas 2045.

Panduan STEM dapat juga dibaca melalui https://pendidikan-kimia.fmipa.unesa.ac.id/post/buku-panduan-pembelajaran-stem-kemendikdasmen-unduh-gratis-cara-penerapan