Dua aspek utama dalam pembelajaran STEM ( Science, Technology, Engineering, and Mathematic) adalah proses sains dan desain proses enjiniring yang keduanya sangat berkaitan untuk mendukung pembelajaran. Sementara desain proses enjiniring merupakan suatu tahapan siklus yang secara umum dimulai dari pemetaan masalah dilanjutkan dengan merancang solusi untuk pemecahan masalah tersebut, selanjutnya untuk membuktikan bahwa pemecahan masalah itu mungkin dilakukan, dalam desain proses enjiniring dilakukan juga pemodelan untuk menjawab permasalahan yang muncul. Pemodelan ini kemudian dicobakan dan hasilnya akan di evaluasi apakah model solusi pemecahan masalah sudah efektif untuk memecahkan masalah atau belum, bila dirasa kurang efektif maka dilakukan perbaikan desain model pemecahan masalah tersebut. Model yang dikenalkan dalam desain proses enjiniring dapat berbentuk produk, proses dan sistem. Aktivitas dominan adalah proses sains dengan pendekatan observasi, inkuiri dan percobaan yang didasarkan pada fenomena dan permasalahan di dunia nyata.
Hasil pengamatan tersebut dapat dikaitkan dengan desain proses enjiniring di sebelah kanan gambar dengan melalui proses analisis terlebih dahulu, pada proses ini tahap pertama dari engineering berupa pemetaan masalah, dilakukan dengan proses sains yang dapat memberikan gambaran komperhensif tentang masalah tersebut. Analisa dari hasil pengamatan masalah akan berusaha dipecahkan dengan menggunakan teori serta pemodelan yang muncul dari aktivitas pencarian solusi, berfikir kritis dan creative thinking yang secara dominan dilakukan dengan desain proses engineering (National Academy of Sciences, 2011).
Pada tahap selanjutnya, sains proses dan desain enjiniring proses secara bersama dibutuhkan untuk melakukan analisis apakah teori serta model yang diajukan bisa memecahkan masalah dengan cara mengumpulkan, menguji dan menganalisis solusi pemecahan masalah untuk kemudian di evaluasi dan disempurnakan. Dalam analisis adalah bagian kunci untuk menghubungkan antara sains proses dan desain proses enjiniring, saintist dan enjiner akan bekerja sama untuk melakukan pemecahan masalah terbaik dengan segala sumber daya yang dimiliki. Dalam upaya pemecahan masalah ini, kedua bagian dalam gambar melakukan Analisa masalah dan data yang lebih mudah digambarkan melalui pemodelan termasuk menggunakan sektsa, diagram, hubungan matematik, simulasi dan model purwarupa untuk memastikan bahwa solusi benar bisa memecahkan masalah yang dihadapi, penggunaan pemodelanpemodelan ini membutuhkan kemampuan matematika yang mumpuni juga.
Pada pembelajaran berbasis STEM, salah satu karakteristik yang harus terlihat dalam proses pembelajaran adalah proses desain rekayasa atau Engineering Design Process (EDP). Proses ini melatihkan kemampuan peserta didik dalam memecahkan suatu permasalahan (problem solving) dalam konteks dunia nyata (real world).
Terdapat beberapa model yang dapat digunakan sebagai EDP, salah satunya adalah yang dapat dilihat pada gambar 7, namun secara umum EDP memiliki langkah-langkah sebagai berikut:
1) Identifikasi Masalah
2) Bertukar pikiran (brainstorm)
Tahap selanjutnya adalah peserta didik saling bertukar pikiran tentang berbagai solusi yang memungkinkan untuk menjawab permasalahan. Peserta didik dapat melakukan penelitian melalui bermacam-macam sumber informasi yang mereka anggap relevan untuk membantu mereka dalam menyusun berbagai ide solusi. Dari berbagai solusi yang dimungkinkan tersebut, peserta didik dalam kelompoknya menentukan satu solusi terbaik yang akan ditawarkan.
3) Merancang Dengan ditentukannya satu solusi terbaik,
maka tahapan selanjutnya adalah memodelkan solusi tersebut dalam sebuah rancangan atau sketsa gambaran konkrit dari solusi yang ditawarkan. Dalam rancangan tersebut, peserta didik harus mampu menjelaskan bagian-bagian dari rancangannya, fungsi yang terkait dari bagian-bagian tersebut, material yang digunakan, serta bagaimana rancangan solusi mereka akan mampu menjawab permasalahan. 4) Membangun (build/construct) Selanjutnya, dengan menggunakan material yang ditentukan, dalam kelompoknya peserta didik menyusun produk persis sesuai dengan hasil rancangan/sketsa yang mereka susun.
5) Ujicoba
Pada tahap ujicoba ini peserta didik akan mengetahui apakah solusi yang mereka rancang dapat menjawab permasalahan atau tantangan yang diberikan di awal.
6) Revisi
Jika solusi yang dikembangkan belum berhasil menjawab permasalahan, maka dalam kelompoknya peserta didik mengidentifikasi dan menganalisa penyebab dari adanya kegagalan tersebut dan menentukan perbaikan yang harus dilakukan pada solusi awal.
7) Berbagi solusi/Komunikasi
Pada akhirnya masing-masing kelompok akan mengkomunikasikan berbagai pengalaman mereka dalam menjawab permasalahan atau tantangan baik dalam bentuk presentasi maupun laporan.
Sumber: Materi Pembelajaran STEM dari PPPPTK IPA
Mantap bu guru
BalasHapussiap
Hapus