EDUSCOPE.
Juli, 2023.
Vol.
09 No.
01 p-ISSN :2460Ae4844 e-ISSN : 2502 Ae 3985 STEM pada Pengembangan Modul Ekologi Tutut Indah Sulistiyowati1.
Farida Nurlaila Zunaidah2* Universitas Nusantara PGRI Kediri e-mail korenpondensi: farida@unpkdr.
ABSTRACT
STEM is one of the learning approaches that integrate multidisciplinary knowledge, namely science, mathematics, technology, and engineering.
Previous studies suggest that students due to several reasons deem the content difficult.
Not all discussion topics in ecology can be done using the STEM approach.
Productivity content is one of the contents in ecology course that is a requirement to be taught to Biology and Biology Education undergraduate students.
The research was using a qualitative analysis method that consisted of the following three main stages: Content character analysis.
Competency Identification, and STEM element mapping.
The research conclusion is that STEM mapping in a lecture activity can be packaged in the development of the ecology module.
KEYWORDS: Module.
STEM.
Productivity ABSTRAK STEM merupakan salah satu pendekatan pembelajaran yang mengintegrasikan pengetahuan multidisiplin, yaitu sains, matematika, teknologi, dan teknik.
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa siswa karena beberapa alasan menganggap konten sulit.
Tidak semua topik pembahasan dalam ekologi dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan STEM.
Muatan produktivitas merupakan salah satu muatan mata kuliah ekologi yang menjadi syarat untuk diajarkan kepada mahasiswa S1 Pendidikan Biologi dan Pendidikan Biologi.
Penelitian ini menggunakan metode analisis kualitatif yang terdiri dari tiga tahapan utama: analisis karakter konten.
Identifikasi Kompetensi, dan pemetaan elemen STEM.
Kesimpulan penelitian adalah pemetaan STEM dalam kegiatan perkuliahan dapat dikemas dalam pengembangan modul KATA KUNCI: Modul.
STEM.
Produktifitas Article History Received: 14 Juli 2023 Revised: 23 Juli 2023 Accepted: 25 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi PENDAHULUAN Perkembangan Pendidikan dibutuhkan dalam mempersiapkan siswa agar dapat menghadapi masa depannya.
Pendidikan konfensional pada masa lampau hanya mengedepankan keterampilan guna membekali siswa untuk melakukan pekerjaanpekerjaan sederhana yang bisa didekati dari monodisiplin ilmu.
Sedangkan era revolusi 0 menuntut siswa memiliki keterampilan pemecahan masalah multidisiplin ilmu (Zubaidah, 2.
Sehingga sangat dibutuhkan berbagai pendekatan bidang Pendidikan yang dapat membekali siswa mengerjakan dan memecahkan masalah dari berbagai cabang keilmuan.
Pengintegrasian berbagai disiplin ilmu memberikan kontribusi pada berbagai kompetensi antara lain pada kemampuan pemecahan masalah, berpikir kritis, membuat koneksi dunia nyata (DeCoito, 2.
STEM merupakan salah satu bentuk pendekatan pembelajaran yang mengintegrasikan multidisiplin ilmu, antara lain sains, matematika, teknologi, dan teknik (America After 3PM, 2.
Istilah STEM pertama kali dimunculkan oleh NSF (National Science Foundatio.
Amerika Serikat (Syukri et al.
, 2.
Kebanyakan pengaplikasian STEM dilakukan dengan pembelajaran berbasis masalah (Problem base learnin.
dan proyek (Project base learnin.
(Ismayani, 2.
Tujuan penggunaan pendekatan STEM adalah agar dapat menghasilkan pembelajaran yang bermakna bagi siswa melalui integrasi berbagai bidang ilmu pengetahuan, konsep, dan keterampilan secara sistematis (Afriana et al.
, 2.
Pembelajaran STEM dapat melatih keterampilan siswa dalam berbagai hal, antara lain: analaisis data, metakognisi, literasi informal, kesadaran global, pemecahan masalah, inisiatif, kepemimpinan, dan fleksibilitas (Idin.
Materi produktivitas merupakan salah satu materi dalam mata kuliah ekologi yang wajib diajarkan pada mahasiswa calon sarjana biologi dan Pendidikan biologi.
Berdasarkan hasil studi pendahuluan, materi ini dianggap sulit oleh mahasiswa karena berbagai alasan, salah satunya karena materi ini tidak dapat langsung dipraktikkan .
asil penelitian ini sudah terpublikasi pada seminar internasional ICMScE 2021 yang diselenggarakan oleh Universitas Pendidikan Indonesi.
Materi produktivitas meliputi produktivitas primer dan produktivitas sekunder.
pada materi ini, mahasiswa dituntut untuk mencapai pemahaman tentang transfer energi dalam suatu ekosistem (Azkab, 2.
(Miniat et al.
, 2.
Mengukur seberapa banyak jumlah energi cahaya yang mampu dikonversi menjadi energi kimia adalah hal yang sulit dipahami hanya dengan membaca Untuk mengatasi berbagai kesulitan tersebut, diperlukan sebuah media agar siswa dan guru dapat melakukan proses pembelajaran yang menyenangkan dan dapat mencapai tujuan pembelajaran (Setiawan & Dores, 2.
(Oktavia, 2.
Dengan tingkat kesulitan materi yang tinggi, maka materi produktivitas membutuhkan disiplin ilmu lain yang dapat digunakan untuk mencapai tujuan Telah disampaikan di awal bahwa STEM adalah salah satu pendekatan yang menggunakan multidisiplin ilmu.
Namun, tidak semua materi dapat dibelajarkan EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi dengan menggunakan metode ini (Stewart & Wilkerson, 2.
Setiap materi memiliki karakteristik tersendiri, sehingga harus disesuaikan dengan pendekatan yang sesuai (Donnelly & Fitzmaurice, 2.
Sehingga penting untuk memetakan letak tahapantahapan STEM pada materi produktivitas agar tujuan pembelajaran dapat tercapai.
Untuk mendukung proses perkuliahan agar berjalan lebih baik, maka STEM dikemas dalam sebuah modul perkuliahan.
Pengembangan modul ekologi berbasis STEM menyajikan tahapan-tahapan STEM dalam kegiatannya.
Pada dasarnya modul digunakan untuk membantu mahasiswa agar dapat melakukan pembelajaran secara Belajar secara mandiri disini bisa belajar kapan saja dan dimana saja, namun alur belajar harus tetap diarahkan agar mahasiswa mendapat ilmu, pengalaman dan keterampilan yang berharga pada tiap proses belajarnya (Arisya et al.
, 2.
Tahapantahapan pada STEM membantu mahasiswa untuk dapat belajar secara mandiri namun tetap terarah dan terdapat hasil akhir yang harus tetap dilaporkan kepada dosen.
METODE
Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari hingga Agustus 2021 dengan menggunakan metode analisis kualitatif melalui tiga tahapan utama sebagai berikut:
Analisis karakter materi Setiap materi ajar pasti memiliki karakteristik yang berbeda-beda.
Pada penelitian ini, materi yang diajarkan adalah produktivitas.
Dasar untuk memahami topik ini adalah siklus unsur kimia dan proses metabolisme tumbuhan.
Produktivitas sangat dipengaruhi oleh proses fotosintesis, respirasi, transpirasi dan evaporasi (Azkab, 2.
(Miniat et al.
, 2.
(Yulianto et al.
, 2.
Tahap analisis materi ini didampingi oleh dua orang ahli materi dari Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim dan Universitas Borneo Tarakan melalui Focus Group Discussion (FGD).
Analisis karakter materi ini menghasilkan rumusan kompetensi yang harus dicapai mahasiswa dalam pembelajaran.
Identifikasi kompetensi Pada tahap ini, rumusan kompetensi yang diperoleh pada tahap pertama dijabarkan ke dalam bentuk kata kerja operasional dan menghasilkan indicatorindikator pencapaian untuk memudahkan pengajar dalam menilai hasil Pemetaan unsur STEM Tahap pemetaan unsur STEM didiskusikan dalam FGD dengan mengundang ahli sebagai narasumber.
Pada penelitian ini, ahli STEM yang mendampingi adalah dari IKIP Budi Utomo Malang.
Pemetaan ini menghasilkan penjabaran aspek - aspek pada masing-masing unsur STEM.
EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi HASIL dan PEMBAHASAN Karakter materi dan kompetensi Indikator dirumuskan berdasarkan analisis karakter materi dan identifikasi kompetensi(Widyaiswara, 2.
Berdasarkan hasil FGD, diperoleh indicator pencapaian materi Prodiktivitas adalah sebagai berikut:
Mahasiswa mampu menjelaskan produktivitas primer dan sekunder Mahasiswa mampu mengestimasi produktivitas sekunder dalam suatu Mahasiswa mampu merancang alat ukur respirasi tumbuhan secara sederhana Indicator-indikator ini memungkinkan materi produktivitas dibelajarkan dengan pendekatan STEM.
Sehingga, pada tahap berikutnya dapat dipetakan unsur-unsur STEM dalam materi .
Pendekatan STEM diharapkan dapat membuat mahasiswa lebih memahami materi Produktivitas dengan baik.
Table 1.
Pemetaan unsur STEM dalam topik Produktifitas Sains Teknologi Faktual : Energi cahaya dalam ekosistem Alat respirasi tumbuhan dikonversi menjadi energi primer dan Internet untuk mencari informasi terkait selanjutnya dikonversi menjadi biomassa rumah hemat energi dan rangkaian baru atau yang disebut produksi Komputer untuk membuat laporan Konseptual : Produktivitas primer pada ekosistem dipengaruhi oleh energi dan factor pembatas Prosedural : Membuat dan menggunakan alat respirasi sederhana untuk menguji respirasi tumbuhan Metakognitif : mampu menghitung produksi sekunder dalam ekosistem Engineering Matematika Menganalisis aliran energi yang terdapat Mentabulasikan data dilingkungan sekitar Menghitung jumlah produksi primer Merancang cara kerja untuk mengamati dari respirasi tumbuhan yang diamati aliran energi yang terdapat di lingkungan Membuat membuat alat respirasi sederhana untuk mengukur respirasi tumbuhan Menganalisis pada bagian mana terjadi gangguan dan mengevaluasi hasil pekerjaan Merancang ulang jika diperlukan berdasarkan hasil evaluasi STEM terdiri atas 4 tahapan seperti yang dipetakan dalam table 1.
Setiap tahapan memiliki rencana kegiatan yang harus dikerjakan oleh mahasiswa.
Kegiatan dapat dirancang secara mandiri maupun secara berkelompok.
Pemetaan pada tiap tahapan EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi STEM bertujuan agar kegiatan yang dilakukan oleh mahasiswa dapat dikerjakan secara terarah, runtut dan sistematis (Xie et al.
, 2.
Pemetaan perlu dilakukan agar jelas kegiatan apa saja yang harus dilakukan disetiap tahapan STEM.
pemetaan STEM penting juga digunakan untuk meminimalisir kesalahan konsep antara teori dan praktik agar apa yang dipahami dalam sebuah materi dapat selaras denga napa yang akan dipraktikkan (Xie et al.
, 2.
Tahap Sains dipetakan pada bagian pemahaman teori materi produktifitas.
Pada tahap Sains ini disajikan materi terkait produktifitas yakni Produktivitas primer pada ekosistem dipengaruhi oleh energi dan factor pembatas.
Hal ini terkait dengan energi cahaya yang merupkan energi primer dalam sebuah ekoistem yang diproses menjadi biomassa baru yang disebut produksi sekunder, yakni sesuatu yang dihasilkan dari hasil pengolahan energi primer yakni energi cahaya.
Pada tahap sains menyajikan faktualitas yang memang benar-benar terjadi dialam lalu dihubungan dalam sebuah konseptual yang didukung dengan teori-teori tertentu (Kelley & Knowles, 2.
Selain itu ketika sudah memahami konsep yang ada, perlu adanya pendalaman konsep lebih lanjut dengan Menyusun prosedur kegiatan praktikum untuk membuktikan kebenaran teori yang ada.
Hasil yang didapat pada pendalam konsep pada kegiatan praktikum dirumuskan dan diolah menjadi data yang siap untuk dibuktikan apakah sesuatu yang sudah dicoba dalam sebuah kegiatan praktikum sesuai dengan teori yang ada (Bybee.
Hasil yang didapat adalah mahasiswa akan lebih memahami konsep secara teori dan praktik.
Tahap selanjutnya ada Teknologi dipetakan dalam kemampuan menggunkan alat praktik dengan tepat dan benar serta kemampuan dalam menggunakan teknologi lain seperti computer atau leptop untuk mencari informasi pendukung terkait materi yang di uji cobakan (Ejiwale, 2.
Penggunaan computer atau leptop juga digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis data hasil uji.
Selain itu penyusunan laporan kegiatan praktikum juga dapat dipermudah dengan penggunaan computer atau leptop.
Jadi pada tahap ini yang dinilai adalah seberapa mahir mahasiswa dalam memanfaatkan dan mengaplikan alat praktik serta tekonologi pendukung dalam mengolah data dan menyajikan sebuah data pada sebuah laporan praktikum.
Tahap Engineering yang dipetakan dalam sebuah kegiatan merencanakan kegiatan praktikum, menyiapkan atau membuat alat untuk mendukung kegiatan praktikum serta melakukan uji ulang jika ada kesalahan pengujian (Kennedy & Odell, 2.
Alat yang digunakan tidak harus rumit, bisa berupa alat sederhana bahkan bisa membuat atau mengembangkan sendiri.
Alat-alat yang dikembangkan atau dibuat secara mandiri dapat menggunakan bahan-bahan yang ada di lingkungan sekitarnya.
Hal yang menjadi point penting disini adalah alat yang digunakan harus sesuai dengan materi dan kegiatan praktikum yang akan dilakukan.
Kesesuaikan alat yang digunakan dapat mendukung kegiatan praktikum dan mempermudah dalam membuktikan konsep yang sedang diuji.
EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi Artinya alat yang digunakan harus tepat guna dan benar-benar dapat membantu membuktikan kebenaran sebuat teori.
Selain menyiapkan alat, pada tahap ini merancang prosedur kerja kegiatan praktikum yang akan dilakukan agar berjalan secara sistematis.
Dalam tahap ini juga terdapat kegiatan menganalisis hasil uji coba dan merancang ulang kegiatan apabila terjadi kesalahan ketika melakukan kegiatan praktikum (English, 2.
Terakhir ada Matematika merupakan tahap tabulasi dan perhitungan data hasil Pada tahap ini data hasil pengamatan diolah secara kuantitatif dan Data diolah pada rumusan tertentu sehingga menghasilkan data akhir yang dapat dibaca dan diartikan untuk menentukan kesimpulan hasil praktikum (Shernoff et , 2.
sebelum data diolah data harus ditabulasi terlebih dahulu untuk mempermudah penghitungan.
Sesudah penghitungan pun data juga dapat ditabulasi untuk mengetahui hasil akhir pegolahan data.
Data yang sudah ditabulasi akan mudah untuk dibaca dan diartikan.
Tabulasi data dapat berupa table, diagram batang, diagram lingkaran dan sejenisnya.
Jadi pada tahap ini mahasiswa dituntut mahir dalam mengolah data data hasil kegiatan praktikum.
pengolahan data dimulai dari perumusan, penghitungan sampai tabulasi data akhir untuk dapat diartikan hasil akhirnya dan dapat Pada dasarnya pemetaan kegiatan pada tiap tahapan STEM yang dikemas dalam sebuah pengembangan modul ekologi digunakan untuk mempermudah mahasiswa.
Ketika mahasiswa jelas dan paham kegiatan apa saya yang harus dilakukan pada tiap tahap STEM maka kegiatan pembelajaran yang dilakukan akan berjalan secara sistematis dan terarah.
Kegiatan yang tersusun secara sistematis dan terarah akan membantu dalam membentuk pengalaman belajar yang berharga, pemahaman konsep yang mendalam serta keterampilan yang diaplikasikan dengan tepat (Bybee, 2010.
Hal yang menarik dalam pemetaan STEM adalah kegiatan yang susunannya sudah dibidangkan secara sistematis akan mempermudah dosen dan mahasiswa dalam melakukan proses perkuliahan sampai nantinya diperoleh hasil akhir berupa laporan praktikum yang merupakan pembuktian konsep teori dalam praktik.
KESIMPULAN dan SARAN Kesimpulan dari penelitian ini adalah pemetaan STEM pada sebuah kegiatan perkuliahan dapat dikemas dalam sebuah pengembangan modul ekologi, dimana modul merupakan sebuah bahan ajar yang dapat digunakan untuk belajar secara Bersama antara dosen dan mahasiswa serta secara mandiri yakni mahasiswa melakukan kegiatan belajar secara mandiri.
Pemetaan STEM bertujuan untuk memetakan kegiatan pembelajaran yang sesuai pada tiap tahapan STEM agar tercipta pembelajaran yang sistematis dan terarah.
Hasil akhir yang diharapkan dengan pemetaan ini adalah membantu dalam membentuk pengalaman belajar yang berharga, pemahaman konsep yang mendalam serta keterampilan yang diaplikasikan dengan tepat pada diri tiap EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi DAFTAR RUJUKAN Afriana.
Permanasari.
, & Fitriani.
Penerapan Project Based Learning Terintegrasi STEM untuk Meningkatkan Literasi Sains Siswa Ditinjau dari Gender.
Inovasi Pendidikan IPA, 2.
, 1Ae11.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
21831/jipi.
America After 3PM.
Full STEM Ahead: Afterschool Programs Step Up as Key Partners in STEM Education.
http://w.
org/aa3pm/STEM.
Arisya.
Haryati.
, & Holiwarni.
PENGEMBANGAN MODUL BERBASIS
STEM (SCIENCE.
TECHNOLOGY.
ENGINEERING AND MATHEMATICS) PADA
MATERI SIFAT KOLIGATIF LARUTAN.
Jurnal Pendidikan Kimia Universitas Riau, 6.
, 37Ae44.
https://doi.
org/10.
33578/jpk-unri.
Azkab.
PRODUKTIVITAS DI LAMUN.
Oseana, 25.
, 1Ae11.
http://oseanografi.
id/dokumen/oseana_xxv.
Bybee.
Advancing STEM Education: A 2020 Vision.
https://w.
com/openview/75bbe8b13bf3f54ebd755333ffd8621e/1?pqorigsite=gscholar&cbl=34845 Bybee.
What Is STEM Education? Science, 329.
, 996.
https://doi.
org/10.
1126/science.
DeCoito.
Focusing on Science.
Technology.
Engineering, and Mathematics (STEM) in the 21st Century.
Ontario Professional Surveyor, 57.
, 34Ae36.
https://w.
ca/resource-articles/2014_Winter_Focusing on STEM_0.
Donnelly.
, & Fitzmaurice.
Designing Modules for Learning.
Dublin Institute of Technology:
Ireland.
https://arrow.
ie/cgi/viewcontent.
cgi?article=1004&context=ltcbk Ejiwale.
Barriers To Successful Implementation of STEM Education.
Journal Education Learning (EduLear.
, 7.
, 63Ae74.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
11591/edulearn.
English.
STEM education K-12: perspectives on integration.
International Journal of STEM Education, 3.
, 1Ae8.
https://doi.
org/10.
1186/s40594-016-0036-1 Idin.
An Overview of STEM Education and Industry 4.
In Research Highlights in STEM Education .
194Ae.
ISRES Publisher.
https://w.
org/anoverview-of-stem-education-and-industry-40-110-s.
YXseP55BzIU Ismayani.
Pengaruh Penerapan STEM Project-Based Learning terhadao Kreativitas Matematis Siswa SMK.
Indonesian Digital Journal of Mathematics and Education, 3.
, 264Ae272.
http://idealmathedu.
org/wpcontent/uploads/IME-V3.
Ani_Ismayani.
Kelley.
, & Knowles.
A conceptual framework for integrated STEM
International Journal
STEM
Education, 3.
, 1Ae11.
EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi https://doi.
org/10.
1186/s40594-016-0046-z Kennedy.
, & Odell.
Engaging Students in STEM Education.
Science Education International, 25.
, 246Ae258.
https://files.
gov/fulltext/EJ1044508.
Miniat.
Mitchell.
, & Teskey.
Water table depth affects productivity, water use, and the response to nitrogen addition in a savanna system.
Canadian Journal of Forest Research, 38.
, 2118Ae2127.
https://doi.
org/10.
1139/X08-061
Oktavia.
Bahan Ajar Berbasis Science .
Technology .
Engineering .
Mathematics ( STEM ) untuk Mendukung Pembelajaran IPA Terpadu.
SEMESTA Pendidikan IPA, 2.
, 32Ae36.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
24036/semesta/vol2-iss1/40 Setiawan.
, & Dores.
PENGEMBANGAN BAHAN AJAR BERBASIS
KETERAMPILAN METAKOGNISI DALAM UPAYA MENINGKATKAN
KEMAMPUAN LITERASI MATEMATIS MAHASISWA.
Jurnal Pendidikan Matematika Indonesia, 4.
, 68Ae72.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
26737/jpmi.
Shernoff.
Sinha.
, & Ginsburg.
Assessing teacher education and professional development needs for the implementation of integrated approaches to STEM
International Journal
STEM
Education, 4.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
1186/s40594-017-0068-1 Stewart.
, & Wilkerson.
A Guide to Teaching With Modules.
Hope Collage:
Washington DC.
https://w.
net/publication/251165712_A_Guide_To_Teaching_With _Modules Syukri.
Halim.
, & Meeran.
AuPendidikan STEM dalam Entrepreneurial Science Thinking AoEsciTAo Satu Perkongsian Pengalaman dari UKM untuk Aceh.
Ay Aceh Development International Conference 105Ae112.
https://w.
net/publication/235993770_Pendidikan_STEM_dalam_E ntrepreneurial_Science_Thinking_ESciT_Satu_Perkongsian_Pengalaman_dari_UK M_untuk_ACEH Widyaiswara.
MERANCANG PENCAPAIAN KOMPETENSI DASAR
MELALUI
PERUMUSAN
INDIKATOR.
Artikel E-Buletin.
https://adoc.
pub/merancang-pencapaian-kompetensi-dasar-melalui-perumusanindi.
Xie.
Fang.
, & Shauman.
STEM Education.
Annual Review of Sociology, 41, 331Ae357.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
1146/annurev-soc-071312-145659 Yulianto.
Muskananfola.
, & Purnomo.
TINGKAT
PRODUKTIVITAS
PRIMER
DAN
KELIMPAHAN
FITOPLANKTON
BERDASARKAN WAKTU YANG BERBEDA DI PERAIRAN PULAU PANJANG,
JEPARA.
Management of Aquatic Resources Journal (MAQUARES), 3.
, 195Ae200.
https://doi.
org/https://doi.
org/10.
14710/marj.
Zubaidah.
Mengenal 4C: Learning and Innovation Skills untuk Menghadapi Era EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023 Tutut.
Farida: STEM A Modul Ekologi Revolusi Industri 4.
Au2nd Science Education National Conference,Ay 1Ae18.
https://w.
net/publication/332469989_MENGENAL_4C_LEARNIN G_AND_INNOVATION_SKILLS_UNTUK_MENGHADAPI_ERA_REVOLUSI_IN DUSTRI_40_1 EDUSCOPE Vol.
9 No.
01 Juli 2023