DIKSI: Jurnal Kajian Pendidikan dan Sosial p-ISSN: 2809-3585, e-ISSN: 2809-3593 Volume 7, nomor 1, 2026, hal. Doi: https://doi. org/10. 53299/diksi. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPA: Pendekatan Systematic Literature Review Fitriana Lugi1. Supratman2*. Ainun Asmawati3. Suhirman4. Arsonariya5. Muslimin6. Muhammad Hafizin7 1,2,5 Universitas Samawa. Sumbawa. Indoensia SMAN 2 Sumbawa. Dikpora Provinsi NTB. Indoneisa Universitas Islam Negeri Mataram. Mataram. Indonesia Universitas Mataram. Mataram. Indonesia *Coresponding Author: supratman. sep1984@gmail. Article history Dikirim: 27-02-2026 Direvisi: 02-03-2026 Diterima: 03-03-2026 Key words: STEM Education. pembelajaran sains. literasi ilmiah. keterampilan abad ke21. Abstrak: Tuntutan penguasaan kompetensi abad ke-21 mendorong perlunya integrasi pendekatan inovatif dalam pembelajaran IPA untuk meningkatkan keterampilan berpikir tingkat tinggi peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis secara sistematis efektivitas integrasi STEM (Science. Technology. Engineering, and Mathematic. dalam pembelajaran IPA melalui pendekatan Systematic Literature Review (SLR) berbasis meta-analisis. Studi ini mengikuti prosedur PRISMA dengan menyeleksi 112 artikel yang diterbitkan pada periode 2020Ae2024 dari basis data Scopus. ERIC. ScienceDirect, dan Google Scholar, sehingga diperoleh 20 artikel empiris yang memenuhi kriteria inklusi. Data dianalisis menggunakan sintesis tematik dan perbandingan effect size (CohenAos . untuk mengevaluasi dampak terhadap keterampilan berpikir kritis dan kreatif, literasi sains, kemampuan pemecahan masalah, serta kompetensi abad ke-21 lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa integrasi STEM secara signifikan meningkatkan keterampilan berpikir tingkat tinggi dengan kategori effect size sedang hingga sangat tinggi, terutama melalui model ProjectBased Learning dan Problem-Based Learning. Literasi sains juga mengalami peningkatan yang konsisten pada implementasi yang kontekstual dan berkelanjutan. Disimpulkan bahwa integrasi STEM yang terstruktur dan interdisipliner berkontribusi positif terhadap pembelajaran IPA yang bermakna. Implikasinya, diperlukan penyelarasan kurikulum, pengembangan profesional guru secara berkelanjutan, serta dukungan institusional untuk mengoptimalkan implementasi STEM secara berkelanjutan . PENDAHULUAN Perkembangan transformasi pendidikan global menuntut penguasaan keterampilan abad ke-21 seperti berpikir kritis, pemecahan masalah, kreativitas, kolaborasi, dan literasi sains sebagai fondasi daya saing generasi muda. Sejumlah penelitian mutakhir menunjukkan bahwa capaian literasi sains dan kemampuan berpikir tingkat tinggi peserta didik di kawasan Asia, termasuk Indonesia, masih memerlukan penguatan melalui pembelajaran yang lebih kontekstual dan aplikatif (Lafifa et al. , 2023. Ilma et al. , 2023. Wahono et al. , 2. Selain itu, dinamika perkembangan teknologi dan kompleksitas isu keberlanjutan global menuntut @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA pembelajaran IPA tidak hanya berorientasi pada penguasaan konsep, tetapi juga pada kemampuan integratif lintas disiplin yang relevan. dengan permasalahan dunia nyata (Anwar et al. , 2023. Le et al. , 2. Dengan demikian, diperlukan pendekatan pembelajaran yang mampu menjembatani pengetahuan teoretis dengan praktik Beberapa tahun terakhir, integrasi Science. Technology. Engineering, and Mathematics (STEM) dipandang sebagai pendekatan strategis untuk meningkatkan hasil belajar IPA sekaligus mengembangkan keterampilan 4C melalui pengalaman belajar berbasis desain dan pemecahan masalah (Nilyani et al. , 2023. Ningtyas et al. Pendekatan ini menekankan penggabungan sains, teknologi, rekayasa, dan matematika dalam aktivitas investigatif yang terstruktur melalui engineering design process, sehingga mendorong penguatan argumentasi berbasis data dan kolaborasi antarpeserta didik (Joseph & Uzondu, 2. Berbagai kajian juga melaporkan bahwa integrasi STEM berkontribusi positif terhadap peningkatan literasi sains. keterampilan berpikir tingkat tinggi (Asrizal et al. , 2023. Smith et al. , 2. Oleh karena itu. STEM diposisikan sebagai kerangka konseptual yang potensial dalam mentransformasi pembelajaran IPA menjadi lebih autentik dan adaptif. Meskipun demikian, implementasi STEM di berbagai konteks pendidikan masih menghadapi sejumlah tantangan. Beberapa studi menunjukkan bahwa penerapan STEM kerap bersifat parsial, terbatas pada proyek jangka pendek, dan belum sepenuhnya terintegrasi dalam struktur kurikulum. di samping itu, keterbatasan kompetensi interdisipliner guru dan dukungan sarana menjadi hambatan signifikan (Guerzon & Busbus, 2023. Hamad et al. , 2. Variasi temuan mengenai efektivitas STEM juga dipengaruhi oleh perbedaan jenjang pendidikan, model pembelajaran yang digunakan, serta jenis keterampilan yang diukur (Nazifah & Asrizal, 2022. Amelia & Santoso, 2. Bahkan, beberapa penelitian terbaru mengindikasikan bahwa dampak STEM terhadap capaian belajar belum menunjukkan konsistensi pada seluruh indikator kompetensi abad ke-21 (Tenti et al. , 2021. Ichsan et al. , 2. Kondisi tersebut menegaskan perlunya kajian sistematis dan meta-analisis untuk mensintesis bukti empiris terkini, mengidentifikasi pola efektivitas, serta menentukan faktor-faktor kunci keberhasilan implementasi STEM dalam pembelajaran IPA. Berdasarkan uraian tersebut, kajian komprehensif mengenai efektivitas STEM dalam pembelajaran IPA menjadi sangat urgen untuk memperkuat landasan ilmiah dan arah kebijakan pendidikan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis tren implementasi STEM dalam pendidikan IPA, mengidentifikasi dampaknya terhadap hasil belajar dan keterampilan abad ke-21, serta menentukan model pembelajaran yang paling efektif berdasarkan sintesis literatur lima tahun terakhir. Melalui pendekatan Systematic Literature Review (SLR) dan meta-analisis, penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi teoretis dalam pengembangan model pembelajaran IPA berbasis STEM. Selain itu, hasil penelitian ini juga diharapkan menjadi rujukan praktis bagi pendidik, pengembang kurikulum, dan pembuat kebijakan dalam mengoptimalkan integrasi STEM di sekolah. METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan pendekatan Systematic Literature Review (SLR) dengan sintesis kuantitatif terbatas . eskriptif-komparati. untuk menganalisis efektivitas implementasi pendidikan STEM dalam materi Pendidikan IPA. SLR dipilih @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA karena mampu menyajikan pemetaan komprehensif, transparan, dan replikatif terhadap temuan empiris mutakhir mengenai integrasi STEM pada pembelajaran sains (International Journal of STEM Education. Education Science. Desain dan Prosedur Review Prosedur review mengacu pada tahapan SLR yang meliputi: . perumusan pertanyaan penelitian, . penelusuran literatur, . seleksi dan penyaringan artikel, . ekstraksi data, serta . analisis dan sintesis temuan (Ilma et al. , 2023. Ningtyas et al. Pertanyaan penelitian difokuskan pada: . Bagaimana karakteristik implementasi STEM dalam pembelajaran IPA?. Seberapa besar pengaruh integrasi STEM terhadap hasil belajar dan keterampilan abad ke-21 peserta didik? . Faktor apa saja yang memengaruhi efektivitas implementasi STEM? Strategi Penelusuran Literatur Penelusuran artikel dilakukan pada basis data bereputasi seperti Google Scholar. Scopus, dan Crossref dengan rentang publikasi lima tahun terakhir . 0Ae2. Kata kunci yang digunakan meliputi: AuSTEM EducationAy. Auintegrated STEMAy. Auscience learningAy. AuIPAAy. Aumeta-analysisAy. Ausystematic reviewAy, dan Au21st century skillsAy. Strategi pencarian dilakukan secara kombinatif menggunakan operator Boolean (AND. OR). Kriteria Inklusi dan Eksklusi Kriteria inklusi meliputi: . Artikel penelitian empiris . uantitatif, eksperimen, quasi-eksperimen, meta-analisis, atau SLR). Membahas integrasi STEM dalam pembelajaran IPA/sains. Dipublikasikan pada jurnal terindeks dan memiliki DOI. Terbit pada periode 2020Ae2024. Menyajikan data hasil belajar atau keterampilan abad ke-21. Kriteria eksklusi meliputi artikel non-empiris, prosiding tanpa peer-review jelas, serta penelitian yang tidak relevan dengan konteks pembelajaran IPA. Proses Seleksi Artikel Tahap identifikasi awal menghasilkan 112 artikel. Setelah proses penyaringan berdasarkan judul dan abstrak, diperoleh 45 artikel yang relevan. Selanjutnya, melalui telaah teks penuh dan penerapan kriteria inklusiAeeksklusi, sebanyak 20 artikel memenuhi syarat untuk dianalisis lebih lanjut. Artikel yang dianalisis mencakup studi meta-analisis . isalnya Nilyani et al. , 2023. Asrizal et al. , 2. , systematic review (Ilma et al. , 2023. Arafat et al. , 2. , serta penelitian empiris terkait implementasi STEM (Hamad et al. , 2022. Le et al. , 2. Teknik Analisis Data Data yang diekstraksi meliputi: . karakteristik penelitian . ahun, jenjang pendidikan, desai. , . model atau pendekatan STEM yang digunakan, . variabel hasil . asil belajar kognitif, literasi sains, berpikir kritis, kreativita. , dan . temuan Analisis dilakukan secara deskriptif-kualitatif dengan mengelompokkan temuan berdasarkan jenis keterampilan dan model integrasi STEM. Pada studi metaanalisis yang dilaporkan, nilai effect size dibandingkan untuk mengidentifikasi kecenderungan kekuatan pengaruh STEM terhadap pembelajaran IPA. @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA Validitas dan Reliabilitas Untuk menjaga kredibilitas, proses seleksi dan ekstraksi data dilakukan secara sistematis dengan dokumentasi tahapan review. Konsistensi sintesis didasarkan pada kesesuaian metodologi dan transparansi pelaporan studi yang dianalisis, sebagaimana direkomendasikan dalam praktik systematic review pendidikan (Joseph & Uzondu. Smith et al. , 2. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Pengaruh Integrasi STEM terhadap Keterampilan Berpikir Kritis dan Kreatif Sintesis artikel yang memenuhi kriteria menunjukkan bahwa integrasi STEM dalam pembelajaran IPA secara konsisten meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan kreatif peserta didik. Bukti kuantitatif terutama bersumber dari studi meta-analisis yang menghitung effect size serta penelitian eksperimen yang melaporkan gain skor pretestAeposttest. Secara umum, besaran pengaruh berada pada kategori sedang hingga sangat tinggi, dengan kecenderungan nilai tertinggi ditemukan pada jenjang SMA dan pada implementasi STEM yang terintegrasi dalam bahan ajar maupun model pembelajaran tertentu (Anwar et al. , 2023. Zan et al. , 2023. Asrizal et al. , 2023. Dewanto et al. , 2. Tabel 1. Ringkasan Pengaruh Integrasi STEM terhadap Berpikir Kritis dan Kreatif . 0Ae2. Peneliti Anwar et al. Zan et al. Asrizal et al. Dewanto et al. Jenis Studi Metaanalisis Metaanalisis Metaanalisis Metaanalisis Variabel Berpikir kritis & kreatif HOTS 21st century Berpikir kreatif Effect Size/Kategori Sangat tinggi TinggiAesangat Tinggi Tinggi Temuan Utama Pengaruh signifikan di semua tertinggi SMA Modul/LKPD STEM sangat Dampak besar pada 4C & HOTS Guided inquiryAeSTEM efektif Hasil sintesis menunjukkan bahwa integrasi STEM memberikan dampak signifikan terhadap keterampilan berpikir kritis dan kreatif dengan kategori effect size sedang hingga sangat tinggi. Secara analitis, peningkatan tersebut terjadi karena pembelajaran STEM menempatkan siswa pada situasi problem solving berbasis konteks nyata, sehingga menuntut aktivitas analisis, evaluasi, dan penciptaan solusi Proses engineering design yang menjadi karakteristik utama STEM mendorong siswa melakukan iterasi solusi dan refleksi konseptual, yang secara langsung mengaktifkan dimensi HOTS. Hal ini memperkuat argumentasi bahwa peningkatan keterampilan berpikir bukan sekadar akibat variasi metode, melainkan karena struktur epistemologis STEM yang integratif dan kontekstual. Jika dibandingkan dengan hasil meta-analisis oleh Anwar et al. Zan et . , dan Asrizal et al. , temuan ini konsisten menunjukkan bahwa implementasi berbasis modul/LKPD STEM dan model PBL atau PjBL menghasilkan effect size lebih tinggi dibanding pembelajaran konvensional. Bahkan studi Dewanto et al. menegaskan bahwa integrasi guided inquiryAeSTEM secara signifikan meningkatkan kreativitas melalui eksplorasi solusi terbuka. Dibandingkan penelitian @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA yang hanya mengintegrasikan satu atau dua disiplin, pendekatan STEM terpadu menunjukkan konsistensi pengaruh yang lebih besar terhadap dimensi 4C. Namun demikian, variasi effect size menunjukkan bahwa efektivitas STEM tidak bersifat otomatis. Perbedaan jenjang pendidikan, kesiapan guru, serta kualitas desain perangkat pembelajaran memengaruhi capaian hasil. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa integrasi STEM efektif meningkatkan berpikir kritis dan kreatif apabila dirancang secara sistematis dan kontekstual. Implikasinya, guru perlu menyelaraskan sintaks pembelajaran, asesmen autentik, dan tujuan HOTS agar peningkatan keterampilan tidak bersifat temporer, melainkan berkelanjutan. Pengaruh Integrasi STEM terhadap Literasi Sains Analisis menunjukkan bahwa literasi sains merupakan variabel dominan dalam penelitian STEM lima tahun terakhir. Literasi sains mencakup kemampuan memahami konsep, menerapkan pengetahuan dalam konteks nyata, serta mengevaluasi informasi berdasarkan bukti ilmiah. Studi meta-analisis dan systematic review menunjukkan bahwa pembelajaran IPA terintegrasi STEM meningkatkan literasi sains pada kategori sedang hingga sangat tinggi (Nilyani et al. , 2023. Le et al. , 2023. Cheng et al. , 2. Tabel 2. Ringkasan Pengaruh STEM terhadap Literasi Sains . 0Ae2. Peneliti Jenis Studi Nilyani et al. Nazifah & Asrizal . Le et al. Cheng et al. Meta-analisis Meta-analisis SLR KAe12 Meta-analisis CTAeSTEM Effect Size/Kategori Sangat tinggi SedangAetinggi Positif signifikan Tinggi Temuan Utama STEM efektif pada literasi sains & berpikir kritis Modul STEM meningkatkan pengetahuan & 21st century skills Outcome pembelajaran meningkat Integrasi CT memperkuat performa STEM Analisis hasil penelitian menunjukkan bahwa literasi sains menjadi variabel dominan dalam kajian STEM lima tahun terakhir. Peningkatan literasi sains terjadi karena pembelajaran STEM memfasilitasi keterkaitan antara konsep teoretis dengan aplikasi dunia nyata melalui engineering design process dan problem kontekstual. Aktivitas tersebut memperkuat transfer pengetahuan dan kemampuan evaluasi berbasis bukti ilmiah. Secara konseptual, literasi sains dalam konteks STEM tidak hanya menekankan pemahaman konsep, tetapi juga kemampuan mengambil keputusan berbasis data. Temuan ini sejalan dengan meta-analisis Nilyani et al. yang menunjukkan effect size sangat tinggi pada literasi sains dan berpikir kritis. Penelitian Nazifah & Asrizal . juga melaporkan bahwa modul STEM berkontribusi signifikan terhadap peningkatan pengetahuan dan 21st century skills. Selain itu, integrasi computational thinking dalam STEM menurut Cheng et al. memperkuat performa akademik dan pemahaman konseptual siswa KAe12. Bahkan systematic review oleh Le et al. menunjukkan bahwa hasil literasi lebih konsisten ketika STEM diterapkan dalam PjBL berbasis konteks lokal. Meskipun demikian, perbedaan desain penelitian dan durasi implementasi menyebabkan variasi capaian literasi. Beberapa studi menunjukkan bahwa implementasi jangka pendek menghasilkan peningkatan moderat dibanding intervensi Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa integrasi STEM berkontribusi positif terhadap literasi sains, terutama ketika didukung pendekatan @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA kontekstual dan integrasi kurikulum yang sistematis. Implikasinya, sekolah perlu mengembangkan perangkat dan asesmen literasi sains berbasis kinerja agar transfer konsep dapat terukur secara autentik. Faktor Pendukung dan Hambatan Implementasi STEM Sintesis hasil penelitian menunjukkan bahwa keberhasilan implementasi STEM dipengaruhi oleh kompetensi guru, desain kurikulum, dan dukungan Berbagai studi survei dan penelitian kualitatif mengungkapkan bahwa guru umumnya memiliki sikap positif terhadap penerapan STEM dalam pembelajaran. Namun demikian, mereka masih menghadapi kendala dalam integrasi interdisipliner serta keterbatasan kesiapan pedagogik untuk mengelola pembelajaran berbasis STEM secara optimal (Hamad et al. , 2022. Mafugu et al. , 2. Tabel 3. Faktor Pendukung dan Hambatan Implementasi STEM . 0Ae2. Peneliti Hamad et al. Christian et al. Joseph & Uzondu Zulkifli et al. Fokus Kajian Tantangan guru Pengembangan Kurikulum TPACKAeSTEM Temuan Utama Kekurangan waktu & panduan implementasi Pelatihan meningkatkan self-efficacy Model PBL/PjBL menopang konsistensi STEM Model TPACK-STEM efektif pada 21st century skills Sintesis penelitian menunjukkan bahwa kompetensi guru, desain kurikulum, dan dukungan institusional merupakan determinan utama keberhasilan implementasi STEM. Secara analitis, kendala utama terletak pada integrasi interdisipliner dan kesiapan pedagogik guru dalam mengelola pembelajaran berbasis proyek. Guru seringkali memahami konsep STEM secara konseptual, tetapi mengalami kesulitan dalam merancang aktivitas engineering design yang autentik dan terukur. Hal ini berdampak pada inkonsistensi implementasi di kelas. Temuan ini sejalan dengan studi Hamad et al. yang melaporkan keterbatasan waktu dan panduan implementasi sebagai hambatan utama. Penelitian Mafugu et al. juga menunjukkan bahwa persepsi positif guru belum sepenuhnya diikuti kesiapan praktik. Sebaliknya, pelatihan profesional berbasis NGSS menurut Christian et al. serta penguatan model TPACKAeSTEM oleh Zulkifli et al. terbukti meningkatkan self-efficacy dan kualitas implementasi. Kajian kurikulum oleh Joseph & Uzondu . menegaskan bahwa model interdisipliner berbasis proyek menjadi fondasi keberlanjutan STEM Dengan demikian, dapat dirumuskan bahwa efektivitas STEM tidak hanya ditentukan oleh model pembelajaran, tetapi juga oleh kesiapan sistem pendidikan secara menyeluruh. Kelemahan utama terletak pada kurangnya panduan operasional dan pelatihan berkelanjutan. Implikasinya, diperlukan kebijakan institusional yang mendukung pengembangan profesional berkelanjutan, integrasi kurikulum lintas disiplin, serta penyediaan perangkat pembelajaran yang terstruktur agar implementasi STEM dapat berlangsung konsisten dan berkelanjutan. KESIMPULAN Berdasarkan hasil sintesis penelitian lima tahun terakhir, integrasi STEM dalam pembelajaran IPA terbukti memberikan pengaruh positif dan signifikan terhadap @2026 Diksi . ttps://jurnal. com/index. php/diks. Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4. 0 Internasional Lugi dkk. Meta-Analisis Implementasi STEM Education dalam Pembelajaran IPAA keterampilan berpikir kritis dan kreatif peserta didik. Peningkatan tersebut umumnya berada pada kategori sedang hingga sangat tinggi, terutama Ketika STEM diimplementasikan melalui model pembelajaran berbasis masalah atau proyek serta didukung oleh perangkat ajar terintegrasi. Struktur pembelajaran yang menekankan pada penyelesaian masalah autentik, proses desain rekayasa, serta eksplorasi solusi terbuka mendorong siswa untuk melakukan analisis, evaluasi, dan penciptaan gagasan secara sistematis. Selain itu, integrasi STEM juga berkontribusi signifikan terhadap peningkatan literasi sains. Pembelajaran yang menghubungkan konsep sains dengan konteks dunia nyata memperkuat pemahaman konseptual, kemampuan transfer pengetahuan, serta pengambilan keputusan berbasis bukti. Peningkatan literasi sains cenderung lebih konsisten ketika implementasi dilakukan secara kontekstual, berkelanjutan, dan terintegrasi dalam kurikulum sekolah. Namun demikian, efektivitas integrasi STEM sangat dipengaruhi oleh kesiapan guru, desain kurikulum, serta dukungan institusional. Hambatan utama meliputi keterbatasan waktu, kurangnya panduan implementasi yang sistematis, dan kesiapan pedagogik dalam mengelola pembelajaran interdisipliner. Oleh karena itu, keberhasilan integrasi STEM tidak hanya ditentukan oleh model pembelajaran yang digunakan, tetapi juga oleh dukungan kebijakan, pengembangan profesional berkelanjutan, dan penyelarasan antara tujuan pembelajaran, strategi implementasi, serta asesmen berbasis kinerja. Secara keseluruhan, integrasi STEM efektif dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis, kreatif, dan literasi sains apabila dirancang secara sistematis dan kontekstual serta didukung oleh sistem pendidikan yang memadai. Implementasi yang terstruktur dan berkelanjutan menjadi kunci agar dampak pembelajaran dapat optimal dan berjangka panjang. DAFTAR PUSTAKA