STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics)
STEM dalam konteks pendidikan mempunyai tujuan pendidikan STEM (STEM education) bagi semua siswa adalah menerapkan dan mempraktekan konten dasar dari STEM pada situasi yang mereka hadapi atau temukan dalam kehidupan, menjadi melek STEM (STEM literacy) (Rodger, W Bybee, 2013).
Pendidikan STEM tidak bermakna hanya penguatan praktis pendidikan dalam bidang-bidang STEM secara terpisah, melainkan mengembangkan pendekatan pendidikan yang mengintegrasikan sains, teknonogi, enjiniring, dan matematika, dengan memfokuskan proses pendidikan pada pemecahan masalah nyata dalam kehidupan sehari-hari maupun kehidupan profesi (National STEM Education Center, 2014). Dalam konteks pendidikan dasar dan menengah, Pendidikan STEM bertujuan mengembangkan peserta didik yang melek STEM (Bybee, 2013), yang mempunyai:
1. pengetahuan, sikap, dan keterampilan untuk mengidentifikasi pertanyaan dan masalah dalam situasi kehidupannya, menjelaskan fenomena alam, mendesain, serta menarik kesimpulan berdasar bukti mengenai isu-isu terkait STEM;
2. memahami karakteristik fitur-fitur disiplin STEM sebagai bentuk-bentuk pengetahuan, penyelidikan, serta desain yang digagas manusia;
3. kesadaran bagaimana disiplin-disiplin STEM membentuk lingkungan material, intelektual dan kultural;
4. kemauan terlibat dalam kajian isu-isu terkait STEM (misalnya efisiensi energi, kualitas lingkungan, keterbatasan sumberdaya alam) sebagai warga negara yang konstruktif, peduli, serta reflektif dengan menggunakan gagasan-gagasan sains, teknologi, enjiniring dan matematika.
Pembelajaran STEM perlu menekankan beberapa aspek dalam proses pembelajaran (NRC, 2011) diantaranya:
1) mengajukan pertanyaan (science) dan mendefinisikan masalah (engineering);
2) mengembangkan dan menggunakan model;
3) merencanakan dan melakukan investigasi;
4) menganalisis dan menafsirkan data (mathematics);
5) menggunakan matematika; teknologi informasi dan komputer; dan berpikir komputasi;
6) membangun eksplanasi (science) dan merancang solusi (engineering);
7) terlibat dalam argumen berdasarkan bukti;
8) memperoleh, mengevaluasi, dan mengkomunikasikan informasi.
Definisi Literasi STEM
1. Sains (Science) Literasi sains: kemampuan dalam mengidentifikasi informasi ilmiah, lalu mengaplikasikannya dalam dunia nyata yang juga mempunyai peran dalam mencari solusi.
2. Teknologi (Technology) Literasi teknologi: keterampilan dalam menggunakan berbagaiteknologi, belajar mengembangkan teknologi, menganalisis teknologi dapat mempengaruhi pemikiran siswa dan masyarakat.
3. Teknik (Engeneering) Literasi desain: kemampuan dalam mengembangkan teknologi dengan desain yang lebih kreatif dan inovatif melalui penggabungan berbagai bidang keilmuan.
4. Matematika (Mathematics) Literasi matematika: kemampuan dalam menganalisis dan menyampaikan gagasan, rumusan, menyelesaikan masalah secara matematik dalam pengaplikasiannya.
Pendekatan STEM
Roberts dan Cantu (2012) mengembangkan tiga pendekatan pembelajaran STEM yang dapat diterapkan, yaitu:
1. Pendekatan Silo
Pendekatan ini menekankan pada kesempatan siswa untuk mendapatkan pengetahuan daripada keterampilan teknis. Melalui pendekatan silo memiliki beberapa karakteristik, diantaranya pembelajaran di dalam kelas hanya memberikan sedikit kesempatan siswa untuk aktif dan masih otoriter oleh guru. Pendekatan silo menekankan pada pengetahuan yang mendapatkan penilaian.
2. Pendekatan Tertanam
Pendekatan ini menekankan pada penguasaan pengetahun melalui keadaan dunia nyata dan cara yang dapat dilakukan untuk menyelesaikan permasalahan dalam lingkup sosial, budaya, dan fungsional. Pendekatan ini mengutamakan integritas pada subjek dan menghubungkan materi yang diprioritaskan dengan materi pendukung atau materi tertanam.
3. Pendekatan Terpadu
Pendekatan ini menekankan pada penggabungan berbagai bidang STEM dan menjadikannya satu subjek. Pendekatan ini menggabungkan berbagai konten lintas kurikuler seperti kemampuan berpikir kritis, penyelesaian masalah, dan informasi ilmiah yang menjadi suatu solusi dari suatu masalah melalui pengintegrasian materi yang diajarkan pada kelas dan waktu yang berbeda. Penggunaan pendekatan STEM mengintegrasikan beberapa multi disiplin ilmu yang disebut sebagai integrasi interdisipliner dan penggabungan beberapa mata pelajaran dalam waktu yang tidak sama disebut dengan integrasi multidisiplin. Pendekatan pembelajaran STEM ini mampu membangun daya berpikir siswa yang sangat dibutuhkan untuk menambah kemampuan siswa dalam menyelesaikan permasalahan melalui pengumpulan dan menganalisis berbagai permasalahan yang muncul, sehingganya dapat membantu siswa dalam menyiapkan keterampilannya dalam menuju dunia kerja.
