Penerapan Model STEM-PjBL Dalam Pembelajaran Kimia (Laju Reaksi dan Sel Volta)

Model Pembelajaran STEM-PjBL adalah salah satu model pembelajaran yang dikembangkan oleh Laboy-Rush (2010). Model pembelajaran ini mengintegrasikan model PjBL dengan pendekatan STEM. Model ini berhasil diterapkan pada pembelajaran Kimia di kelas XI dan XII MIPA. Pada Kelas XI MIPA, materi pembelajaran yang digunakan adalah Laju Reaksi (Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi) sedangkan pada Kelas XII MIPA, materi pembelajaran yang digunakan adalah Sel Volta (Pembuatan sel volta sederhana). Berikut ini langkah-langkah pembelajaran yang dilakukan :

1. Reflection

Guru mengarahkan siswa ke dalam konteks masalah dan memberikan inspirasi kepada siswa agar dapat segera mulai menyelidiki/investigasi (Fortus, Krajcikb, Dershimerb, Marx, & Mamlok-Naamand, 2005). Fase ini juga dimaksudkan untuk menghubungkan apa yang diketahui dan apa yang perlu dipelajari (Diaz & King, 2007). 

Dalam pembelajaran Laju Reaksi, siswa dirahkan untuk mencari peristiwa yang berhubungan dengan laju reaksi dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu peristiwa yang dapat digunakan guru sebagai contoh adalah, proses pembuatan tempe atau tapai dengan melalui proses fermentasi.

Dalam pembelajaran Sel Volta, siswa diarahkan untuk mencari informasi di internet maupun buku tentang pembuatan rangkaian sel Volta secara sederhana.

2. Research

Guru memberikan pembelajaran sains, memilih bacaan, atau metode lain untuk mengumpulkan sumber informasi yang relevan (Fortus, Krajcikb, Dershimerb, Marx, & Mamlok-Naamand, 2005). Siswa mengkonkritkan pemahaman abstrak dari masalah (Diaz & King, 2007). Selama fase research, guru lebih sering membimbing diskusi untuk menentukan apakah siswa telah mengembangkan pemahaman konseptual dan relevan berdasarkan proyek (Satchwell & Loepp, 2002).

Dalam pembelajaran Laju Reaksi, setelah ditentukan materi apa yang akan dikaji lebih jauh (pembuatan tempe, pembuatan tapai), guru dapat meminta siswa untuk menggali informasi lebih dalam tentang bagaimana proses pembuatan tempe/tapai dari sumber-sumber yang dapat dipercaya.

Dalam pembelajaran Sel Volta, setelah siswa mendapat informasi atau ide Sel Volta sederhana, guru dapat meminta siswa untuk menggali informasi lebih dalam, mengenai bagaimana cara kerja sel volta sederhana tersebut, bahan apa yang diperlukan, dst.

3. Discovery

Siswa mulai belajar mandiri dan menentukan apa yang masih belum diketahui (Satchwell & Loepp, 2002). Membagi siswa menjadi kelompok kecil untuk menyajikan solusi yang mungkin untuk masalah, berkolaborasi, dan membangun kerjasama antar teman dalam kelompok (Fortus, Krajcikb, Dershimerb, Marx, & Mamlok-Naamand, 2005). Mengembangkan kemampuan siswa dalam membangun habit of mind dari proses merancang untuk mendesain (Diaz & King, 2007).

Guru membagi siswa dalam kelompok-kelompok (4-6 orang). Setiap kelompok menentukan proyek apa yang akan dikerjakan, berdasarkan proses refleksi dan research yang telah dilakukan. Pada tahap ini, kelompok merancang desain proyek yang akan dijalankan, meliputi alat dan bahan yang harus digunakan, skema (desain) proyek, dan jadwal pelaksanaan proyek.

Pada pembelajaran laju reaksi, proyek yang akan dikerjakan (disepakati) adalah pembuatan tempe dan tapai. Kelompok dapat memilih salah satu proyek. Adapun materi Sel volta, kelompok dapat merancang rangkaian Sel Volta menggunakan bahan sekitar yang mudah diperoleh. Boleh sama dan beda.

4. Application

Tujuannya untuk menguji produk/solusi dalam memecahkan masalah. Siswa menguji produk yang dibuat dari ketentuan yang ditetapkan sebelumnya, hasil yang diperoleh digunakan untuk memperbaiki langkah sebelumnya (Diaz & King, 2007). Di model lain, pada tahapan ini siswa belajar konteks yang lebih luas di luar STEM atau menghubungkan antara disiplin bidang STEM (Satchwell & Loepp, 2002).

Pada tahap ini, kelompok membuat, menguji, dan mengevaluasi proyek. Produk hasil proyek diuji sedemikian rupa, sehingga layak untuk dilaporkan. Jika produk yang dihasilkan belum memenuhi harapan, kegiatan dapat kembali ke proses discovery untuk memperbaiki rancnagan proyek dan pembuatan ulang produk.

5. Communication

Tahap akhir dalam setiap proyek dalam membuat produk/solusi dengan mengkomunikasikan antar teman maupun lingkup kelas. Presentasi merupakan langkah penting dalam proses pembelajaran untuk mengembangkan keterampilan komunikasi dan kolaborasi maupun kemampuan untuk menerima dan menerapkan umpan balik yang konstruktif (Diaz & King, 2007). Seringkali penilaian dilakukan berdasarkan penyelesaian langkah akhir dari fase ini (Satchwell & Loepp, 2002).

Tahap akhir dalam model STEM-PjBL adalah mengkomunikasikan hasil dari proyek. Kelompok mempresentasikan produk dan hasil dari pengerjaan proyek. Presentasi dapat disajikan secara langsung atau melalui video. Di masa pandemi Covid-19, disepakati bahwa laporan disajikan dalam bentuk video.

Berikut ini 3 Video Terbaik hasil proyek siswa dalam pembelajaran STEM-PjBL :

Kelompok CO2 dari Kelas XII MIPA 2 (Arnanda Putri, Desi, Abdullah Nur Isnain, Gustian Anggara, Ibnu Khorizal)

Kelompok H2O dari Kelas XII MIPA 2 (Rian Hidayat, Muhammad Apriyaldi, Rahayu, Rita Novalia, Tara Servia Ernanti, Tiara Sintia)

Kelompok Metana dari Kelas XI MIPA 1 (Rayuana, Ayu Tiara, Tri Vista, Nadia Dwi Khoiruzanti)