Project-based learning through STEM approach: Is it effective to improve students’ creative problem-solving ability and metacognitive skills in physics learning?

Abstract

This study was aimed to determine the effect size of the PjBL learning model with the STEM approach in improving students’ creative problem-solving ability and metacognitive skills in physics learning. The results of the data analysis showed that there was an influence of the application of the PjBL learning model with the STEM approach toward students’ creative problem-solving ability and metacognitive skills. The creative problem-solving ability score obtained by the experimental class was 0.39 while the control class obtained a score of 0.30. in terms of metacognitive skills, the experimental class obtained a value of 0.30 while the control class obtained a value of 0.20. The PjBL learning model with the STEM approach was more effective in increasing the students’ creative problem-solving ability and metacognitive skills indicated by obtained effect size value of 0.72 and the effect size of the metacognitive skill of 0.64 in the medium category. Based on the results of the MANOVA test, the creative problem-solving ability and metacognitive skills were less than 0.05 (sig <0.05). It can be concluded that there was an effect of the application of the PjBL learning model with the STEM approach toward students’ creative problem-solving ability and metacognitive skills in physics learning.

Model Project Based Learning melalui Pendekatan STEM untuk Meningkatkan Kemampuan Pemecahan Masalah Siswa SD

“…Pemecahan masalah merupakan kemampuan berpikir tingkat tinggi yang dibutuhkan dan harus dikembangkan kepada siswa (Nurmaliah et al, 2021;Purwaningsih et al, 2020). Mengingat semakin kompleksnya permasalahan dalam kehidupan sehari-hari yang membutuhkan latar belakang pengetahuan ilmiah, membekali siswa dengan kemampuan pemecahan masalah menjadi sangat penting (Fiteriani et al, 2021;Lieung et al, 2019). Oleh karena itu, kemampuan pemecahan masalah perlu dikembangkan sejak dini dan perlu mendapatkan perhatian khusus guru dalam mengajar (Fiteriani et al, 2021;Maharani & Montessori, 2020;Midawati, 2022) Aktivitas pemecahan masalah dalam pembelajaran menggiring siswa menjadi seorang yang lebih peka dan kreatif dalam menyelesaikan masalah, serta melatih kemampuan berpikir kritis, kreatif, dan komunikasi siswa (Supiyati et al, 2019).…”

“…Mengingat semakin kompleksnya permasalahan dalam kehidupan sehari-hari yang membutuhkan latar belakang pengetahuan ilmiah, membekali siswa dengan kemampuan pemecahan masalah menjadi sangat penting (Fiteriani et al, 2021;Lieung et al, 2019). Oleh karena itu, kemampuan pemecahan masalah perlu dikembangkan sejak dini dan perlu mendapatkan perhatian khusus guru dalam mengajar (Fiteriani et al, 2021;Maharani & Montessori, 2020;Midawati, 2022) Aktivitas pemecahan masalah dalam pembelajaran menggiring siswa menjadi seorang yang lebih peka dan kreatif dalam menyelesaikan masalah, serta melatih kemampuan berpikir kritis, kreatif, dan komunikasi siswa (Supiyati et al, 2019). Dengan begitu, kemampuan pemecahan masalah membutuhkan kemampuan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) dan penting untuk dikuasai di era saat ini.…”

“…Salah satu model pembelajaran yang berpotensi dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah siswa yaitu model Project Based Learning (PjBL) melalui pendekatan STEM. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa penggunaan model pembelajaran PjBL melalui pendekatan STEM dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah kreatif dan kemampuan metakognitif siswa SMA (Fiteriani et al, 2021), ICT literasi dan kemampuan pemecahan masalah siswa SMP (Muzana et al, 2021), serta kemampuan pemecahan masalah matematika siswa SMA (Nurhayati et al, 2021). Begitu juga pada lingkup sekolah dasar, penelitian yang dilaksanakan oleh Sarwi et al (2021) & Afriana et al (2016 mengungkapkan bahwa penggunaan model PjBL melalui pendekatan STEM dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah matematika dan kemampuan literasi sains siswa.…”

“…Penerapan STEM dalam pembelajaran dapat mendorong siswa untuk merancang, mengembangkan, menggunakan teknologi, mengasah kognitif, manipulatif, efektif, dan menerapkan pengetahuan. Penggunaan model PjBL melalui pendekatan STEM telah banyak terbukti meningkatkan kualitas pembelajaran seperti efektif untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah siswa (Nurhayati et al, 2021;Nurmaliah et al, 2021;Parno et al, 2020;Sarwi et al, 2021), kreativitas dalam memecahkan masalah dan kemampuan metakognisi (Fiteriani et al, 2021), serta membantu siswa dalam merencanakan, berkomunikasi, memecahkan masalah, dan mengambil keputusan yang tepat dari permasalahan yang diberikan (Susanti et al, 2021). Laboy-rush (2010) menambahkan bahwa PjBL melalui pendekatan STEM memberikan beberapa manfaat diantaranya meningkatkan penguasaan konsep dan aplikasinya dalam memecahkan masalah pada dunia nyata, meningkatkan motivasi belajar siswa, serta meningkatkan prestasi belajar sains dan matematika.…”

Pengembangan Perangkat Pembelajaran dengan Pendekatan STEM untuk Meningkatkan Kemampuan Pemecahan Masalah Matematika

“…STEM adalah sebuah pendekatan yang menghubungkan keempat disiplin yakni sains, teknologi, teknik, serta matematika membentuk kesatuan yang holistic (Roberts, 2012). Penerapan STEM dalam pembelajaran memotivasi siswa agar dapat menyusun rancangan, mengembangkan, serta memanfaatkan teknologi, melakukan pengasahan terhadap afektif serta kognitifnya dan menerapkan pengetahuannya (Fiteriani et al, 2021).…”