Dosen Pendidikan Matematika Kembangkan Collaborative STEM Learning Berbantuan Energy Teaching Kit untuk Computational Thinking Calon Guru
Madiun - Program Studi Pendidikan Matematika Universitas PGRI Madiun terus mendorong pengembangan inovasi pembelajaran melalui kegiatan penelitian dosen. Salah satu upaya tersebut diwujudkan melalui penelitian berjudul “Pengembangan Model Collaborative STEM Learning Berbantuan Energy Teaching Kits untuk Meningkatkan Computational Thinking Calon Guru Matematika” yang dilaksanakan melalui Hibah Kompetitif Universitas PGRI Madiun Tahun 2026 pada skema Penelitian Kerjasama Dalam Negeri.
Penelitian ini diketuai oleh Dr. Swasti Maharani, M.Pd., dengan anggota tim Irna Tri Yuniahastuti, S.Pd., M.T.; Dr. Davi Apriandi, S.Pd.Si., M.Pd.; serta Anwas Mashuri, M.Pd. dari STKIP Modern Ngawi. Keterlibatan mitra dari perguruan tinggi lain menjadi bagian dari semangat kerja sama akademik dalam mengembangkan inovasi pembelajaran yang relevan dengan kebutuhan pendidikan calon guru matematika.
Penelitian tersebut berangkat dari kebutuhan untuk mempersiapkan calon guru matematika agar tidak hanya menguasai konsep dan prosedur matematis, tetapi juga memiliki kemampuan dalam menghadapi permasalahan yang kompleks secara sistematis. Salah satu kemampuan yang menjadi fokus pengembangan adalah Computational Thinking (CT).
Computational Thinking tidak hanya berkaitan dengan penggunaan komputer maupun pemrograman. Kemampuan ini juga mencakup proses merumuskan masalah, melakukan dekomposisi, mengenali pola, memilih informasi yang relevan melalui proses abstraksi, menyusun prosedur penyelesaian secara algoritmik, serta mengevaluasi dan melakukan debugging terhadap solusi yang dihasilkan.
Untuk memfasilitasi proses tersebut, tim peneliti mengembangkan Model Collaborative STEM Learning berbantuan Energy Teaching Kit (ETK). Model ini mengintegrasikan pembelajaran kolaboratif, pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM), pemecahan masalah kontekstual, serta penggunaan ETK sebagai media investigasi dan sumber data pembelajaran.
ETK digunakan untuk menghadirkan konteks energi terbarukan dalam pembelajaran matematika. Mahasiswa dapat mengamati sistem energi surya, melakukan investigasi terhadap beberapa kondisi penggunaan perangkat, mengumpulkan data, membandingkan hasil pengamatan, mengenali pola, serta mengembangkan representasi dan model matematis berdasarkan data yang diperoleh.
Melalui kegiatan tersebut, pembelajaran matematika tidak berhenti pada penggunaan rumus dan perhitungan. Mahasiswa diarahkan untuk menggunakan matematika sebagai alat dalam memahami fenomena, menganalisis data, membangun model, mengambil keputusan, serta mengevaluasi solusi berdasarkan bukti.
Model Collaborative STEM Learning yang dikembangkan memiliki enam tahapan pembelajaran yang saling berkaitan, yaitu Orientasi Masalah Kontekstual STEM–Energi; Dekomposisi Masalah dan Perencanaan Kolaboratif; Investigasi Berbantuan ETK dan Pengenalan Pola; Abstraksi dan Representasi Matematis; Pemodelan Matematis dan Perancangan Solusi Algoritmik; serta Evaluasi, Debugging, Presentasi, dan Refleksi.
Enam tahapan tersebut dirancang untuk memberikan ruang kepada mahasiswa agar aktif dalam proses pemecahan masalah. Mahasiswa tidak hanya dituntut memperoleh jawaban akhir, tetapi juga menjelaskan bagaimana masalah dipahami, data diperoleh dan dianalisis, pola ditemukan, model dibangun, hingga bagaimana suatu solusi diperiksa dan diperbaiki.
Aspek kolaborasi juga menjadi bagian penting dalam pembelajaran. Mahasiswa bekerja dalam kelompok dengan pembagian peran dan tanggung jawab yang jelas. Selama proses investigasi, mahasiswa berdiskusi, mengemukakan argumentasi, membandingkan alternatif solusi, menganalisis data bersama, serta mengambil keputusan berdasarkan hasil penyelidikan.
Kegiatan tersebut menjadi pengalaman penting bagi calon guru matematika karena kompetensi seorang guru tidak hanya berkaitan dengan penguasaan materi, tetapi juga kemampuan merancang pembelajaran, bekerja sama, menyelesaikan masalah, dan mengambil keputusan berdasarkan informasi yang tersedia.
Penelitian ini tidak hanya menghasilkan rancangan model pembelajaran. Tim peneliti juga mengembangkan berbagai perangkat yang mendukung implementasi model, di antaranya modul ajar Collaborative STEM Learning berbantuan ETK, LKPD, paket instrumen penelitian, serta rubrik penilaian Computational Thinking, HOTS matematis, kolaborasi, dan produk atau solusi mahasiswa.
Perangkat-perangkat tersebut dikembangkan secara terintegrasi agar dapat membantu dosen dalam melaksanakan pembelajaran sekaligus mendokumentasikan proses berpikir mahasiswa. Dengan demikian, asesmen tidak hanya diarahkan pada benar atau salahnya jawaban akhir, tetapi juga pada kualitas proses yang dilakukan mahasiswa ketika merumuskan masalah, melakukan analisis, membangun model, hingga mengevaluasi solusi.
Melalui Hibah Kompetitif Universitas PGRI Madiun skema Penelitian Kerjasama Dalam Negeri, kegiatan ini juga memperkuat budaya penelitian dan kolaborasi di lingkungan Program Studi Pendidikan Matematika. Kerja sama dengan perguruan tinggi mitra diharapkan dapat memperluas perspektif dalam pengembangan dan penyempurnaan model pembelajaran.
Ketua tim peneliti, Dr. Swasti Maharani, M.Pd., menjelaskan bahwa pengembangan model diarahkan agar pembelajaran matematika bagi calon guru tidak hanya berorientasi pada penguasaan prosedur, tetapi juga memberikan pengalaman dalam menggunakan data, melakukan investigasi, membangun representasi dan model, serta mengevaluasi solusi secara sistematis.
“Calon guru matematika perlu memiliki pengalaman belajar yang mendorong mereka untuk tidak hanya mencari jawaban, tetapi juga memahami proses dalam merumuskan masalah, menganalisis data, membangun model, dan memperbaiki solusi. Melalui Collaborative STEM Learning berbantuan ETK, proses-proses tersebut diintegrasikan dalam satu rangkaian pembelajaran,” ungkapnya.
Penelitian ini merupakan bagian dari upaya berkelanjutan dalam mengembangkan pembelajaran matematika yang adaptif terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi, dan kebutuhan kompetensi masa depan. Model dan perangkat yang telah dikembangkan selanjutnya menjadi bagian dari proses implementasi, evaluasi, dan penyempurnaan berdasarkan hasil penelitian.
Melalui kegiatan ini, Program Studi Pendidikan Matematika Universitas PGRI Madiun diharapkan terus berkontribusi dalam menghasilkan inovasi pembelajaran sekaligus memperkuat kualitas pendidikan calon guru matematika yang kritis, kolaboratif, adaptif, dan mampu menggunakan matematika untuk menyelesaikan permasalahan kontekstual.
