Pengembangan Perangkat Pembelajaran Matematika Berbasis Penelitian dengan Pendekatan STEM untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kombinatorial Mahasiswa dalam Menyelesaikan Masalah Terkait Pewarnaan Pelangi Anti Ajaib

Abstract

Pembelajaran pada abad ke 21 telah memasuki era revolusi industry 4.0 dimana dalam proses pembelajaran telah dipermudah dengan menggunakan bantuan teknologi. Pendekatan pembelajaran di sekolah semakin berkembang seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Salah satu pendekatan yang digunakan ialah pendekatan STEM. Pembelajaran berbasis STEM memfokuskan siswa untuk memecahkan permasalahan dalam kehidupan sahari-hari dengan bantuan ilmu sains, teknologi, teknik, dan matematika. Pembelajaran berbasis penelitian merupakan model pembelajaran yang dikaitkan dengan kegiatan analisis, sintesis, dan evaluasi, serta meningkatkan kemampuan mahasiswa dan dosen dalam hal asimilasi dan penerapan pengetahuan. Pembelajaran yang menggunakan model pembelajaran berbasis penelitian membantu mahasiswa dalam mengembangkan berbagai keterampilan berpikir matematis. Salah satu keterampilan berpikir matematis tersebut ialah keterampilan berpikir kombinatorial. Berpikir kombinatorial adalah proses untuk mendapatkan beberapa solusi untuk pemecahan masalah diskrit. Keterampilan berpikir kombinatorial dibutuhkan untuk mencari solusi dari sebuah permasalah graf. Mahasiswa menggunakan keterampilan berpikir kombinatorial untuk mencari berbagai kemungkinan solusi dari permasalahan tersebut secara sistematis dan berusaha untuk memastikan bahwa hasil yang telah diperoleh sudah benar dan dapat dipertangung jawabkan. Cabang matematika yang dipilih dalam penelitian ini adalah teori graf khususnya kajian pewarnaan pelangi antiajaib.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keterampilan berpikir kombinatorial mahasiswa yang menggunakan perangkat pembelajaran berbasis riset dengan pendekatan STEM. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode campuran (mixed method). Subyek penelitian ini adalah mahasiswa pendidikan matematika Universitas Jember. Jumlah mahasiswa dalam kelas kontrol adalah 13 mahasiswa dan kelas eksperimen adalah 12 mahasiswa. Instrumen pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah lembar kerja mahasiswa, tes keterampilan berpikir kombinatorial, lembar observasi, lembar validasi, dan lembar wawancara.

Perangkat pembelajaran yang dikembangkan telah memenuhi kriteria-kriteria kevalidan, kepraktisan, dan keefektifan perangkat pembelajaran. Perangkat pembelajaran tersebut disusun menggunakan langkah-langkah pembelajaran berbasis penelitian yang diintegrasikan dengan empat elemen dalam pendekatan STEM yaitu sains, teknologi, teknik, dan matematika. Pengembangan perangkat ini bertujuan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kombinatorial mahasiswa, sehingga perangkat juga disusun berdasarkan indikator-indikator keterampilan berpikir kombinatorial.

Uji T dua sampel bebas dilakukan untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan rata-rata nilai tes keterampilan berpikir kombinatorial dari kedua kelas yaitu kelas kontrol dan kelas ekperimen. Berdasarkan hasil uji T dua sampel pada hasil pre-test dan post-test, menunjukkan bahwa pada tahap pre-test tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada nilai tes keterampilan berpikir kombinatorial dari mahasiswa kelas kontrol dan mahasiswa kelas eksperimen dikarenakan nilai p.value yang diperoleh 0,6245>0,05. Sedangkan pada tahap post-test terdapat perbedaan yang signifikan pada nilai tes keterampilan berpikir kombinatorial dari mahasiswa kelas kontrol dan mahasiswa kelas eksperimen dikarenakan nilai p.value yang diperoleh 0,0336<0,05. Dari kedua uji ini didapatkan bahwa penggunaan perangkat pembelajaran yang dikembangkan pada kelas eksperimen terbukti dapat meningkatkan keterampilan berpikir kombinatorial mahasiswa secara signifikan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa pengembangan perangkat pembelajaran berbasis penelitian dengan pendekatan STEM dapat meningkatkan keterampilan berpikir kombinatorial mahasiswa.