Penerapan Model Pembelajaran Project Based Learning berbasis Integrated STEM Education pada Materi Sistem Gerak terhadap Keterampilan Proses Sains dan Hasil Belajar Siswa di SMAN 4 Jember

Abstract

Keterampilan proses sains dan hasil belajar kognitif siswa dalam mata pelajaran Biologi seringkali masih tergolong rendah. Padahal, keterampilan proses sains merupakan kemampuan dasar yang esensial bagi siswa untuk dapat memecahkan masalah dan mengembangkan kemampuan berpikir tingkat tinggi, yang pada akhirnya akan berpengaruh pada prestasi akademik mereka. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, perlu adanya strategi pembelajaran yang inovatif. Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan model pembelajaran Project Based Learning (PjBL) yang diintegrasikan dengan pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) untuk meningkatkan keterampilan proses sains dan hasil belajar siswa pada materi sistem gerak. Penelitian ini menggunakan jenis penelitian kuasi eksperimen dengan desain non-equivalent control group pretest-posttest. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI SMAN 4 Jember tahun ajaran 2024/2025, dengan kelas XI IPA 6 sebagai kelas eksperimen dan XI IPA 5 sebagai kelas kontrol. Kelas eksperimen menerima perlakuan berupa model PjBL berbasis Integrated STEM Education melalui proyek pembuatan tangan bionik, sementara kelas kontrol menggunakan model pembelajaran konvensional yakni ceramah dan tanya jawab. Data keterampilan proses sains dikumpulkan melalui observasi dengan enam indikator: melakukan eksperimen, menganalisis, mengumpulkan data, mengolah data, mengkomunikasikan, dan membuat kesimpulan. Data hasil belajar kognitif diperoleh melalui pretest dan posttest. Analisis data keterampilan proses sains menggunakan Independent Sample t-test, sedangkan hasil belajar dianalisis menggunakan Analysis of Covariance (Anakova).Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan model PjBL berbasis Integrated STEM Education berbeda signifikan terhadap keterampilan proses sains siswa. Hal ini dibuktikan dengan nilai rata-rata keterampilan proses sains kelas eksperimen (78,74) yang lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol (69,11), dengan nilai signifikansi uji-t sebesar 0,03 (p < 0,05). Peningkatan ini terjadi karena siswa di kelas eksperimen terlibat aktif dalam seluruh proses ilmiah, mulai dari merancang, menguji, menganalisis, hingga mempresentasikan hasil proyek mereka, yang secara langsung melatih keenam indikator keterampilan proses sains. Model pembelajaran PjBL berbasis Integrated STEM Education juga terbukti berpengaruh signifikan terhadap hasil belajar kognitif siswa. Rata-rata nilai posttest kelas eksperimen (80,29) secara signifikan lebih tinggi daripada kelas kontrol (62,77), dengan hasil uji Anakova menunjukkan nilai signifikansi 0,000 (p < 0,05). Keberhasilan ini disebabkan oleh proses pembelajaran yang kontekstual dan bermakna, di mana siswa membangun pemahaman mereka secara mandiri melalui pengalaman langsung dalam proyek pembuatan tangan bionik, yang mengintegrasikan konsep sains, teknologi, teknik, dan matematika.