Pengintegrasian Stem Dalam Pengajaran Matematik Di Sekolah Rendah: Tinjauan Literatur
(The Integration of Stems in the Teaching of Mathematics in Primary Schools: A Literature Review)
Devaki A/P Ravi1*, Muhammad Sofwan Mahmud1
1 Fakulti Pendidikan, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia
*Pengarang Koresponden: p105191@siswan.ukm.edu.my
Accepted: 15 August 2021 | Published: 1 September 2021
_________________________________________________________________________________________
Abstrak: Pengintegrasian STEM dalam matematik adalah satu agenda penting berikutan transformasi sistem pendidikan dan melahirkan para pelajar yang menghadapi cabaran abad ke-21. Justeru, para guru perlu memainkan peranan dalam merancang serta mengintegrasikan STEM dalam proses pengajaran harian mereka secara kreatif. Kertas ini akan membincangkan literatur berkaitan isu pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik, aktiviti pengajaran yang bersesuaian dengan pembelajaran matematik dalam pengintegrasian STEM, dan cabaran pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik di sekolah rendah..
Oleh itu, pengkaji mencadangkan bahawa penyelidikan lanjutan diperlukan untuk membuat satu kajian untuk membincangkan impikasi dan kepentingan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik di sekolah rendah.
Kata kunci: Pengintegrasian STEM, Pengajaran Matematik, Sekolah Rendah, implikasi STEM, kepentingan STEM
Abstract: The integration of STEM in mathematics is an important agenda following the transformation of the education system and producing students facing the challenges of the 21st century. Therefore, teachers need to play a role in planning and integrating STEM in their daily teaching process creatively. This paper will discuss the literature related to the issues of STEM integration in mathematics teaching, teaching activities appropriate to mathematics learning in STEM integration, and the challenges of STEM integration in mathematics teaching in primary schools. . Therefore, the researchers suggest that further research is needed to conduct a study to discuss the implications and importance of STEM integration in mathematics teaching in primary schools.
.
Keywords: STEM integration, Mathematic Teaching, Primary School, STEM implications, Importance of STEM
_________________________________________________________________________
1. Pengenalan
Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013-2025 (PPPM) telah menggariskan pendekatan dan penambahbaikan yang bertujuan untuk menambahbaik sistem pendidikan di Malaysia agar dapat bersaing dengan sistem pendidikan antarabangsa dan meningkatkan kualiti pendidikan di Malaysia (Adam & Halim 2019). Untuk mencapai objektif ini, KPM telah mengenal pasti 11 anjakan yang boleh membawa perubahan dalam sistem pendidikan di Malaysia. Peralihan pertama dalam rangka tindakan ini telah menyatakan keperluan menyediakan akses yang sama
untuk pendidikan berkualiti yang berpiawaian antarabangsa. Peningkatan kualiti Sains, Pendidikan Teknologi, Kejuruteraan, dan Matematik (STEM) adalah salah satu penunjuk dalam peralihan pertama (Wyatt Dalton, 2019).
Menurut Abdullah et al. (2018), pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik menawarkan peluang yang terbaik kepada pelajar untuk memahami konsep matematik secara lebih kontekstual dan holistik. Pendidikan STEM juga menghapuskan halangan tradisional dengan mengintegrasikannya ke dalam pengajaran dan pembelajaran matematik (Noleine Fitzallen, 2015). Dalam konteks ini, pengalaman pengintegrasian STEM dalam pengajaran matmatik secara tidak langsung akan dapat meningkatkan penglibatan, keyakinan, rasa ingin tahu dan pemahaman pelajar terhadap disiplin STEM bersepadu. Di samping itu, menurut laporan dasar oleh Kumpulan Kerja STEM Kanak-Kanak (2017), aktiviti pengintegrasian STEM dalam proses pengajaran matematik dapat memberikan peluang positif kepada kanak- kanak sekolah rendah dalam memupuk sikap dan kepercayaan pelajar muda terhadap kemampuan mereka untuk berjaya dalam bidang STEM. Maka perlulah sebuah kajian berkaitan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik di sekolah rendah bagi membangunkan sebuah kerangka konseptual pengintegrasian STEM dalam pengajaran Matematik di sekolah rendah yang boleh dijadikan sebagai penduan kepada guru bagi mengintegrasikan STEM dengan lebih baik.
Justeru, melalui hasrat Kementerian Pendidikan Malaysia untuk mencapai mencapai standard pendidikan antarabangsa menjelang 2025, maka pengintegrasian pendidikan STEM telah menjadi salah satu inisiatif yang ditekankan dalam Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia (2013-2025). Menurut Carlisle & Weaver (2018), meningkatkan aliran di saluran pendidikan STEM adalah cara yang terbaik dalam memotivasikan anak-anak untuk meningkatkan minat mereka terhadap sains dan matematik. Melalui pengintegrasian pendidikan STEM, pelajar dapat mencari jawapan untuk masalah kehidupan sebenar dan meneroka pelbagai perkara baharu. Banyak negara maju seperti Amerika, Australia dan Kanada telah mula memperkenalkan pengintegrasian STEM dalam pendidikan matematik. Fernández-Cézar (2020) mengatakan "pengintegrasian STEM dalam matematik adalah pendekatan yang bertujuan untuk mengajar disiplin sebagai keseluruhan yang bersepadu dan merangkumi keseluruhan proses dari awal kanak-kanak hingga pendidikan tinggi”.
Menurut Hassan (2018), pengintegrasian STEM dalam matematik bertujuan untuk meningkatkan imaginasi pelajar dan mengembangkan penyelesaian terhadap cabaran dengan cara mengaplikasikan pengetahuan matematik dan saintifik mereka dalam reka bentuk teknologi, berasaskan masalah pembelajaran dan penyelidikan saintifik yang sahih. Oleh itu, berbanding dengan pendidikan formal tradisional yang tegar di pendidikan awal kanak-kanak, pengintegrasian STEM dalam matematik menawarkan sumber dan peluang kepada pelajar yang lebih muda untuk meneroka, menyiasat, dan mengembangkan pengetahuan mereka sendiri sebagai pelajar aktif. Johnson (2020) mendakwa bahawa negara-negara seperti United Kingdom, Jerman, Ireland dan Finland telah mengakui pengintegrasian STEM dalam matematik sebagai keutamaan dalam sistem pendidikan mereka.
Khotimah (2021) mencadangkan beberapa cara untuk mengintegrasikan STEM dalam pendidikan matematik yang merangkumi pengalaman langsung dan penglibatan aktif seperti pembelajaran berasaskan projek dan permainan belajar. Selanjutnya, Kong & Mohd Effendi (2020) mendakwa bahawa guru matematik perlu mengembangkan pengetahuan mereka dalam pengintegrasian STEM dan belajar bagaimana mengintegrasikan STEM dalam pengajaran dan pembelajaran matematik. Hal ini kerana guru matematik memainkan peranan penting dalam
memastikan keberkesanan pengintegrasian STEM dalam pengajaran dan pembelajaran matematik. Walaupun terlepas dari pendekatan yang digunakan, usaha tetap diambil bagi mengembangkan kurikulum yang sesuai untuk integrasi pendidikan STEM dalam pendidikan matematik (Kuschel et al. 2020).
2. Pengintegrasian Pendidikan STEM dalam Pengajaran Matematik
Integrasi STEM di dalam pengajaran matematik adalah sejenis integrasi kurikulum matematik.
Konsep integrasi kurikulum matematik adalah kompleks dan mencabar kerana integrasi mata pelajaran meletakkan bidang subjek yang berbeza bersama. Idea integrasi kurikulum berasal dari kesedaran pendidik bahawa masalah dunia tidak dapat dipisahkan yang menjadi pengasingan disiplin yang diajar di sekolah (Beane, 1995; Czerniak et al., 1999; Jacobs, 1989).
Dalam kebanyakan kes, orang memerlukan kemahiran yang melintasi garisan disiplin.
Walaupun dengan pandangan ini, penyelidik dan pendidik masih belum mencapai kata sepakat mengenai definisi yang jelas dan konseptualisasi penyatuan kurikulum (Czerniak et al., 1999;
Huntley, 1998). Kajian penyelidikan selalunya tidak jelas mengenai terminologi yang telah digunakan untuk menerangkan integrasi (Beane, 1995; Czerniak et al., 1999; Drake, 1998;
Lederman & Niess, 1997). Dua perkataan yang sering digunakan dalam literatur untuk menggambarkan integrasi kurikulum matematik adalah '' multidisiplin '' dan '' Interdisiplin. '' Sebilangan besar kajian penyelidikan cuba membezakan kedua-duanya dengan menumpukan pada jalan dan tahap penyatuan.
Dalam kajian ini, pengkaji berusaha mendapatkan pemahaman semasa dan definisi STEM bersepadu dalam pendidikan matematik agar dapat memahami dengan lebih mendalam.
Pelbagai definisi pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik. Sebilangan besar definisi berputar di sekitar penggabungan satu atau lebih disiplin STEM dalam proses pengajaran dan pembelajaran. Contohnya, Sanders (2009) mendefinisikan pendidikan STEM bersepadu sebagai "pendekatan yang meneroka pengajaran dan pembelajaran antara dua atau lebih bidang subjek STEM, dan / atau antara mata pelajaran yang berintegrasikan STEM dan satu atau lebih mata pelajaran sekolah lain”. Moore et al. (2014) menambah bahawa gabungan antara disiplin adalah "berdasarkan hubungan antara mata pelajaran dan masalah dunia nyata,
"dan lebih khusus berlaku, "Usaha pendidik untuk mengambil bahagian dalam reka bentuk kejuruteraan sebagai kaedah untuk mengembangkan teknologi yang memerlukan pembelajaran yang bermakna dan penerapan matematik dan / atau sains”. Sebagai tambahan kepada pengajaran dua atau lebih banyak domain STEM, Kelley dan Knowles (2016) seterusnya mencirikan STEM bersepadu dalam pengajaran matematik sebagai "terikat dengan STEM amalan dalam konteks yang sahih untuk tujuan menghubungkan mata pelajaran matematik untuk meningkatkan pembelajaran pelajar”.
Stohlmann et al. (2012) mencadangkan bahawa pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik adalah usaha untuk menggabungkan pelbagai kelas menjadi satu kelas, tetapi tidak perlu melibatkan keempat-empat disiplin STEM. Penjelasan ini bukan mudah, kerana satu persoalan yang biasa ditanya adalah adakah keempat-empat disiplin STEM perlu disatukan untuk dianggap STEM bersepadu dalam pengajaran matematik. Definisi lain merangkumi
"visi" yang lebih luas mengenai apa itu pendidikan STEM bersepadu yang baik dalam pengajaran matematik melebihi integrasi disiplin. Sebagai contoh, Pusat STEM Wilayah Dayton (2011) telah mempromosikan kerangka berasaskan prinsip untuk menentukan STEM berkualiti dan berasaskan pendidikan STEM bersepadu pada 10 komponen. Sebagai tambahan kepada beberapa prinsip Integrasi disiplin STEM, ia merangkumi prinsip seperti potensi untuk
menarik pelajar Kushel et al(2020), kualiti tugas kognitif, dan hubungan dengan kerjaya STEM.
Di Akademi STEM, Jabatan Tenaga Dunia (Department of Energy) membuat dan menawarkan definisi berikut kepada para pesertanya: "Pendidikan STEM adalah penggunaan sains, teknologi, kejuruteraan, matematik, dan amalan mereka yang berkaitan, untuk mewujudkan pembelajaran berpusatkan pelajar persekitaran di mana pelajar menyiasat dan membuat kejuruteraan penyelesaian masalah, dan membina penjelasan berdasarkan bukti mengenai fenomena dunia (Kelley dan Knowles, 2016). Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik mendorong kreativiti dan inovasi sambil mengembangkan pemikiran, kolaborasi, dan kemahiran komunikasi yang kritis semasa pelajar mencari penjelasan mengenai dunia semula jadi untuk memperbaiki dunia yang dibina”. Ini adalah perkara biasa konseptualisasi dalam pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik yang ditawarkan kepada semua peserta yang belajar pada masa ini. Breiner, Harkness, Johnson, dan Kohler (2012) mentakrifkan amalan integrasi STEM dalam pengajaran matematik sebagai peralihan dari berasaskan kuliah tradisional bilik darjah hingga pelaksanaan pedagogi yang melibatkan pendekatan pembelajaran berasaskan inkuiri dan masalah.
Dalam tinjauan literatur mereka, Briener et al. (2012) mencadangkan bahawa yang lain mendefinisikan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik sebagai kurikulum yang mengintegrasikan sains, teknologi, kejuruteraan, dan konsep matematik dengan cara yang paling hampir menunjukkan amalan profesional yang kini bekerja di bidang STEM dalam usaha untuk menamatkan lebih banyak pelajar yang bersedia bekerja dalam profesion STEM.
Perspektif tertentu ini melibatkan melihat empat bidang yang terpisah dari STEM sebagai satu entiti, sehingga mengajar mereka secara sepadu menggabungkan isi dengan lancar. Moore et al. (2014a) mendefinisikan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik sebagai,
"usaha oleh pendidik agar pelajar mengambil bahagian dalam reka bentuk kejuruteraan sebagai kaedah untuk membangun teknologi yang memerlukan pembelajaran dan aplikasi matematik yang bermakna”. Definisi pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik ini menekankan kepada penggabungan kejuruteraan ke dalam kelas sains dan matematik dengan tujuan belajar melalui pengembangan teknologi. Walaupun Moore et al. (2014a) menunjukkan bahawa kedua-dua bilik darjah sains dan matematik adalah tempat berpotensi untuk pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik.
3. Cabaran Pengintegrasian STEM dalam Pengajaran Matematik
Permulaan pendidikan STEM pada usia awal kanak-kanak amat penting kerana anak-anak dapat membina minat mereka terhadap sains, teknologi, kejuruteraan, dan matematik pada usia ini (Adam & Halim 2019). Apabila anak-anak memasuki sekolah rendah, mereka dapat terus memperoleh pengetahuan melalui aktiviti penyiasatan dan penerokaan. Setelah berada di peringkat menengah rendah, anak-anak dapat mula menganalisis masalah dan menyelesaikan masalah yang berlaku dalam kehidupan seharian (Wyatt Dalton, 2019). Semasa murid melepasi peringkat menengah atas, mereka akan meneroka pelbagai aktiviti yang akan memperkuatkan kemahiran STEM dalam pembelajaran matematik murid dengan melibatkan diri dalam pelbagai aktiviti hands on, Kolokium STEM dan pertandingan STEM matematik. Selanjutnya, pelajar di peringkat pengajian tinggi akan belajar bagaimana mereka dapat mengatasi cabaran kerjaya STEM dalam pengajaran matematik dan menyumbang kepada produktiviti negara (Aguilera et al, 2021). Fokus utama pendidikan STEM di Malaysia adalah untuk mendidik anak-anak dan memberi mereka kemahiran yang diperoleh agar dapat menjadi warganegara
yang produktif. Menurut Kementerian Pendidikan (2016), kurikulum STEM dalam pengajaran matematik melibatkan tiga elemen iaitu pengetahuan, kemahiran, dan nilai.
Pengetahuan dalam pendidikan STEM dalam pengajaran matematik adalah mengenai idea, teori, prinsip dan pemahaman bidang STEM (Yeping Li & Alan H.Schoenfeld, 2019). Reka bentuk dan penyatuan kurikulum STEM bertujuan untuk memupuk pengetahuan, kemahiran dan nilai serta etika di kalangan pelajar (Wyatt Dalton, 2019). Matlamat ini dapat dicapai melalui rangkaian aktiviti yang dikembangkan oleh guru sama ada di dalam atau di luar kelas semasa proses pengajaran dan pembelajaran matematik. Selain pelajar, guru matematik juga perlu mempunyai pengetahuan dan pendedahan STEM dalam pengajaran matematik yang berterusan untuk memastikan semua orang dilengkapi dengan pengetahuan dan perkembangan terkini dalam pendidikan STEM (Yildirm & B Sidekli, 2018). Kemahiran dalam pendidikan STEM matematik dapat didefinisikan sebagai kemampuan pelajar untuk mengenal pasti dan menyelesaikan masalah dan juga merancang dan menghasilkan produk (Kelley dan Knowles, 2016). Kemahiran ini dapat dikembangkan melalui rangkaian aktiviti dan projek yang sudah dirancang dalam kurikulum matematik. Terdapat dua elemen dalam kemahiran STEM matematik iaitu kemahiran proses dan kemahiran teknikal. Kemahiran proses adalah kemahiran yang menggunakan pengetahuan yang diperoleh daripada menyelesaikan masalah matematik yang timbul (Abdullah et al, 2018).
Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik adalah penerapan elemen nilai dan etika (Aguilera, 2021). Nilai dan etika yang baik mesti diamalkan semasa sesi pengajaran dan pembelajaran. Nilai dan etika sangat penting untuk menghasilkan pelajar yang bukan sahaja berpengetahuan tetapi mereka juga mempunyai keperibadian yang baik (Amri et al. 2020).
Nilai-nilai yang penting ialah sistematik, objektif, berfikir secara rasional, konsisten, inovatif, mencabar, berfikiran terbuka dan lain-lain (Anggraini & Huzaifah, 2017). Sebaliknya, contoh etika yang harus diikuti adalah peraturan bengkel, peraturan makmal dan langkah keselamatan.
Selain itu, cabaran berkaitan pengetahuan guru matematik itu sendiri berkaitan STEM turut perlu diberi perhatian. Menurut Shahali, Ihsan Ismail & Lilia Halim (2017), guru matematik khususnya guru matematik di sekolah rendah kurangan pengetahuan mengenai STEM dalam pengajaran matematik dan kurangnya peluang yang cukup untuk bersikap kritis, kreatif dan inovatif. Walaupun guru diberi latihan berkaitan STEM dalam pengajaran matematik, namun maklumat dan latihan yang mereka terima tidak mencukupi kerana masa yang diperuntukkan untuk kursus adalah terhad. Disamping itu, menurut kajian yang dilakukan oleh Angin (2020), pengkaji menganalisis bahawa pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik juga dipengaruhi oleh kekurangan kemudahan dan peralatan yang ada di sekolah. Hal ini berlaku hingga tahap tertentu seperti yang dinyatakan dalam Pengembangan Kurikulum Malaysia (2016) di mana guru tidak dapat menjalankan aktiviti kerana masa, bekalan dan peralatan makmal tidak mencukupi, dan anggaran yang diperuntukkan.
Di samping itu, ‘Finish silabus syndrome’ adalah salah satu cabaran yang perlu dihadapi dalam pelaksanaan proses pengajaran matematik. (Goh, Pauline, Matthews dan Bobbie, 2011). Guru dan pelajar terlalu terikat dengan sistem berorientasikan peperiksaan yang mengharuskan mereka menghabiskan sukatan pelajaran. Oleh kerana itu, para guru tidak mempunyai cukup waktu dan yang lebih teruk lagi mereka juga dibebani dengan beban kerja yang berat. Di samping itu, bilangan pelajar aliran Sains yang menurun menunjukkan kesan negatif terhadap pelaksanaan STEM dalam pengajaran matematik (Ardianti et al. 2019). Seperti yang dinyatakan oleh Amnah (2014), penurunan jumlah pelajar dalam aliran sains berlaku kerana ketakutan dan kurangnya keyakinan murid untuk terus maju dalam bidang STEM dalam pengajaran matematik. Ini kerana murid merasakan aliran sains mempunyai sukatan pelajaran
yang berat berbanding aliran yang lain (Carlisle & Weaver, 2018). Kekurangan sokongan daripada pentadbir sekolah adalah masalah lain. Menurut Schwier (2016), sokongan daripada pentadbir sekolah sangat penting di mana ketua sekolah perlu berfikiran terbuka dalam menyokong guru ke arah pelaksanaan pendekatan baru. Dalam konteks ini, pentadbir sekolah tidak mengambil bahagian dalam pendidikan STEM. Keadaan menjadi lebih teruk lagi apabila mereka tidak mengetahui masalah yang dihadapi oleh guru-guru di sekolah tersebut (Diani, 2021).
4. Keberkesanan Pengintegrasian STEM dalam Pengajaran Matematik
Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik memainkan peranan penting kepada golongan pelajar dengan memberi peluang untuk lebih berpusat, bermakna, menarik, dan pengalaman belajar yang melibatkan pemikiran aras tinggi dan kemahiran menyelesaikan masalah (Carlisle & Weaver 2018). Pelajar yang menerima pendidikan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik dianggap mampu berfikir secara logik dan menggunakan teknologi secara bebas untuk menyelesaikan masalah, berinovasi, dan mencipta. Disiplin ilmu yang mengintegrasikan STEM dalam pengajaran matematik telah dikaitkan dengan kesan positif pada sikap di sekolah (Fernandez-Cezar, 2020), pencapaian (Hadiyanti, 2021), dan pembelajaran (Johnson, 2020). Pengajian juga mendapati bahawa pelajar menunjukkan tahap motivasi dan prestasi yang lebih tinggi dalam disiplin STEM dalam pengajaran matematik ketika terlibat dalam aktiviti seperti prototaip, merancang penyelesaian, dan menggunakan teknologi seperti pencetak 3D (Tillman et al. 2014). Ini mungkin kerana pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik memimpin persepsi pelajar terhadap pengajaran yang lebih relevan, aktif, mencabar, bermakna, dan kompetensi menyokong (Shernoff 2013).
Menurut Kelley dan Knowles (2016), pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik memberi impak positif yang terbesar terhadap pembelajaran pelajar di pendidikan sekolah rendah dan impak yang terkecil di pendidikan kolej. Penyelidikan menunjukkan bahawa guru berjuang untuk melaksanakan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik yang berpusatkan pelajar dengan berkesan walaupun menunjukkan pemahaman konsep yang mendalam melalui perkembangan profesional guru (Khotimah 2021). Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik seperti yang disebarkan oleh Next Generation Science Standard (NGSS) memerlukan pendekatan instruksional yang berbeza secara mendasar di mana guru mengambil peranan fasilitator penyiasatan yang diarahkan oleh pelajar dan berterusan untuk menghadapi masalah.
Menurut Han et al (2016), pegintegrasian STEM memberi kesan yang positif terhadap pencapaian sekolah rendah, menengah dan pengajian tinggi. Dalam kajian eksperimental McCaslin (2015), dapat dilaporkan bahawa terdapat peningkatan pencapaian pelajar yang mengikuti program STEM terhadap tajuk pengukuran data, geometri dan algebra. Pendapat ini sangat bercanggah dengan beberapa kajian lain juga telah melaporkan pengintegrasian STEM dalam matematik dapat meningkatkan penglibatan pelajar semasa pengajaran matematik di kelas. Pendidik yang mengintegrasikan STEM dalam pengajaran matematik dapat mendorong pelajar melibat secara aktif. Malah, Kong dan Mohd Effendi (2020) menyatakan bahawa aktiviti yang lebih terkoordinasi dalam pengintegrasian STEM dapat memupuk sikap positif pelajar dan mendorong mereka untuk melibatkan diri secara aktif dalam pengajaran matematik.
Manakala, Kuschel et al (2020) mendakwa bahawa aktiviti pengintegrasian STEM yang bermakna tidak semata-mata hanya meningkatkan pemahaman konsep matematik tetapi meningkatkan minat pelajar terhadap mata pelajaran matematik ini.
Secara keseluruhan, pengintegrasian STEM dalam pendidikan matematik dapat membantu pelajar memperoleh pelbagai kemahiran misalnya, pemikiran kreatif dan kritis dan kemahiran menyelesaikan masalah dalam kehidupan sebenar. Mengenai pendekatan yang berbeza dari integrasi STEM, lintasan penyelidikan menerangkan bagaimana guru dapat melaksanakan integrasi STEM dalam pengajaran matematik dengan lebih baik (Leung 2020). Selain itu, penyelidik cenderung untuk mencari faktor-faktor penting yang mendorong perubahan amalan bilik darjah dalam pengajaran matematik yang mengintegrasikan STEM.
5. Strategi dan Aktiviti Pengintegrasian STEM dalam Pengajaran Matematik
Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik menjadi asas yang baik dalam penyelidikan matematik secara keseluruhannya (Johnson, 2020).. Kejayaan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik sangat bergantung kepada pemahaman guru mengenai isi pelajaran matematik (Li, 2019). Ramai guru mempunyai jurang pengetahuan kandungan dalam subjek sendiri (Johnson et al., 2020) dan meminta guru matematik mengajar subjek lain mewujudkan jurang pengetahuan dan menjadi satu cabaran baru bagi guru matematik (Margot dan Kettler, 2019). Series (2021) menyenaraikan sepuluh amalan terbaik untuk pengajaran matematik dan sains dengan menggunakan manipulatif dan pembelajaran langsung, pembelajaran koperatif, perbincangan dan pertanyaan, soal jawab dan dugaan, menggunakan justifikasi pemikiran, penulisan untuk refleksi dan penyelesaian masalah, menggunakan pendekatan penyelesaian masalah, mengintegrasikan teknologi, guru sebagai fasilitator dan gunakan penilaian sebagai sebahagian daripada arahan.
Penumpuan terhadap hubungan, perwakilan, dan miskonsepsi juga dapat membantu pedagogi guru matematik. Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik dapat memberi peluang kepada aktiviti bersepadu secara semula jadi (Nor Azlina 2015). Aktiviti pengintegrasian STEM membolehkan guru memberi tumpuan kepada idea-idea besar yang berkaitan atau saling berkaitan antara mata pelajaran.Aini Azizah et al (2017) memberikan cadangan bahawa menyusun pengetahuan matematik mengenai idea, konsep, atau tema besar, mengembangkan pengetahuan matematik pelajar untuk melibatkan hubungan konsep dan proses, memahami bahawa pengetahuan adalah situasi atau konteks tertentu, membolehkan pengetahuan dikembangkan melalui wacana sosial, dan memahami bahawa pengetahuan dibina secara sosial dari masa ke masa.
Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik sering memerlukan banyak bahan dan sumber untuk pelajar dalam menyelesaikan penyelesaian masalah matematik dengan merancang, menyatakan, menguji, dan menyemak semula idea mereka (Ahmad Zamri 2017).
Bahan dan sumber boleh merangkumi alat binaan seperti gergaji, alat pengukur, dan tukul besi;
bahan elektronik seperti komputer, reka bentuk program, kit robotik, dan kalkulator; dan bahan lain digunakan dalam reka bentuk, yang boleh merangkumi kayu, styrofoam, lem, kadbod, atau kertas pembinaan. Melalui penggunaan bahan dalam aktiviti reka bentuk, pelajar dapat memahami teknologi dengan lebih baik (Pimthong dan Williams, 2020).
Untuk pembelajaran yang sahih berlaku, pelajar perlu diberi peluang untuk merancang proses atau produk. Pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik adalah satu usaha untuk menggabungkan sains, teknologi, kejuruteraan, dan matematik menjadi satu kelas yang berdasarkan hubungan antara mata pelajaran dan masalah dunia sebenar (Ceylan dan Ozdilek, 2015). Walau bagaimanapun, secara amnya, pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik boleh melibatkan pelbagai murid dan guru yang tidak perlu selalu melibatkan keempat-empat disiplin STEM. Pengintegrasian STEM dalam pendidikan matematik semakin
berleluasa di sekolah dan dapat memberikan peluang dalam menyelesaikan penyelesaian masalah yang hebat bagi pelajar untuk belajar mengenai matematik, sains, dan teknologi.
Melalui strategi dan aktiviti pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik membolehkan para pelajar mempraktikkan kemahiran yang diperlukan untuk pekerjaan masa depan dan memberi peluang untuk menukar konsep menjadi lebih konkrit (Amri et al 2020).
6. Strategi dan Aktiviti Pengintegrasian STEM dalam Pengajaran Matematik
Memang tidak dapat dinafikan bahawa pengintegrasian STEM dalam pendidikan matematik memainkan peranan yang sangat penting dalam proses pengajaran matematik. Hal ini adalah kerana peranan serta fungsi yang sangat signifikan yang ada pada pengintegrasian STEM membantu guru dalam menjalankan proses pengajaran matematik dengan lebih baik di samping mewujudkan pelajar yang berkemahiran kreatif. Pengintegrasian pendidikan STEM dalam pengajaran matematik memberikan rasional untuk mengajar konsep STEM dalam konteks yang paling sering disampaikan dalam pendekatan berasaskan projek, masalah, dan reka bentuk (Frykholm dan Glasson 2016). Pengkaji mencadangkan bahawa kunci untuk mengintegrasikan STEM dalam pengajaran matematik adalah bermula dengan mendasarkan pemahaman konsep guru mengenai pengintegrasian STEM dengan mengajar teori pembelajaran utama, pendekatan pedagogi, dan membangun kesedaran hasil penyelidikan inisiatif pendidikan STEM.
Selanjutnya, pengalaman pengembangan profesional untuk guru dalam perkhidmatan juga dapat memberikan kerangka konseptual yang kuat dari pendekatan pengintegrasian STEM dan membangun keyakinan mereka dalam mengajar matematik.
Kennedy dan Odell (2014) menunjukkan bahawa pengintegrasian pendidikan STEM dalam matematik yang berkualiti tinggi harus merangkumi penyatuan teknologi dan kejuruteraan ke dalam kurikulum sains dan matematik sekurang-kurangnya, mempromosikan penyelidikan saintifik dan reka bentuk kejuruteraan, termasuk arahan matematik dan sains yang ketat, pendekatan kolaboratif untuk belajar, menghubungkan pelajar dan pendidik dengan bidang STEM dan profesional, memberikan sudut pandangan global dan pelbagai perspektif, menggabungkan strategi seperti pembelajaran berasaskan projek, memberikan pengalaman pembelajaran formal dan tidak formal; dan menggabungkan teknologi yang sesuai untuk meningkatkan pembelajaran. Akhirnya, penyelidikan dan perbincangan lebih lanjut diperlukan mengenai impikasi dan kepentingan pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik di sekolah rendah.
7. Kesimpulan
Integrasi STEM dalam pengajaran matematik adalah salah satu cara inovatif untuk berfikir tentang pelajaran matematik yang berpotensi untuk mempengaruhi pendidikan dengan cara yang positif. Kajian ini telah membuktikan bahawa pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik dapat dilaksanakan dengan jayanya dan pihak guru matematik percaya bahawa kaedah pengajaran ini mendorong pembelajaran pelajar. Kajian ini juga membuktikan bahawa pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik dapat membina keyakinan guru dalam pengajaran dan pembelajaran mereka. Akhirnya, dapat dikatakan bahawa pengajaran matematik yang dilakukan dengan mengintgerasikan STEM dapat meningkatkan motivasi pelajar terhadap pelajaran matematik dan meningkatkan pencapaian murid. Melalui pengintegrasian STEM dalam pengajaran matematik memainkan peranan penting dalam menyediakan perspektif penyelesaian masalah yang inovatif dan kreatif dalam kehidupan seharian.
Rujukan
Abdullah, N., Adnan, M., Ibrahim, L. F., Hoe, T. W., Janan, D., Abdullah, J. M., Idris, N., et al. 2018. Development a Year One Stem Comic for Science and Mathematics Subjects (86 - 96). Jurnal Pendidikan Sains & Matematik Malaysia 8(2): 86–96.
Adam, N. A. & Halim, L. 2019. Cabaran Pengintegrasian Pendidikan STEM Dalam Kurikulum Malaysia. Seminar Wacana Pendidikan (September): 1–10.
Aguilera, D., Lupiáñez, J. L., Vílchez-González, J. M. & Perales-Palacios, F. J. 2021. In search of a long-awaited consensus on disciplinary integration in stem education. Mathematics 9(6). doi:10.3390/math9060597
Amri, M. S., Sudjimat, D. A. & Nurhadi, D. 2020. Mengkombinasikan Project-Based Learning dengan STEM untuk Meningkatkan Hasil Belajar Teknikal dan Karakter Kerja Siswa SMK. Teknologi dan Kejuruan … 43(1): 41–50. Retrieved from http://journal2.um.ac.id/index.php/teknologi-kejuruan/article/view/16643
Anggraini, F. I. & Huzaifah, S. 2017. Implementasi STEM dalam pembelajaran IPA di Sekolah Menengah Pertama. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan IPA 2017. STEM untuk Pembelajaran Sains Abad 21. 23 September 2017 (1998): 722–731.
Angin, R. Z. P. 2020. Penerapan STEM Pada Pembelajaran IPA Materi Bioteknologi.
Prosiding Seminar Nasional V 2019 300–307. Retrieved from http://research- report.umm.ac.id/index.php/psnpb/article/view/3606/3567
Ardianti, S., Sulisworo, D. & Pramudya, Y. 2019. Efektivitas Blended Learning Berbasis Pendekatan Stem Education Berbantuan Schoology Untuk Meningkatkan Critical Thinking Skill Pada Materi Fluida Dinamik. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan KALUNI 2(February). doi:10.30998/prokaluni.v2i0.67
Carlisle, D. L. & Weaver, G. C. 2018. STEM education centers: catalyzing the improvement of undergraduate STEM education. International Journal of STEM Education 5(1).
doi:10.1186/s40594-018-0143-2
Diani, R., Yanti, Y., Hartati, N. S., Fujiani, D., Hasanah, I. F. & Alamsyah. 2021. Islamic Literacy-Based Physics E-Module with STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) Approach. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1796(1). doi:10.1088/1742-6596/1796/1/012098
Fernández-Cézar, R., Garrido, D. & Solano-Pinto, N. 2020. Do science, technology, engineering and mathematics (STEM) experimentation outreach programs affect attitudes towards mathematics and science? A quasi-experiment in primary education.
Mathematics 8(9). doi:10.3390/math8091490
Hadiyanti, N. F. D., Hobri, Prihandoko, A. C., Susanto, Murtikusuma, R. P., Khasanah, N. &
Maharani, P. 2021. Development of mathematics e-module with STEM-collaborative project based learning to improve mathematical literacy ability of vocational high school students. Journal of Physics: Conference Series 1839(1). doi:10.1088/1742- 6596/1839/1/012031
Hassan, M. N., Abdullah, A. H., Ismail, N., Suhud, S. N. A. & Hamzah, M. H. 2018.
Mathematics Curriculum Framework for Early Childhood Education Based on Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM). International Electronic Journal of Mathematics Education 14(1): 15–31. doi:10.12973/iejme/3960
Johnson, J., Macalalag, A. Z. & Dunphy, J. 2020. Incorporating socioscientific issues into a STEM education course: exploring teacher use of argumentation in SSI and plans for classroom implementation. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research 2(1). doi:10.1186/s43031-020-00026-3
Kelley, T. R. & Knowles, J. G. 2016. A conceptual framework for integrated STEM education.
International Journal of STEM Education 3(1). doi:10.1186/s40594-016-0046-z
Khotimah, R. P., Adnan, M., Ahmad, C. N. C. & Murtiyasa, B. 2021. Science, Mathematics, Engineering, and Mathematics (STEM) Education in Indonesia: A Literature Review.
Journal of Physics: Conference Series 1776(1). doi:10.1088/1742-6596/1776/1/012028 Kong, S. F. & Mohd Effendi, M. M. 2020. Sikap Pelajar Terhadap Implementasi Sains ,
Teknologi , Kejuruteraan dan Matematik ( STEM ) dalam Pembelajaran. Jurnal Dunia Pendidikan 2(3): 72–81.
Kuschel, K., Ettl, K., Díaz-García, C. & Alsos, G. A. 2020. Stemming the gender gap in STEM entrepreneurship – insights into women’s entrepreneurship in science, technology, engineering and mathematics. International Entrepreneurship and Management Journal 16(1): 1–15. doi:10.1007/s11365-020-00642-5
Leung, A. 2020. Boundary crossing pedagogy in STEM education. International Journal of STEM Education 7(1). doi:10.1186/s40594-020-00212-9
Li, Y. 2019. Five years of development in pursuing excellence in quality and global impact to become the first journal in STEM education covered in SSCI. International Journal of STEM Education 6(1): 40–43. doi:10.1186/s40594-019-0198-8
Margot, K. C. & Kettler, T. 2019. Teachers’ perception of STEM integration and education: a systematic literature review. International Journal of STEM Education 6(1).
doi:10.1186/s40594-018-0151-2
Muhammad Abd Hadi, B. 2017. Membangunkan Pendekatan Bersepadu Pendidikan STEM di Malaysia. Research Gate (September). doi:10.13140/RG.2.2.19846.06723
Noleine Fitzallen. 2015. STEM Education : What Does Mathematics Have To Offer ? Proceedings of the 38th annual conference of the Mathematics Education Research Group of Australasia (June 2015): 237–244.
Series, C. 2021. Pre-service mathematics teachers ’ perspectives on STEM-based learning activities Pre-service mathematics teachers ’ perspectives on STEM- based learning activities. doi:10.1088/1742-6596/1835/1/012081
Shernoff, D. J., Sinha, S., Bressler, D. M. & Ginsburg, L. 2017. Assessing teacher education and professional development needs for the implementation of integrated approaches to STEM education. International Journal of STEM Education 4(1): 1–16.
doi:10.1186/s40594-017-0068-1
Sidek, S. 2017. Penggunaan Media Pengajaran dalam kalangan Guru-guru Mata Pelajaran Geografi di Daerah Batu Pahat, Johor 7(1): 104–126.
Yata, C., Ohtani, T. & Isobe, M. 2020. Conceptual framework of STEM based on Japanese subject principles. International Journal of STEM Education 7(1). doi:10.1186/s40594- 020-00205-8
Yildirim, B. & Sidekli, S. 2018. STEM applications in mathematics education: The effect of STEM applications on different dependent variables. Journal of Baltic Science Education 17(2): 200–214. doi:10.33225/jbse/18.17.200
Zamri Mahamod, Nik Mohd Rahimi Nik Yusoff, Shamsudin Othman, Alizah Lambri & Hadi Hassan. 2020. Tahap Pemahaman, Penghayatan Dan Pengamalan Jati Diri Bahasa Melayu dalam Kalangan Rakyat Malaysia. Jurnal Pendidikan Bahasa Melayu 10(Mei): 27–36.
