See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/301567750 Pendidikan STEM Bersepadu: Perspektif Global, Perkembangan Semasa di Malaysia, dan Langkah Kehadapan Article · November 2015 CITATIONS READS 8 39,805 1 author: Muhammad Abd Hadi Bunyamin Universiti Teknologi Malaysia 33 PUBLICATIONS 30 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Matching PCK with Instructional Practices: Amplifiers and Filters of Physics Teaching View project Integrated STEM Education in Malaysia View project All content following this page was uploaded by Muhammad Abd Hadi Bunyamin on 23 April 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. Pendidikan STEM Bersepadu: Perspektif Global, Perkembangan Semasa di Malaysia, dan Langkah Kehadapan Muhammad Abd Hadi Bunyamin Universiti Teknologi Malaysia Abstrak: Pendekatan STEM Bersepadu untuk peringkat sekolah semakin mendapat tempat di negara-negara maju seperti Amerika Syarikat. Perkembangan semasa di Malaysia pula memperlihatkan minat mendalam pihak kerajaan Malaysia untuk melaksanakan pendekatan ini. Artikel ini membincangkan perkembangan STEM Bersepadu di Amerika Syarikat dan usaha-usaha yang telah mula dibuat di Malaysia untuk menggunakan pendekatan ini. Artikel ini juga mencadangkan perkara utama yang perlu diberikan perhatian untuk melaksanakan STEM Bersepadu ini iaitu pembinaan kurikulum baru Sains dan Matematik berasaskan prinsip pengintegrasian bidang ilmu serta pertimbangan untuk membuat perbincangan bersama semu pihak berkepentingan (stakeholders) ke arah pendidikan STEM Bersepadu yang menyeluruh dan inklusif. Pendahuluan Dalam keadaan dunia yang kini berada pada abad ke dua puluh satu, gerakangerakan pembaharuan bagi memberikan nafas baru kepada bidang pendidikan Sains dan Matematik peringkat persekolahan telah bermula. Salah satu daripada pembaharuan itu ialah pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering & Mathematics) Bersepadu atau lebih dikenali dengan istilah Integrated STEM. Istilah STEM ini bermula pada awal tahun 90-an di Amerika Syarikat dalam polisi-polisi kerajaan Amerika Syarikat (Koehler, Binns, & Bloom, 2016). Cabaran yang dikenalpasti ialah untuk mempersiapkan setiap warganegara Amerika Syarikat untuk menceburi bidang Science, Technology, Engineering & Mathematics (STEM) dan akhirnya memasuki kerjaya yang berkaitan bidang STEM seperti saintis, jurutera, ahli matematik, atau ahli teknologi. Pada permulaannya, istilah SMET (science, mathematics, engineering, & technology) digunakan, namun ditukar kepada STEM oleh National Science Foundation (NSF) bagi memudahkan penyebutan dan memperkukuhkan maknanya (National Academy of Science, 2007). Sejak idea STEM dikemukakan, kini ia mempunyai pelbagai definisi (Roehrig, Moore, Wang, & Park, 2012). Akan tetapi, STEM yang ideal dan menjadi dambaan sebenar para sarjana Amerika Syarikat ialah Integrated STEM yang menyepadukan kesemua empat unsur STEM. Bryan, Moore, Johnson, and Roehrig (2016) mentakrifkan STEM Bersepadu sebagai: “Pengajaran dan pembelajaran isi kandungan serta amalan bidang ilmu yang memasukkan unsur Sains dan Matematik dengan pengintegrasian amalan Kejuruteraan dan Rekabentuk Kejuruteraan melalui Teknologi yang berkenaan” Berdasarkan takrifan ini, dapatlah diketahui bahawa matlamat STEM Bersepadu ialah bagi mengadunkan pengintegrasian Sains, Teknologi, Kejuruteraan, dan Matematik dalam proses P&P. Mengulas lanjut definisi STEM Bersepadu itu, Moore, Johnson, Peters-Burton, dan Guzey (2016) memperincikan enam teras STEM bersepadu iaitu: (a) Penggunaan konteks pembelajaran yang bermakna dan berkait dengan kehidupan sebenar murid. (b) Mencabar potensi murid dengan menggunakan pendekatan Rekabentuk Kejuruteraan (Engineering Design) bagi membentuk pemikiran kritis dan kreatif melalui aktiviti rekabentuk berbantukan teknologi yang berkaitan. (c) Murid dapat belajar daripada kegagalan dalam merekabentuk penyelesaian dalam Rekabentuk Kejuruteraan dengan memperbaiki rekabentuk sedia ada. (c) Melaksanakan pengajaran dan pembelajaran yang diintegrasikan dengan Sains dan Matematik serta subjek-subjek yang relevan seperti Kesusasteraan, Kemanusiaan, dan Kajian Sosial. (d) Melaksanakan aktiviti P&P yang berpusatkan murid agar murid dilibatkan secara aktif dalam proses P&P. (e) Melatih murid untuk bekerjasama dan berkomunikasi dalam menjalankan aktiviti pembelajaran. STEM Bersepadu mempunyai perbezaan dengan STEM terdahulu yang mengasingkan setiap empat bidang STEM tersebut. Hujah bagi menggunakan pendekatan STEM Bersepadu ini ialah sifat dunia nyata ini yang merentas pelbagai jenis ilmu pengetahuan dan bukannya terpisah (Hurd, 1998). Permasalahan dan cabaran abad baru ini menuntut agar adanya penyelesaian yang menyeluruh kepada permasalahan- permasalahan yang dihadapi masyarakat dunia seperti gempa bumi, banjir besar, tsunami, mahupun krisis bekalan makanan. Isu-isu ini hakikatnya adalah kompleks kerana perlu melibatkan banyak pihak yang mempunyai kepakaran dan kepentingan. Sebagai contoh, banjir besar yang melanda negeri-negeri Pantai Timur Malaysia pada hujung tahun 2014 yang lepas menuntut para ahli saintis untuk mengkaji sebab-sebab berlakunya banjir besar itu, jurutera pula diperlukan untuk pembinaan semula rumah-rumah yang mampu menahan tekanan air daripada banjir besar, ahli teknologi yang mampu mencipta dan membekalkan alat-alat untuk memperbaiki rumah dan kemudahan yang rosak, mahupun ahli matematik yang dapat menganggarkan jumlah bantuan kewangan yang diperlukan untuk setiap mangsa banjir. Jelas bahawa, permasalahan dunia hari ini jauh lebih kompleks dan memerlukan kerjasama daripada ramai pihak. Di sinilah perlunya didikan tentang STEM Bersepadu agar murid-murid boleh mula membina kepakaran diri mereka untuk membantu secara kolektif dalam pertanggungjawaban sosial. Namun begitu, persoalan pokok dalam pendidikan STEM Bersepadu ini ialah, apakah pula perkembangan terkini mengenai STEM Bersepadu di Malaysia? Apakah usaha-usaha untuk melaksanakan pendekatan STEM Bersepadu di Malaysia? Persoalanpersoalan ini akan cuba dijawab dengan membuat semakan-semakan kajian dan dokumen-dokumen kerajaan Malaysia berkaitan STEM Bersepadu. Dengan yang demikian, artikel ini ditulis bertujuan memberikan pandangan mengenai perkembangan STEM Bersepadu pada peringkat global dan juga di Malaysia, seterusnya mengemukakan pandangan untuk melaksanakan STEM Bersepadu secara menyeluruh dan inklusif dalam konteks Malaysia. STEM Bersepadu Peringkat Global Tahun 2013 menjadi tahun penting bagi pendidikan STEM di Amerika Syarikat dengan pengenalan dokumen Next Generation Science Standards (NGSS). NGSS merupakan piawaian atau standard yang digunakan bagi pelaksanaan STEM Bersepadu di Amerika Syarikat. NGSS merupakan dokumen yang dibina berasaskan satu dokumen sebelumnya iaitu A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas (National Research Council, 2012). Namun, persoalan mendasar ialah, apakah sebab yang membawa kepada pengenalan NGSS ini? Pernahkah sesiapa bertanyakan di kedudukan manakah Amerika Syarikat dalam pentaksiran Program for International Student Assessment (PISA) 2012 oleh The Organization for Economic Cooperation and Development (OECD)? Dengan skor Matematik sebanyak 481 (purata OECD ialah 494), skor Sains sebanyak 497 (purata OECD ialah 501) dan skor Pembacaan sebanyak 498 (purata OECD ialah 496), Amerika Syarikat pada tangga ke-36 (OECD, 2012). Hal ini pasti mengejutkan ramai pihak, namun itulah realitinya. Pentaksiran antarabangsa ini merupakan salah satu sebab utama mengapa para penyelidik STEM bangkit menggesa pembaharuan dalam amalan pengajaran dan pembelajaran (P&P) Sains dan Matematik peringkat sekolah di Amerika Syarikat. Pembaharuan ini termasuklah dengan pengenalan dokumen NGSS bagi memberi tonik baru kepada P&P Sains dan Matematik. NGSS amnya menitikberatkan pengintegrasian Sains dan Kejuruteraan bersama Matematik dan Teknologi melalui lapan unsur Amalan Sains dan Kejuruteraan (NRC, 2012). Prestasi Malaysia dalam Pentaksiran Antarabangsa dan Persoalan Polisi Pencapaian murid Malaysia dalam pentaksiran PISA 2012 pula membayangkan bahawa banyak usaha perlu dipergiat untuk memperbaiki kurikulum, pengajaran dan pembelajaran, serta pentaksiran dalam subjek Sains dan Matematik. Pada tangga ke-52 dalam PISA 2012 (OECD, 2012), Malaysia mencatatkan skor Matematik sebanyak 421 (purata OECD ialah 494), skor Sains sebanyak 420 (purata OECD ialah 501) dan skor Pembacaan sebanyak 398 (purata OECD ialah 496) (OECD, 2012). Maka, semua skor yang dimiliki Malaysia adalah di bawah nilai purata OECD. Prestasi yang kurang memberangsangkan ini dikaitkan dengan ketaktentuan pelaksanaan polisi berkaitan pendidikan Sains dan Matematik. Contohnya ialah pelaksanaan dan akhirnya pembatalan polisi Pengajaran dan Pembelajaran Sains dan Matematik dalam Bahasa Inggeris (PPSMI) yang mula dilaksana pada tahun 2003 dan berakhir pada 2012. Polisi yang tidak konsisten begini banyak memberikan beban kepada para pelaksana polisi kerana ketaksesuaian Sains dan Matematik diajar dalam bahasa Inggeris (Isa et al., 2011). Mengambilkira ketaktentuan polisi dan kebimbangan kepada pencapaian pendidikan yang lebih menggerunkan, Kementerian Pendidikan Malaysia (2013) telah mengumumkan pengenalan dokumen Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia (PPPM) 2013-2025. Dokumen ini mustahak kerana di dalamnya terdapat bahagian mengenai langkah meningkatkan pencapaian Sains dan Matematik para pelajar sekolah di Malaysia. Menariknya, istilah STEM digunakan untuk pertama kalinya secara rasmi oleh Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM) dalam dokumen ini. Unsur penting dalam dokumen ini ialah pengenalan Kurikulum Standard Sekolah Menengah (KSSM) bermula pada tahun 2017 nanti. STEM Bersepadu di Malaysia Beberapa langkah penting perlu diambil sebagai persediaan kepada pelaksanaan kurikulum baru pada tahun 2017 itu nanti. Kurikulum baru itu nanti harus meletakkan agenda STEM Bersepadu sebagai eleman teras dalam pembinaan dan pelaksanaannya. Memandangkan kerajaan Malaysia telah mula menunjukkan minat dalam pendekatan STEM Bersepadu bagi peringkat persekolahan, maka haruslah kurikulum itu nanti mempunyai ciri-ciri STEM Bersepadu yang jelas. Apakah ciri-ciri yang diinginkan itu? Persoalan tentang ciri-ciri STEM bersepadu harus merujuk kembali definisi STEM Bersepadu yang dirangka oleh para pengkaji bidang ini seperti yang dijelaskan oleh Bryan et al. (2016). Ciri-ciri yang dikemukakan oleh para penyelidik tersebut pada idealnya sudah agak baik, namun isu utama ialah sudah pastinya pada peringkat pelaksanaan kurikulum baru itu nanti. Dalam konteks Amerika Syarikat, pelaksanaan STEM Bersepadu juga menjadi isu yang besar kerana wujudnya kekangan-kekangan yang konkrit. Antara kekangan utama ialah latihan profesional untuk para guru, bakal guru, dan pelaksana dasar. Para guru Sains dan Matematik di Amerika Syarikat kurang dedahan kepada ilmu berkaitan bidang Kejuruteraan (Roehrig, et al., 2012). Dengan kekurangan ilmu dan kemahiran dalam bidang Kejuruteraan, guru-guru Sains dan Matematik ini tidak dapat mengajar secara berkesan menggunakan pendekatan Rekabentuk Kejuruteraan seperti yang diinginkan oleh para penyelidik STEM Bersepadu di Amerika Syarikat serta dokumen NGSS itu sendiri. Maka, gesaan untuk memperhebat latihan profesional tentang STEM Bersepadu telah dibuat untuk guru-guru Sains dan Matematik yang sedang mengajar di sekolah-sekolah Amerika Syarikat (Johnson & Sondergeld, 2016). Cabaran yang sama bakal dihadapi oleh Malaysia jika Malaysia ingin melaksanakan pendekatan STEM Bersepadu ini. Dalam keadaan guru-guru kurang dedahan kepada pendekatan ini kerana sifatnya yang sangat baru, maka latihan profesional perguruan dalam STEM Bersepadu di Malaysia perlu diperkukuhkan, diperbaiki, dan dipantau untuk membentuk guru yang kompeten dalam pengetahuan, kemahiran, dan sikap dalam konteks STEM Bersepadu. Program pendidikan dan pembangunan profesional guru harus menerapkan lebih banyak unsur-unsur Rekabentuk Kejuruteraan, Penyiasatan Saintifik, Penaakulan dan Pemikiran Matematik, dan Kemahiran Abad Ke-21 (Bryan et al., 2016). PPPM 2013-2025 kini menjadi dokumen penting untuk semua pihak yang berkepentingan (stakeholders) dalam bidang pendidikan di Malaysia. Namun begitu, langkah penting yang perlu diambil untuk masa ini ialah memperhalusi Kurikulum Sains dan Matematik sedia ada dan melihat kemungkinan kewujudan unsur-unsur STEM Bersepadu di dalamnya. Langkah ini penting kerana Malaysia mempunyai tempoh berbaki setahun untuk bersiap sedia melaksanakan KSSM pada tahun 2017. Dalam tempoh setahun ini, amat baik jika langkah diambil untuk melihat secara mendalam apakah wujudnya unsur-unsur STEM Bersepadu dalam kurikulum Sains dan Matematik sedia ada. Ini bagi membantu guru-guru dan para penyelidik sendiri untuk melihat bentuk-bentuk STEM Bersepadu sedia ada dan langkah lanjutan untuk mula mentransformasikan unsur-unsur itu kepada STEM Bersepadu yang ideal dalam P&P Sains dan Matematik. Bunyamin dan Finley (2016) telah membuat analisis kepada Kurikulum Fizik Malaysia Tingkatan Empat dan menemui bahawa pengintegrasian Sains dan Teknologi Pendidikan serta penggunaan pendekatan Penyiasatan Saintifik amat jelas ditekankan dalam kurikulum Fizik tersebut. Namun, dalam soal pengintegrasian Sains dan Kejuruteraan serta Matematik, perkara ini lebih terlihat secara tersirat (implicit). Aplikasi-aplikasi Sains dan Teknologi dalam dunia nyata ada ditekankan dalam kurikulum Fizik tersebut, namun untuk membawakan pendekatan Rekabentuk Kejuruteraan dan Pemodelan Matematik dalam subjek Sains seperti Fizik ini memerlukan pendekatan yang lebih tersurat (explicit). Ini termasuklah menyusun kembali topik-topik Sains agar dapat membina perkaitan dan hubungan antara setiap konsep itu ke arah pengaplikasian yang konkrit dalam kehidupan. Sebagai contoh, topik-topik seperti Tekanan dalam Cecair, Prinsip Archimedes, dan Prinsip Bernoulli boleh tergabung bersama untuk aplikasi pembinaan kapal selam dalam teknologi marin. Walaupun ketigatiga topik ini tergabung dalam bab Daya dan Tekanan (Bab Tiga Fizik Tingkatan Empat), namun perkaitan antara konsep-konsep dan topik-topik tersebut wajar dibuat secara lebih jelas. Di sinilah nanti para murid akan dapat melihat bagaimana setiap konsep Sains dan Matematik itu sebenarnya berkait rapat dan menyokong antara satu sama lain. Pada aplikasi harian itulah nanti murid dapat mencipta sendiri produk prototaip yang mengaplikasi konsep-konsep Sains dan Matematik serta menggunakan Teknologi yang bersesuaian. Pada ringkasnya, inilah ideas asas kepada pendekatan Rekabentuk Kejuruteraan dalam P&P subjek Sains dan Matematik. Gesaan untuk merubah kurikulum Sains dan Matematik di Malaysia ke arah kurikulum berpaksikan STEM juga telah dibuat oleh Siew, Amir, dan Chong (2015). Dalam aspek penyelidikan, kajian-kajian dalam pendekatan STEM Bersepadu pada peringkat persekolahan masih kurang. Ini diperakui dalam kajian Jayarajah, Saat, dan Rauf (2014) yang menemui bahawa kajian STEM Bersepadu di Malaysia banyak tertumpu pada peringkat pendidikan tinggi dan kurang penekanan pada peringkat sekolah. Ini suatu yang tidak mengejutkan kerana di universiti dan kolej, para pelajar Malaysia banyak ditawarkan kursus-kursus Kejuruteraan serta kursus-kursus berkaitan bidang STEM yang lain. Namun, pada peringkat persekolahan, pendekatan Rekabentuk Kejuruteraan tidak meluas untuk semua sekolah. Kesimpulan Pengajaran dan pembelajaran Sains dan Matematik di peringkat sekolah Malaysia perlu ditransformasikan dan diberikan nafas baru. Pendekatan STEM Bersepadu yang semakin mendapat perhatian dan mencuri tumpuan di Amerika Syarikat dan di Malaysia dijangka akan menjadi teras kepada pembinaan kurikulum baru Sains dan Matematik yang lebih mempunyai nilai pengintegrasian pelbagai jenis bidang ilmu dan amalan. Kurikulum mempunyai impak besar kepada sistem pendidikan kerana guru-guru pastinya perlu mengajar dengan berpandukan sukatan pelajaran dalam kurikulum nasional. Tambahan pula, pentaksiran kebangsaan seperti Sijil Pelajaran Malaysia (SPM) juga terbina dengan skop yang diberikan dalam kerangka kurikulum nasional. Dengan sistem pendidikan di Malaysia yang mempunyai sifat berpusat (centralized), kurikulum, pengajaran dan pembelajaran, serta pentaksiran kesemuanya perlu diselarikan untuk membentuk pendidikan yang sempurna pada semua tahap. Perubahan pada kurikulum bakal memberi kesan kepada P&P serta pentaksiran dalam peperiksaan nasional. Oleh yang demikian, Kementerian Pendidikan Malaysia disarankan untuk mengambilkira keperluan sekolah, guru, murid, ibu bapa, dan ahli masyarakat serta pihak-pihak yang berkepentingan (stakeholders) jika bercadang untuk melaksanakan STEM Bersepadu dalam KSSM 2017 nanti. Proses perhubungan dan perbincangan ini penting bagi memberikan gambaran yang jelas tentang bentuk kurikulum baru yang bakal dilaksana di samping membentuk sistem pendidikan yang inklusif untuk semua lapisan masyarakat Malaysia. Rujukan Bryan, L. A., Moore, T. J., Johnson, C. C., & Roehrig, G. H. (2016). Integrated STEM education. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore (Eds.), STEM road map: A framework for integrated STEM education (pp. 23-37). NY: Routledge Taylor & Francis Group. Bunyamin, M. A. H., & Finley, F. (2016). STEM Education in Malaysia: Reviewing the Current Physics Curriculum. Kertas kerja yang telah diterima untuk pembentangan dalam International Conference of Association for Science Teacher Education (ASTE), 7-9 Januari 2016 di Nevada, Amerika Syarikat. Hurd, P. D. (1998). Scientific literacy: New minds for a changing world. Science Education, 82(3), 407–416. Isa, Z., Zakaria, A. M., Azlan, M. I., Noorani, M. S. M., Majid, N., Ismail, H., … Ahmad, A. G. (2011). Students’ Perceptions of the implementation of teaching and learning of Science and Mathematics in English. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 18(1), 361–366. Jayarajah, K., Saat, R. M., & Rauf, R. A. A. (2014). A review of science, technology, engineering & mathematics (STEM) education research from 1999-2013: A Malaysian perspective. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 10(3), 155–163. Johnson, C. C., & Sondergeld, T. A. (2016). Effective STEM professional development. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore (Eds.), STEM road map: A framework for integrated STEM education (pp. 203-210). NY: Routledge Taylor & Francis Group. Kementerian Pendidikan Malaysia (2013). Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013-2025. Putrajaya: Kementerian Pendidikan Malaysia. Koehler, C., Binns, I. C., & Bloom, M. A. (2016). The emergence of STEM. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore (Eds.), STEM road map: A framework for integrated STEM education (pp. 13-22). NY: Routledge Taylor & Francis Group. Moore, T. J., Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E., & Guzey, S. S. (2016). The need for a STEM road map. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore (Eds.), STEM road map: A framework for integrated STEM education (pp. 3-12). NY: Routledge Taylor & Francis Group. National Academy of Science (NAS): Committee of Science, Engineering, and Public Policy (2007). Rising above the gathering storm: Energizing and employing America for a brighter economic future. Washington, DC: National Academies Press. National Research Council (NRC). (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: The National Academies Press. OECD. (2012). Program for International Student Assessment results (PISA) from PISA 2012: Country note- United States. Retrieved from http://www.oecd.org/pisa/keyfindings/PISA-2012-results-US.pdf Roehrig, G. H., Moore J., T., Wang, H.-H., & Park, M. S. (2012). Is adding the E enough? Investigating the impact of K-12 engineering standards on the implementation of STEM integration. School Science and Mathematics, 112(1), 31– 44. Siew, N. M., Amir, N., & Chong, C. L. (2015). The perceptions of pre-service and inservice teachers regarding a project-based STEM approach to teaching science. SpringerPlus, 4(1), 1–20. View publication stats