Developing STEM-based LKPD to improve student's critical thinking abilities

Korinti Nalsalsalisa Br Milala; Fauziyah Harahap; Hasruddin Hasruddin

doi:10.17509/jik.v21i4.74743

Abstract

Students' critical thinking skills in science learning remain low due to suboptimal teaching approaches. This study aims to develop and assess the feasibility, practicality, and effectiveness of STEM-based student worksheets (LKPD) on the life cycle topic for fourth-grade students at SDN 064027 Karang Sari. The research employed a Research and Development (R&D) approach using the ADDIE model, which includes analysis, design, development, implementation, and evaluation stages. Data collection methods included observations, interviews, and tests, while data analysis was conducted through expert validation, practicality tests, and effectiveness evaluations. The results showed that the STEM-based LKPD is feasible, practical for classroom implementation, and effective in enhancing students' critical thinking skills. The LKPD supports active learning and fosters 21st-century skills such as critical thinking, creativity, collaboration, and communication. The STEM approach provides meaningful learning experiences by integrating science, technology, engineering, and mathematics, enabling students to relate learning concepts to real-life contexts. This study recommends the STEM-based LKPD as an innovative alternative for science education, particularly for the life cycle topic, to enhance students' critical thinking skills and conceptual understanding.

Abstrak

Kemampuan berpikir kritis peserta didik dalam pembelajaran IPA masih rendah akibat pendekatan pembelajaran yang belum optimal. Penelitian ini bertujuan mengembangkan dan menguji kelayakan, kepraktisan, serta keefektifan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) berbasis STEM pada materi daur hidup untuk peserta didik kelas IV di SDN 064027 Karang Sari. Penelitian menggunakan pendekatan Research and Development (R&D) dengan model ADDIE yang terdiri dari tahap analisis, desain, pengembangan, implementasi, dan evaluasi. Teknik pengumpulan data meliputi observasi, wawancara, dan tes, sedangkan analisis data dilakukan melalui validasi ahli, uji kepraktisan, dan uji keefektifan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LKPD berbasis STEM layak digunakan dalam pembelajaran, praktis diterapkan, dan efektif meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. LKPD ini dirancang untuk mendukung pembelajaran aktif, berorientasi pada pengembangan keterampilan abad ke-21, seperti berpikir kritis, kreativitas, kolaborasi, dan komunikasi. Pendekatan STEM memberikan pengalaman belajar yang bermakna melalui integrasi sains, teknologi, rekayasa, dan matematika, sehingga peserta didik dapat mengaitkan konsep pembelajaran dengan kehidupan sehari-hari. Penelitian ini merekomendasikan penggunaan LKPD berbasis STEM sebagai alternatif inovatif dalam pembelajaran IPA, khususnya pada materi daur hidup, untuk membantu peserta didik meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan pemahaman konseptual.

Kata Kunci: Berpikir kritis; LKPD; STEM.

Keywords:

critical thinking LKPD STEM

References

Adhiati, F., Triwoelandari, R., & Nawawi, M. K. (2023). Pengembangan LKS pembelajaran IPA berbasis STEM untuk meningkatkan kemampuan berkolaborasi siswa kelas 5 sekolah dasar. ELSE (Elementary School Education Journal): Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran Sekolah Dasar, 7(1), 146-154

Agustina, R., Huda, I., & Nurmaliah, C. (2020). Implementasi pembelajaran STEM pada materi sistem reproduksi tumbuhan dan hewan terhadap kemampuan berpikir ilmiah peserta didik SMP. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education), 8(2), 241-256.

Alibardi, L. (2024). Regeneration and regrowth in multicellular animals derive from the presence of processes of organ metamorphosis and continuous growth in their life cycles. Acta Zoologica, 105(3), 263-280.

Alifiyah, C. N., Parno, P., & Kusairi, S. (2020). Efektivitas penggunaan UKBM terhadap literasi sains materi alat optik dalam model PjB-STEM dengan asesmen formatif pada siswa kelas XI MA Negeri 9 Malang. Briliant: Jurnal Riset dan Konseptual, 5(4), 679-686.

Amali, K., Kurniawati, Y., & Zulhiddah, Z. (2019). Pengembangan lembar kerja peserta didik berbasis sains teknologi masyarakat pada mata pelajaran IPA di sekolah dasar. Journal of Natural Science and Integration, 2(2), 191-202.

Annisa, N. N., Suhartini, E., Buhari, M. R., & Arafah, A. A. (2023). Pengembangan LKPD IPA berbasis STEM pada tema 1 indahnya kebersamaan materi bunyi kelas IV sekolah dasar. Jurnal Pendidikan MIPA, 13(1), 170-176.

Aprilianti, P. P., & Astuti, D. (2020). Pengembangan LKPD berbasis STEM pada materi bangun ruang sisi datar SMP kelas VIII. JPMI (Jurnal Pembelajaran Matematika Inovatif), 3(6), 691-702.

Arisha, D., & Surya, E. (2024). Pengembangan LKPD berbasis pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering, And Mathematics) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis. Jurnal Review Pendidikan dan Pengajaran (JRPP), 7(1), 345-352.

Aristo, R. W., & Tampubolon, T. (2019). STEM approach to students' worksheet development with a 4D model in the sound waves topic. International Journal of Scientific Research and Engineering Development, 2(4), 256-259.

David, E. I. N., Sennen, E., & Supardi, K. (2021). Integrasi pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) untuk peningkatan keterampilan berpikir kritis siswa sekolah dasar. Scholaria: Jurnal Pendidikan dan Kebudayaan, 11(1), 11-22

Destiara, M., Himmah, N., & Indriyani, S. (2021). Pengembangan LKPD materi arthropoda berbasis STEM berteknologi augmented reality. Bioeduca: Journal of Biology Education, 3(1), 37-45.

Dolapcioglu, S., & Doğanay, A. (2022). Developing critical thinking in mathematics classes via authentic learning: An action research. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 53(6), 1363-1386.

Febriyanti, D., & Maryani, I. (2020). Pengembangan LKPD 7 dasar. Jurnal Fundadikdas (Fundamental Pendidikan Dasar), 3(2), 162-180.

Fithri, S., Pada, A. U. T., Artika, W., Nurmaliah, C., & Hasanuddin, H. (2021). Implementasi LKPD berbasis STEM untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education), 9(4), 555-564.

Gandi, A. S. K., Haryani, S., & Setiawan, D. (2019). The effect of project-based learning integrated with STEM on critical thinking skills. Journal of Primary Education, 8(7), 18-23.

Hanim, F., Suyanti, R. D., & Harahap, F. (2019). Pengaruh lembar kerja peserta didik berbasis keterampilan proses sains dan motivasi terhadap hasil belajar IPA kelas IV SD Negeri 164330 Tebingtinggi. Jurnal Tematik, 7(1), 107-115.

Harahap, F., Suriani, C., Edi, S., Ningsih, A. P., Parasetya, E., Kamal, S., & Armaniar, A. (2023). Riset biologi berbasis STEM di era metaverse. Prosiding Webinar Nasional VII Biologi dan Pembelajarannya, 11, 1-8.

Hasanah, Z., Pada, A. U. T., Safrida, S., Artika, W., & Mudatsir, M. (2021). Implementasi model problem based learning dipadu LKPD berbasis STEM untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis pada materi pencemaran lingkungan. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education), 9(1), 65-75.

Hasruddin, H. (2022). Inovasi pembelajaran sains-biologi dalam mencari solusi problematika lingkungan mewujudkan sustainable development goals. Prosiding Seminar Nasional Biologi, Teknologi dan Kependidikan, 7, 8-13.

Hasruddin, H., Aryeni, A., & Amrizal, A. (2024). Perancangan buku ajar perencanaan pembelajaran biologi berbasis problematika. Indonesian Research Journal on Education, 4(1), 1-6.

Kurniawati, R. P., & Dayu, D. P. K. (2022). Efektifitas lembar kerja siswa berbasis STEM-PjBL terhadap kemampuan kognitif siswa kelas V SD. Riemann: Research of Mathematics and Mathematics Education, 4(2), 1-10.

Magrizos, S., Kostopoulos, I., & Powers, L. (2021). Volunteer tourism as a transformative experience: A mixed-methods empirical study. Journal of Travel Research, 60(4), 878-895.

Mahyuni, S. R., Nursamsu, N., Hasruddin, H., & Muslim, M. (2022). Development of students worksheet learning tools made by ethnoscience based on science literacy. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 8(4), 2001-2007.

Marliani, T., Hamdu, G., & Pranata, O. H. (2021). Pengembangan LKS pembelajaran STEM untuk mencapai keterampilan 4C dengan media electrical tandem roller di sekolah dasar. Jurnal Ilmiah Pendidikan Guru Sekolah Dasar, 8(2), 276-291.

Mufidah, I. A., Badarudin, & Yuwono, P. H. (2019). The implementation of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) learning to improve basic asking skills and learning achievements students of elementary school. Al-Ishlah: Jurnal Pendidikan, 11(2), 210-222.

Munawaroh, F., & Supriadi, B. (2023). Implementasi LKPD berbasis STEM untuk mengukur keterampilan berpikir kritis pada pokok bahasan gerak lurus. Jurnal Pembelajaran Fisika, 12(1), 9-15.

Nafikah, N., Novita, N., Syafrizal, S., Zahara, S. R., & Siska, D. (2024). Pengembangan Lembar Kerja Peserta Didik (LKS) berbasis Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) pada materi usaha dan energi di MTSN 7 Aceh Utara. Relativitas: Jurnal Riset Inovasi Pembelajaran Fisika, 6(2), 66-77.

Novitasari, N., Febriyanti, R., & Wulandari, I. A. (2022). Efektivitas LKS berbasis etnomatematika dengan pendekatan STEM terhadap kemampuan berpikir kritis. Vygotsky: Jurnal Pendidikan Matematika dan Matematika, 4(1), 57-66.

Nua, M. T. P., Wahdah, N., & Mahfud, M. (2019). Pengembangan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) K-13 berbasis discovery learning peserta didik SMA kelas X pada materi analisis vektor. Jurnal Nalar Pendidikan, 6(2), 95-104.

Nuryadin, A., Wisutama, R. A., Sulaeman, N. F., Subagiyo, L., & Marzan, J. N. T. (2024). Argumentation in water turbidity. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education), 12(2), 264-278.

Omanda, N., Harahap, F., & Wau, Y. (2023). Development of student worksheets based project based learning to improve High-Level Thinking Skills (HOTS) on magnetic material. Randwick International of Education and Linguistics Science Journal, 4(3), 752-757.

Owens, A. D., & Hite, R. L. (2022). Enhancing student communication competencies in STEM using virtual global collaboration project based learning. Research in Science & Technological Education, 40(1), 76-102.

Pratiwi, R. S., & Rachmadiarti, F. (2022). Pengembangan e-book berbasis Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) materi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan untuk melatihkan keterampilan literasi sains. Berkala Ilmiah Pendidikan Biologi (BioEdu), 11(1), 165-178.

Prika, A. Z., & Siregar, B. H. (2024). Pengaruh pendekatan inkuiri berbantuan LKPD elektronik terhadap kemampuan berpikir kreatif matematika siswa kelas VIII. Pedagogy: Jurnal Pendidikan Matematika, 9(1), 168-185

Purwanti, S., & Sholihah, M. (2021). Pengembangan LKPD elektronik dengan pendekatan STEM berbasis project-based learning materi energi dan pemanfaatannya. Jurnal Taman Cendekia, 5(2), 670-685.

Puspita, V., & Dewi, I. P. (2021). Efektifitas E-LKPD berbasis pendekatan investigasi terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik sekolah dasar. Jurnal Cendekia: Jurnal Pendidikan Matematika, 5(1), 86-96.

Putri, C. D., Pursitasari, I. D., & Rubini, B. (2020). Problem based learning terintegrasi STEM di era pandemi COVID-19 untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa. JIPI (Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA), 4(2), 193-204.

Rahma, R., & Isralidin, I. (2022). Implementasi pendekatan STEAM dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik SD Negeri 1 Bireuen. JEMAS: Jurnal Edukasi Matematika dan Sains, 3(1), 33-37.

Retnowati, S., & Subanti, S. (2020). The STEM approach: The development of rectangular module to improve critical thinking skill. International Online Journal of Education and Teaching, 7(1), 2-15.

Sanjayanti, N. P. A. H., Darmayanti, N. S., Qondias, D., & Sanjaya, K. O. (2020). Integrasi keterampilan 4C dalam modul metodologi penelitian. Jurnal Pedagogi dan Pembelajaran, 3(3), 407-415.

Santos-Ortega, Y., & Killiny, N. (2020). In vitro egg hatching of Diaphorina citri, the vector of Huanglongbing. Entomologia Experimentalis et Applicata, 168(11), 851-856.

Septiani, I., Lesmono, A. D., & Harimukti, A. (2020). Analisis minat belajar siswa menggunakan model problem based learning dengan pendekatan STEM pada materi vektor di kelas X MIPA 3 SMAN 2 Jember. Jurnal Pembelajaran Fisika, 9(2), 64-70.

Simanjuntak, M. P., Marpaung, N., Hutahean, J., Panggabean, B. M., Purba, C., & Mustafa, A. (2019). Lembar kerja peserta didik berbasis masalah berbantuan simulasi komputer terhadap keterampilan berpikir kritis peserta didik. Jurnal Pendidikan Fisika, 8(2), 126-134.

Sitompul, A., & Bunawan, W. (2021). Feasibility test of critical thinking skills on high school students in static fluid material. Jurnal Inovasi Pembelajaran Fisika (INPAFI), 9(3), 89-96.

Stolk, J. D., Gross, M. D., & Zastavker, Y. V. (2021). Motivation, pedagogy, and gender: Examining the multifaceted and dynamic situational responses of women and men in college STEM courses. International Journal of STEM Education, 8(1), 35-54.

Surahman, E. (2024). Curriculum and instructional designs on SDGs STEM learning. Inovasi Kurikulum, 21(2), 1177-1192.

Suttrisno, S., & Puspitasari, H. (2021). Pengembangan buku ajar bahasa Indonesia Membaca dan Menulis Permulaan (MMP) untuk siswa kelas awal. Tarbiyah Wa Ta'lim: Jurnal Penelitian Pendidikan dan Pembelajaran, 8(2), 83-91.

Syanas, K. L. N., Saputro, S., Indriyanti, N. Y., & Mulyani, S. (2019). Socratic questioning method in the colloid system topics using the Participatory Action Research (PAR). JKPK (Jurnal Kimia dan Pendidikan Kimia), 4(3), 232-240.

Trisnawati, W. W., & Sari, A. K. (2019). Integrasi keterampilan abad 21 dalam modul sociolinguistics: Keterampilan 4C (Collaboration, Communication, Critical Thinking, dan Creativity). Jurnal Muara Pendidikan, 4(2), 455-466.

Winarsih, W., & Nisa, A. F. (2024). Pengembangan LKPD berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) terintegrasi Tri N untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik. Pendas: Jurnal Ilmiah Pendidikan Dasar, 9(2), 2033-2043.

Yani, F., & Mulia, M. (2023). Pengembangan LKPD terintegrasi STEAM-PjBL pada materi sel volta untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik kelas XII SMA/MA. Jurnal Pendidikan Kimia FKIP Universitas Halu Oleo, 8(2), 83-94.