MALANG – Inovasi pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) terus dikembangkan untuk menjawab tantangan pendidikan abad ke-21 yang menuntut siswa memiliki keterampilan berpikir kritis, kreatif, komunikatif, dan kolaboratif. Salah satu upaya tersebut diwujudkan melalui pengembangan COLDEST Model, sebuah model pembelajaran berbasis Design Thinking-STEAM (DT-STEAM) yang diterapkan pada materi listrik dinamis di tingkat Sekolah Menengah Pertama (SMP). Model ini dirancang untuk memberikan pengalaman belajar yang mengintegrasikan pemahaman konsep sains dengan kegiatan pemecahan masalah melalui kerja kelompok. Melalui penerapannya, siswa didorong untuk berperan aktif dalam mengidentifikasi permasalahan, mengembangkan gagasan, merancang solusi, serta menguji hasil karya yang dikembangkan secara bersama-sama.
Penelitian ini dilaksanakan oleh tim peneliti dari Universitas Negeri Malang yang diketuai oleh Erni Yulianti, S.Pd., M.Pd., Ph.D. bersama anggota tim Chlarissa Aninda Mulia. Kegiatan tersebut merupakan bagian dari program Skema Hibah Bantuan Penelitian Skripsi tahun pendanaan 2026, berdasarkan kontrak penelitian Nomor 14.04.747/UN32.14.1/LT/2026. Penelitian yang mengusung judul “COLDEST Model: Membangun Collaboration Siswa SMP melalui Pembelajaran Listrik Dinamis Berbasis Design Thinking-STEAM” dilaksanakan melalui kerja sama dengan SMPN 20 Malang di Kota Malang. Pelaksanaan penelitian ini menjadi salah satu bentuk kontribusi perguruan tinggi dalam menghadirkan inovasi pembelajaran yang relevan dengan kebutuhan siswa serta mendukung peningkatan kualitas pendidikan sains di sekolah.
Pengembangan COLDEST Model dilatarbelakangi oleh pentingnya meningkatkan keterampilan kolaborasi siswa dalam proses pembelajaran IPA. Kegiatan pembelajaran secara berkelompok belum selalu mampu melibatkan seluruh siswa secara optimal karena partisipasi terkadang didominasi oleh beberapa anggota kelompok, sementara siswa lainnya belum memperoleh kesempatan yang seimbang untuk berkontribusi. Kondisi tersebut dapat membatasi kesempatan siswa dalam menyampaikan pendapat, mengembangkan gagasan, serta mengambil tanggung jawab dalam penyelesaian tugas bersama. Oleh karena itu, COLDEST Model dikembangkan sebagai alternatif pembelajaran yang mendorong keterlibatan aktif, pembagian peran, komunikasi positif, dan tanggung jawab bersama melalui kegiatan yang berorientasi pada pemecahan masalah nyata.
Penerapan Design Thinking-STEAM dalam Pembelajaran Listrik Dinamis
Kegiatan penelitian dilaksanakan pada siswa kelas IX SMP di Kota Malang melalui enam pertemuan pembelajaran dengan menerapkan COLDEST Model pada materi listrik dinamis. Model tersebut mengintegrasikan pendekatan Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM) dengan lima tahapan utama Design Thinking, yaitu empathize, define, ideate, prototype, dan test. Selama pelaksanaan kegiatan, siswa dilibatkan dalam aktivitas pengamatan, diskusi, eksplorasi konsep kelistrikan, perancangan prototipe, serta pengujian hasil rancangan secara berkelompok. Rangkaian pembelajaran ini dirancang untuk memberikan kesempatan kepada siswa dalam mengembangkan keterampilan kolaborasi sekaligus menerapkan pengetahuan yang diperoleh untuk menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.
Pada tahap empathize, siswa diajak mengamati dan memahami permasalahan penggunaan listrik yang ditemukan di lingkungan sekitar sebagai dasar untuk menentukan persoalan yang perlu diselesaikan. Permasalahan tersebut kemudian dianalisis melalui tahap define untuk merumuskan fokus masalah yang akan menjadi dasar pengembangan solusi. Selanjutnya, pada tahap ideate, setiap anggota kelompok diberikan kesempatan untuk menyampaikan gagasan, mempertimbangkan berbagai alternatif penyelesaian, serta menentukan rancangan yang paling sesuai dengan kebutuhan. Proses diskusi tersebut mendorong siswa untuk mendengarkan pendapat anggota kelompok, menghargai perbedaan pandangan, dan membangun kesepakatan sebelum melanjutkan kegiatan perancangan.
Gagasan yang telah disepakati kemudian diwujudkan menjadi rancangan atau prototipe melalui tahap prototype dengan menerapkan konsep listrik dinamis yang telah dipelajari. Siswa bekerja sama dalam menentukan kebutuhan bahan, menyusun rangkaian listrik, membagi tanggung jawab, serta menyelesaikan berbagai kendala yang muncul selama proses perancangan. Pada tahap test, prototipe yang telah dikembangkan diuji untuk mengetahui kinerjanya sekaligus mengidentifikasi aspek yang memerlukan perbaikan. Melalui kegiatan tersebut, siswa tidak hanya memperoleh pengalaman langsung dalam menerapkan konsep arus listrik, tegangan, hambatan, dan rangkaian listrik, tetapi juga mengembangkan kemampuan komunikasi, pengambilan keputusan, tanggung jawab, serta kerja sama dalam kelompok.
Hasil Penelitian Menunjukkan Peningkatan Keterampilan Kolaborasi
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan COLDEST Model dapat terlaksana dengan baik selama enam pertemuan pembelajaran. Berdasarkan hasil observasi, rata-rata keterlaksanaan pembelajaran mencapai 87,03 persen, yang menunjukkan bahwa tahapan pembelajaran berbasis DT-STEAM dapat diterapkan secara sistematis pada materi listrik dinamis. Kegiatan pembelajaran yang dilaksanakan memberikan kesempatan kepada siswa untuk terlibat dalam proses eksplorasi konsep, perancangan produk, pengujian, serta evaluasi hasil kerja kelompok. Temuan tersebut memberikan gambaran bahwa integrasi Design Thinking dan STEAM berpotensi menjadi alternatif dalam mengembangkan pembelajaran IPA yang lebih aktif, kontekstual, dan berorientasi pada keterampilan kolaborasi.
Perkembangan keterampilan kolaborasi siswa diamati melalui lima indikator, yaitu Authentic Approach and Tasks, Contribute Actively, Positive Communication, Peer Interaction, dan Transdisciplinary Thinking. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa seluruh indikator keterampilan kolaborasi mengalami peningkatan selama enam pertemuan pembelajaran. Peningkatan paling menonjol ditemukan pada indikator Transdisciplinary Thinking, yaitu dari 35 persen menjadi 94 persen, atau meningkat sebesar 59 poin persentase. Hasil tersebut menunjukkan perkembangan kemampuan siswa dalam menghubungkan pengetahuan dari berbagai bidang, seperti sains, teknologi, rekayasa, seni, dan matematika, untuk mendukung proses perancangan solusi terhadap permasalahan yang dihadapi.
Peningkatan keterampilan kolaborasi juga terlihat dari berkembangnya kontribusi siswa dalam melaksanakan tugas dan menyampaikan gagasan selama kegiatan kelompok. Pada indikator Contribute Actively, siswa menunjukkan perkembangan partisipasi dalam proses diskusi, perancangan, dan penyelesaian tugas bersama. Sementara itu, perkembangan indikator Positive Communication dan Peer Interaction mencerminkan adanya perbaikan dalam kemampuan siswa berkomunikasi, memberikan tanggapan, menghargai pendapat teman, serta membangun interaksi yang mendukung kerja sama kelompok. Perkembangan tersebut memperlihatkan bahwa kegiatan pembelajaran yang melibatkan proses penyelesaian masalah secara bersama-sama dapat memberikan ruang bagi siswa untuk mengembangkan keterampilan sosial sekaligus memperkuat penerapan pengetahuan IPA.
Selain mengamati keterlaksanaan pembelajaran dan perkembangan keterampilan kolaborasi, penelitian ini juga mengukur respons siswa terhadap penerapan COLDEST Model. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa rata-rata respons siswa mencapai 79,20 persen dan termasuk dalam kategori baik. Respons tersebut menggambarkan penerimaan positif siswa terhadap pembelajaran yang memberikan kesempatan untuk berdiskusi, mengeksplorasi konsep, mengembangkan ide, dan menghasilkan karya secara berkelompok. Temuan ini menunjukkan bahwa pembelajaran listrik dinamis yang dihubungkan dengan kegiatan pemecahan masalah dan perancangan prototipe dapat memberikan pengalaman belajar yang lebih kontekstual serta membuka kesempatan bagi siswa untuk terlibat secara aktif dalam proses pembelajaran.
Mendukung SDGs melalui Pendidikan Berkualitas dan Kemitraan
Pelaksanaan penelitian COLDEST Model memiliki keterkaitan dengan pencapaian Sustainable Development Goals (SDGs), khususnya SDG 4: Quality Education. Tujuan tersebut menekankan pentingnya penyediaan pendidikan berkualitas yang inklusif serta pengembangan kesempatan belajar yang relevan bagi seluruh peserta didik. Melalui pengembangan COLDEST Model, tim peneliti berupaya menghadirkan pembelajaran IPA yang tidak hanya berorientasi pada pemahaman konsep, tetapi juga memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengembangkan keterampilan kolaborasi, komunikasi, kreativitas, dan pemecahan masalah. Dengan demikian, penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi terhadap peningkatan kualitas proses pembelajaran sains melalui penerapan model yang mendorong keterlibatan aktif siswa dalam kegiatan belajar.
Selain mendukung SDG 4, pelaksanaan penelitian ini juga berkaitan dengan SDG 17: Partnerships for the Goals melalui kerja sama antara perguruan tinggi dan sekolah mitra. Kolaborasi tersebut memberikan ruang bagi tim peneliti untuk mengembangkan serta menerapkan inovasi pembelajaran secara langsung dalam lingkungan pendidikan. Keterlibatan sekolah mitra menjadi bagian penting dalam menghubungkan kegiatan penelitian akademik dengan kebutuhan serta kondisi pembelajaran yang dihadapi oleh guru dan siswa. Melalui kerja sama ini, hasil penelitian diharapkan dapat menjadi sumber pengetahuan sekaligus referensi dalam pengembangan pembelajaran IPA yang lebih inovatif dan relevan dengan kebutuhan pendidikan.
Hasil Prototipe Siswa sebagai Wujud Pembelajaran Kolaboratif
Salah satu hasil nyata dari pelaksanaan COLDEST Model adalah prototipe yang dikembangkan siswa melalui kegiatan pembelajaran listrik dinamis secara berkelompok. Prototipe tersebut menjadi bentuk penerapan konsep kelistrikan yang telah dipelajari sekaligus menunjukkan bagaimana siswa mengintegrasikan pengetahuan sains, teknologi, rekayasa, seni, dan matematika dalam proses perancangan. Selama proses pembuatan dan pengujian, siswa terlibat dalam pembagian tugas, diskusi, penyelesaian masalah, serta evaluasi hasil rancangan untuk menghasilkan solusi yang sesuai dengan tujuan pembelajaran. Hasil karya tersebut memperlihatkan bahwa pembelajaran berbasis Design Thinking–STEAM memberikan kesempatan bagi siswa untuk menerapkan pengetahuan secara langsung sekaligus mengembangkan keterampilan kolaborasi melalui pengalaman belajar yang lebih bermakna.
Mendorong Pengembangan Inovasi Pembelajaran IPA
Hasil penelitian COLDEST Model memberikan gambaran bahwa pembelajaran listrik dinamis dapat dikembangkan melalui kegiatan yang mengintegrasikan pemahaman konsep dengan pengalaman menyelesaikan permasalahan secara berkelompok. Penerapan model ini membuka peluang bagi guru untuk merancang pembelajaran yang memberikan ruang lebih luas kepada siswa dalam menyampaikan gagasan, mengambil keputusan, serta mengevaluasi hasil pekerjaan bersama. Meskipun hasil penelitian menunjukkan perkembangan positif, penerapan pada konteks sekolah dan materi IPA yang lebih beragam masih diperlukan untuk mengetahui konsistensi hasil serta potensi pengembangan model secara lebih luas. Oleh karena itu, temuan penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu referensi bagi pendidik dan peneliti dalam mengembangkan inovasi pembelajaran yang berorientasi pada penguasaan konsep sains sekaligus penguatan keterampilan abad ke-21.
Melalui publikasi kegiatan dan diseminasi hasil penelitian, tim peneliti berupaya memperkenalkan COLDEST Model kepada masyarakat pendidikan, khususnya guru IPA, akademisi, dan pengelola satuan pendidikan. Penyebarluasan informasi tersebut juga menjadi bagian dari pertanggungjawaban akademik atas pelaksanaan program hibah penelitian sekaligus memperluas jangkauan pemanfaatan hasil penelitian. Pengembangan COLDEST Model diharapkan dapat mendorong munculnya praktik pembelajaran yang lebih aktif, kreatif, kontekstual, dan kolaboratif di lingkungan sekolah. Inovasi ini menunjukkan bahwa pembelajaran sains bukan hanya tentang memahami konsep dan rumus, melainkan juga tentang membangun kemampuan bekerja sama, mengembangkan gagasan, dan mengintegrasikan berbagai pengetahuan untuk menghasilkan solusi terhadap permasalahan kehidupan nyata.