Peningkatan Kemampuan Berpikir Kritis Peserta Didik pada Materi Energi Terbarukan melalui PjBL-STEM dengan Design Thinking

Authors

  • Windi Anggraini Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Indonesia
  • Maya Shinta Saqila Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah , Indonesia
  • Ahmad Suryadi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Indonesia
  • Iwan Permana Suwarna Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.21831/jpms.v13i2.87690

Keywords:

Design thinking, Energi terbarukan, Kemampuan berpikir kritis, PjBL-STEM

Abstract

Kemampuan berpikir kritis di Indonesia khususnya dalam pembelajaran fisika masih tergolong rendah. Salah satu alternatif yang dinilai efektif untuk mengatasi permasalahan ini adalah model PjBL-STEM dengan Design Thinking (DT). Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh model pembelajaran Project based Learning (PjBL)-STEM yang dipadukan dengan DT terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik pada materi energi terbarukan. Metode yang digunakan adalah quasi-experimental dengan desain penelitian nonequivalent control group design. Sampel terdiri dari 69 peserta didik kelas X dari salah satu SMA swasta di Tangerang Selatan yang dipilih secara teknik purposive sampling. Hasil post-test menunjukkan bahwa nilai rata-rata kelompok eksperimen (M = 59,98) lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol (M = 51,56), dengan nilai signifikansi 0,03 effect size Cohen’s d sedang (r = 0,5) dan skor N-Gain kategori sedang (0,49). Meski terlihat adanya peningkatan, kemampuan berpikir kritis peserta didik secara umum masih tergolong rendah. Temuan ini menunjukkan bahwa penerapan design thinking dalam PjBL STEM dapat membantu meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik, terutama pada topik seperti energi terbarukan.

Author Biographies

Windi Anggraini, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

merupakan mahasiswa program studi Pendidikan Fisika, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta tahun 2021. Penulis dapat dihubungi melalui email: windianggrn@gmail.com

Maya Shinta Saqila, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

merupakan mahasiswa program studi Pendidikan Fisika, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta tahun 2021. Penulis dapat dihubungi melalui email: maya.shintaaa11@gmail.com

Ahmad Suryadi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

merupakan dosen aktif pada Program Studi Pendidikan Fisika, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Beliau menyelesaikan pendidikan sarjana (S1) di bidang Pendidikan Fisika di Universitas Negeri Makassar pada tahun 2015, kemudian melanjutkan studi magister (S2) pada tahun 2020, dan program doktor (S3) pada tahun 2024 di Universitas Negeri Malang. Penulis dapat dihubungi melalui email: ahmads@uinjkt.ac.id

Iwan Permana Suwarna, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

merupakan dosen aktif pada Program Studi Pendidikan Fisika, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Beliau menyelesaikan pendidikan sarjana (S1) di bidang Pendidikan Fisika di Universitas Pendidikan Indonesia pada tahun 2002, kemudian melanjutkan studi magister (S2) pada tahun 2005. Penulis dapat dihubungi melalui email: iwan.permana.suwarna@uinjkt.ac.id

References

Arini, W., & Juliadi, F. (2018). Analisis kemampuan berfikir kritis pada mata pelajaran fisika untuk pokok bahasan kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan. Berkala Fisika Indonesia, 10(1), 1–11. http://journal.uad.ac.id/index.php/BFI/article/download/9485/4577

Asysyifa, D. S., Jumadi, Wilujeng, I., & Kuswanto, H. (2019). Analysis of students critical thinking skills using Partial Credit Models (PCM) in physics learning. International Journal of Educational Research Review, 4(2), 245–253. https://doi.org/10.24331/ijere.518068

Aulia, H., Hafeez, M., Mashwani, H. U., Careemdeen, J. D., Mirzapour, M., & Syaharuddin. (2024). The Role of Interactive Learning Media in Enhancing Student Engagement and Academic Achievement. International Seminar on Student Research in Education, Science, and Technology, 1(April), 57–67. http://journal.ummat.ac.id/index.php/issrestec

Cynthia, R. E., & Sihotang, H. (2023). Melangkah Bersama di Era Digital : Pentingnya Literasi Digital untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis dan Kemampuan Pemecahan Masalah Peserta Didik. Jurnal Pendidikan Tambusai, 7, 31712–31723.

Devi, N. D. C., Susanti VH, E., & Indriyanti, N. Y. (2018). Analysis of high school students’ argumentation ability in the topic of buffer solution. JKPK (Jurnal Kimia Dan Pendidikan Kimia), 3(3), 141. https://doi.org/10.20961/jkpk.v3i3.23308

Handayani, L., & Zen, E. F. (2025). Penggunaan design thinking dalam mengatasi kebosanan peserta didik di kelas. 3(2). https://doi.org/10.17977/um084v3i22025p333-339

Hasibuan, M. P., Sari, R. P., Syahputra, R. A., & Nahadi, N. (2022). Application of integrated project-based and STEM-based e-learning tools to improve students’ creative thinking and self-regulation skills. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 8(1), 51–56. https://doi.org/10.29303/jppipa.v8i1.1050

Hikmawati, F. (2020). Metodologi penelitian. Rajawali Pers.

Iskandar, Jaya, A., Warti, R., & Zain. (2022). Statistik pendidikan: Teori dan aplikasi SPSS. Penerbit NEM. https://books.google.co.id/books?id=YW9mEAAAQBAJ

Landis, J. R., & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33(1), 159–174. http://www.jstor.org/stable/2529310

Lestari, R. V. A., & Hindun. (2023). Penerapan 4C (Communication , Collaboration , Critical Thinking , Creativity) pada kurikulum merdeka di tingkat sma pendahuluan di era globalisasi ini , keterampilan 4C (Communication , Collaboration , Critical Thinking , Creativity) sangat diperlukan. Journal of Indonesian Language Research, 3(2), 15–26.

Mahanal, S., & Zubaidah, S. (2017). Model pembelajaran ricosre yang berpikir kreatif. Jurnal Pendidikan: Teori, Penelitian, Dan Pengembangan, 2(2007), 676–685. http://journal.um.ac.id/index.php/jptpp/article/view/9180/4435

Mardiyah, F. H., Muzakki, N. A., & Supriatno, B. (2025). Inovasi pendekatan pembelajaran kontekstual melalui google site terhadap kemampuan berpikir kritis pada materi perubahan iklim ( Innovation of Contextual Learning Approaches Through The Google Site on Critical Thinking Ability On Climate Change Materials . 11, 104–109.

Muna, N., & Linuwih, S. (2024). Analisis kemampuan berpikir kritis siswa menggunakan two-tier multiple choice test berbasis hots pada materi termodinamika. Prosiding Seminar Nasional Fisika, 35, 307–318. https://proceeding.unnes.ac.id/psnk/article/view/3099

Naf’atuzzahrah, N., Taufik, M., Gunawan, G., & Sahidu, H. (2022). Pengembangan perangkat pembelajaran model learning cycle 5E untuk meningkatkan penguasaan konsep fisika peserta didik. Jurnal Pendidikan Fisika Dan Teknologi, 8(SpecialIssue), 23–30. https://doi.org/10.29303/jpft.v8ispecialissue.3393

Nguyện, L. C., Hoa, H. Q., & Hien, L. H. P. (2025). Integrating design thinking into stem education: enhancing problem-solving skills of high school students. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 21(4), 1–11. https://doi.org/10.29333/ejmste/16084

Pratomo, L. C., Siswandari, & Wardani, D. K. (2021). The effectiveness of design thinking in improving student creativity skills and entrepreneurial alertness. International Journal of Instruction, 14(4), 695–712. https://doi.org/10.29333/iji.2021.14440a

Priyadi, R., Mustajab, A., Tatsar, M. Z., & Kusairi, S. (2018). Analisis kemampuan berpikir kritis siswa SMA Kelas X MIPA dalam pembelajaran fisika. JPFT (Jurnal Pendidikan Fisika Tadulako Online), 6(1), 53. https://doi.org/10.22487/j25805924.2018.v6.i1.10020

Purwaningsih, E., Sari, A. M., Yuliati, L., Masjkur, K., Kurniawan, B. R., & Zahiri, M. A. (2020). Improving the problem-solving skills through the development of teaching materials with STEM-PjBL (science, technology, engineering, and mathematics-project based learning) model integrated with TPACK (technological pedagogical content knowledge). Journal of Physics: Conference Series, 1481(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1481/1/012133

Ramadayanti, N., Muderawan, I. W., & Tika, I, N. (2017). Pengaruh model pembelajaran berbasis proyek terhadap keterampilan berpikir kritis dan prestasi belajar siswa. Prosiding Seminar Nasional MIPA, 3(2), 194–204.

Riti, Y. U. R., Degeng, I. N. S., & Sulton, S. (2021). Pengembangan model pembelajaran berbasis proyek dengan menerapkan metode design thinking untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa dalam mata pelajaran kimia. Jurnal Pendidikan: Teori, Penelitian, Dan Pengembangan, 6(10), 1581. https://doi.org/10.17977/jptpp.v6i10.15056

Rochman, C., Hermita, N., & Rokayah. (2019). The challenges of thematic learning in elementary schools for 21 st century and skills. Prosidingg Seminar Nasional Pendidikan Guru Sekolah Dasar Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Univerversitas Riau Pekanbaru.

Sari, S., Rohmah, S., Sobandi, O., & Nasrudin, D. (2020). Project based learning to develop student’s creativities and characters in designing experiments. Journal of Physics: Conference Series, 1521(4). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1521/4/042086

Satria, A. B. A., & Muntaha, A. A. (2022). Inovasi pendidikan abad 21: penerapan design thinking dan pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan Indonesia. Jurnal Pendidikan Dasar, 9(2). https://doi.org/10.20961/jpd.v9i2.59940

Shalihah, P. R. (2019). Peningkatan kemampuan berpikir kritis dan rasa ingin tahu melalui inkuiri terbimbing improving critical thinking skills and inquiry. Pendidikan Guru Sekolah Dasar, 6, 521.

Suastra, I. W., & Ristiati, N. P. (2019). Developing critical thinking, scientific attitude, and self-efficacy in students through project based learning and authentic assessment in science teaching at junior high school. Journal of Physics: Conference Series, 1233(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1233/1/012087

Sugiyono. (2019). Metode penelitian kuantitatif, kualitatif, dan R&D. Alfabeta.

Sumardiana, S., Hidayat, A., & Parno, P. (2019). Kemampuan berpikir kritis pada model project based learning disertai stem siswa sma pada suhu dan kalor. Jurnal Pendidikan: Teori, Penelitian, Dan Pengembangan, 4(7), 874. https://doi.org/10.17977/jptpp.v4i7.12618

Sundari, P. D., & Sarkity, D. (2021). Keterampilan berpikir kritis siswa SMA pada materi suhu dan kalor dalam pembelajaran fisika. Journal of Natural Science and Integration, 4(2), 149. https://doi.org/10.24014/jnsi.v4i2.11445

Suryadi, A., & Kurniati, E. (2021). Teori dan Implementasi Pendidikan STEM. Bayfa Cendekia Indonesia. https://books.google.co.id/books?id=lqlVEAAAQBAJ

Susantini, E., Puspitawati, R. P., Raharjo, & Suaidah, H. L. (2021). E-book of metacognitive learning strategies: design and implementation to activate student’s self-regulation. Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 16(1). https://doi.org/10.1186/s41039-021-00161-z

Suwarna, I. P. (2016). Laporan penelitian pengembangan tata kelola kelembagaan “pengembangan instrumen ujian komprehensif mahasiswa melalui computer based test pada program studi pendidikan fisika. Pusat Penelitian dan Pengembangan (PUSLITPEN) LP2M UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Syamsudin. (2020). Based learning dalam mengembangkan ELSE (Elementary School Education Journal). Jurnal ELSE, 4, 81–99.

Syukria, M., Basri, M., Halim, A., & Maghfirah, S. (2025). Improving students ability to evaluate and conclude through a scientific approach. 3(1), 1–12.

Tiruneh, D. T., De Cock, M., Weldeslassie, A. G., Elen, J., & Janssen, R. (2017). Measuring critical thinking in physics: development and validation of a critical thinking test in electricity and magnetism. International Journal of Science and Mathematics Education, 15(4), 663–682. https://doi.org/10.1007/s10763-016-9723-0

Downloads

Additional Files

Published

2025-07-05

How to Cite

Anggraini, W., Saqila, M. S., Suryadi, A., & Suwarna, I. P. (2025). Peningkatan Kemampuan Berpikir Kritis Peserta Didik pada Materi Energi Terbarukan melalui PjBL-STEM dengan Design Thinking. Jurnal Pendidikan Matematika Dan Sains, 13(2), 321–335. https://doi.org/10.21831/jpms.v13i2.87690

Citation Check