PENINGKATAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS MELALUI PENERAPAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING BERBASIS STEM

Rose Hanny Louvette; Mohammad  Budiyanto

doi:10.51878/learning.v6i2.10017

Authors

Rose Hanny Louvette Universitas Negeri Surabaya
Mohammad Budiyanto Universitas Negeri Surabaya

DOI:

https://doi.org/10.51878/learning.v6i2.10017

Keywords:

Problem Based Learning, STEM, Keterampilan Berpikir Kritis

Abstract

The need for 21st-century skills requires students to have adequate critical thinking skills to face global complexity, but the low analytical capacity of students in science material remains a major obstacle due to the dominance of conventional methods. This quantitative descriptive study aims to analyze the implementation of the Problem Based Learning (PBL) model integrated with the STEM approach in improving critical thinking skills on the topic of fluid pressure. Using a one-group pre-test post-test design, this study involved thirty-one students of grade IX-A of SMP Negeri 4 Surabaya in the 2025/2026 academic year. The research stages include contextual problem identification, science and technology-based collaborative investigations, and evaluation through a ten-item test instrument covering five indicators of critical thinking. The quantitative research findings show a significant increase in learning outcomes with an average initial score of 56.77 jumping drastically to 86.45 in the final score. Data analysis proves that the average N-Gain score reaches 0.7 in the high category, reinforced by the results of the Wilcoxon test with a significance value of p < 0.001. The main conclusion confirms that the integration of the STEM-based PBL model is highly effective in constructing in-depth understanding and training students' independence in formulating solutions to physics phenomena. This cross-disciplinary synergy has been proven to systematically transform passive thinking into critical and adaptive thinking for students' future academic development.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Abdullah, G., Isnanto, I., Marshanawiyah, A., & Ab–Rahman, M. S. (2025). Evaluasi pembelajaran IPA berbasis HOTS di SD Laboratorium UNG. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 5(3), 1500. https://doi.org/10.51878/science.v5i3.6927

Afidah, N., & Sudibyo, E. (2025). Penerapan model inkuiri terbimbing untuk meningkatkan kemampuan literasi sains siswa di SMP Negeri 51 Surabaya. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 4(4), 648. https://doi.org/10.51878/science.v4i4.4121

Aprilianingrum, D., & Wardani, K. W. (2021). Meta analisis: Komparasi pengaruh model pembelajaran problem based learning dan discovery learning dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SD. Jurnal Basicedu, 5(2), 1006. https://doi.org/10.31004/basicedu.v5i2.871

Asih, T. U. S., Rohman, A. D., Prasetiya, U. A., & Mahmudah, U. (2026). Transformasi pembelajaran IPAS di era digital melalui pendekatan deep learning untuk meningkatkan literasi sains dan kemandirian belajar siswa. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 6(1), 502. https://doi.org/10.51878/learning.v6i1.8629

Daniati, D., Susanti, R., Safitri, E. R., & Gulo, F. (2024). Analisis aspek pembelajaran di Singapura serta perbandingannya di Indonesia. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 4(4), 1036. https://doi.org/10.51878/learning.v4i4.3483

Devitasari, M. I., Elizabeth, A., Agung, B. H., & Kita, Y. I. (2025). Penerapan model pembelajaran problem based learning dengan pendekatan teaching at the right level untuk meningkatkan literasi sains peserta didik kelas X pada materi energi terbarukan. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 4(4), 686. https://doi.org/10.51878/science.v4i4.4284

Doringin, F., Tarigan, N. M., & Prihanto, J. N. (2020). Eksistensi pendidikan di era revolusi industri 4.0. Jurnal Teknologi Industri Dan Rekayasa (JTIR), 1(1), 43. https://doi.org/10.53091/jtir.v1i1.17

Effendi, M. I., & Yoto, Y. (2024). Pembelajaran abad-21 melalui model project based learning terintegrasi STEM (PJBL-STEM) dalam meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Briliant Jurnal Riset Dan Konseptual, 9(1), 67. https://doi.org/10.28926/briliant.v9i1.1637

Ervawaty, E., Zannah, F., & Elhawwa, T. (2026). Pengembangan bahan ajar “lestari” berbasis potensi lokal bagi siswa kelas IV SD. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 6(2), 670. https://doi.org/10.51878/learning.v6i2.9686

Fauziah, C., Taufiqulloh, T., & Sudibyo, H. (2020). Implementasi model project based learning pada pembelajaran jarak jauh berbasis e-learning selama pandemi covid-19. PSEJ (Pancasakti Science Education Journal), 5(2), 38. https://doi.org/10.24905/psej.v5i2.46

Hamilaturroyya, H., & Adibah, I. Z. (2025). Dinamika pengembangan kurikulum di era digital dalam menjawab kesenjangan konsep dan praktik. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 5(3), 1245. https://doi.org/10.51878/learning.v5i3.6631

Hikmayanti, N., Fitriana, I., & Asdar, M. (2025). Peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa kelas VIII H SMPN 4 Watampone melalui metode pembelajaran C3T (cerdas, cermat, cepat dan tepat) dalam mengulas cerpen. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 5(4), 1914. https://doi.org/10.51878/learning.v5i4.7865

Kamila, A. N., Tetep, T., & Setiawan, Y. (2025). Peran guru IPS dalam menumbuhkan keterampilan sosial peserta didik. SOCIAL Jurnal Inovasi Pendidikan IPS, 5(4), 1664. https://doi.org/10.51878/social.v5i4.8558

Lestari, R. W., & Rahmandani, F. (2023). Implementasi problem based learning berbasis e-lkpd interaktif untuk meningkatkan kemampuan komunikasi peserta didik. Jurnal Studi Guru Dan Pembelajaran, 6(1), 53. https://doi.org/10.30605/jsgp.6.1.2023.2375

Lisyalama, A. (2025). Penerapan pembelajaran problem-based learning (PBL) pada mata pelajaran bahasa Indonesia di kelas VI. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 5(2), 903. https://doi.org/10.51878/learning.v5i2.5351

Mardhani, S. D. T., Haryanto, Z., & Hakim, A. (2022). Penerapan model problem based learning untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa SMA. EduFisika Jurnal Pendidikan Fisika, 7(2), 206. https://doi.org/10.59052/edufisika.v7i2.21325

Martallata, R., Nurbudiyani, I., & Noor, A. F. (2026). Digitalisasi pengembangan huma gantung dan pemanfaatan equalizer dalam asesmen awal kesiapan belajar siswa SMKN-2 Kasongan. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 6(1), 248. https://doi.org/10.51878/learning.v6i1.8719

Mashudi, M. (2021). Pembelajaran modern: Membekali peserta didik keterampilan abad ke-21. Al-Mudarris (Jurnal Ilmiah Pendidikan Islam), 4(1), 93. https://doi.org/10.23971/mdr.v4i1.3187

Nailinda, V., Alim, J. A., & Sekarwinahyu, M. (2025). Implementasi pembelajaran STEM (science, technology, engineering, and mathematics) terhadap keterampilan berpikir kritis siswa sekolah dasar. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 5(1), 363. https://doi.org/10.51878/science.v5i1.4700

Nurhayati, I., Pramono, K. S. E., & Farida, A. (2024). Keterampilan 4C (critical thinking, creativity, communication and collaboration) dalam pembelajaran IPS untuk menjawab tantangan abad 21. Jurnal Basicedu, 8(1), 36. https://doi.org/10.31004/basicedu.v8i1.6842

Pantow, D. P., & Korompis, F. L. S. (2024). Pengaruh aplikasi pembelajaran terhadap peningkatan motivasi dan aktivitas belajar siswa tingkat SMA di bimbingan belajar ruangguru. The Journal of Learning and Technology, 3(1), 48. https://doi.org/10.33830/jlt.v3i1.9859

Putri, A., & Malichatin, H. (2025). Penerapan proyek mini berbasis STEM: Pembuatan biopestisida dari kulit jeruk untuk meningkatkan literasi sains dan kesadaran lingkungan siswa SMP. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 5(4), 1958. https://doi.org/10.51878/science.v5i4.6116

Riasty, A., & Sari, D. E. (2024). Penerapan model PjBL untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis di era merdeka belajar. FONDATIA, 8(2), 455. https://doi.org/10.36088/fondatia.v8i2.4806

Risma, M. W., & Sudibyo, E. (2026). Penerapan model problem based learning materi pemisahan campuran untuk meningkatkan keterampilan problem solving murid SMP. SCIENCE Jurnal Inovasi Pendidikan Matematika Dan IPA, 6(2), 669. https://doi.org/10.51878/science.v6i2.9708

Rusman, R. F. N. (2023). Pengaruh kemampuan penguasaan materi, berpikir kritis, kreativitas, komunikasi dan kolaborasi terhadap kemampuan mengajar mahasiswa. Journal of Social Education, 4(2), 96. https://doi.org/10.23960/jips/v4i2.96-102

Senisum, M., Susilo, H., Suwono, H., & Ibrohim, I. (2022). GIReSiMCo: A learning model to scaffold students’ science process skills and biology cognitive learning outcomes. Education Sciences, 12(4), 228. https://doi.org/10.3390/educsci12040228

Sinensis, A. R., Firdaus, T., Hardila, T., Nopitasari, N., & Saiputri, N. (2021). Penerapan model pembelajaran problem based learning untuk menganalisis keterampilan pemecahan masalah siswa SMP pada materi cahaya. Physics Education Research Journal, 3(1), 19. https://doi.org/10.21580/perj.2021.3.1.6662

Susilowati, A. T., & Winanto, A. (2022). Meta analisis komparasi model discovery learning dengan problem based learning terhadap hasil belajar kognitif siswa sekolah dasar. Jurnal Basicedu, 6(5), 7716. https://doi.org/10.31004/basicedu.v6i5.3582

Sutarsih, W., Haryati, T., & Wiyono, N. (2024). Peran digitalisasi sekolah terhadap mutu pendidikan. LEARNING Jurnal Inovasi Penelitian Pendidikan Dan Pembelajaran, 4(1), 136. https://doi.org/10.51878/learning.v4i1.2810

Syakdiyah, H., Wibawa, B., & Syahrial, Z. (2020). Flipped classroom learning innovation as an attempt to strengthen competence and competitiveness of students in the 4.0 industrial revolution era. Formatif Jurnal Ilmiah Pendidikan MIPA, 9(4). https://doi.org/10.30998/formatif.v9i4.2929

Syamsiar, H., Nitiasih, P. K., & Riastini, P. N. (2024). Analysis of critical thinking of IPS education students. KnE Social Sciences. https://doi.org/10.18502/kss.v9i2.14944