PENERAPAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) BERBASIS STEM UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA PADA MATERI PEMBAGIAN SUKU BANYAK DI SMA

Authors

  • Andini Sahrani Daulay Universitas Negeri Medan
  • Dian Elita Apriani Universitas Negeri Medan
  • Mutia Hafiza Universitas Negeri Medan
  • Nashwa Rahmadhani Simatupang Universitas Negeri Medan
  • Nur Hafizah Nasution Universitas Negeri Medan
  • Samuel Yordan Ambarita Universitas Negeri Medan
  • Sri Vioni Novena Simanihuruk Universitas Negeri Medan

DOI:

https://doi.org/10.51878/secondary.v6i3.11833

Abstract

This study was designed to investigate the enhancement of students' critical thinking capacities by implementing a Problem-Based Learning (PBL) model integrated with the Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) approach to polynomial division topics at the high school level. A quantitative method utilizing a Pre-Experimental One-Group Pretest–Posttest Design was managed in this framework. Through a purposive sampling technique, 14 students from class XI-1 at GKPI Padang Bulan Private Senior High School were determined as the research participants. The research data were gathered using critical thinking competency tests distributed prior to and following the learning intervention, which were subsequently computed through the N-Gain analysis. The empirical evidence indicated a noticeable shift in the students' performance, where the average pretest score of 52.14 substantially expanded to 76.43 during the posttest. Furthermore, the N-Gain computation demonstrated a mean score of 0.50, which falls into the moderate growth classification. This intellectual growth was visibly observed across several key parameters, including analysis, evaluation, inference, and the formulation of problem-solving pathways. These outcomes emphasize that combining the Problem-Based Learning framework with a STEM orientation successfully establishes a student-centered, active, and contextual learning environment that effectively drives critical reasoning within mathematics pedagogy. Consequently, STEM-driven Problem-Based Learning represents a promising instructional strategy to elevate high school students' critical thinking attributes regarding polynomial division materials.

ABSTRAK

Penelitian ini ditujukan guna menguji eskalasi kecakapan berpikir kritis peserta didik lewat implementasi model Problem-Based Learning (PBL) yang diintegrasikan dengan pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) pada topik pembagian suku banyak di jenjang SMA. Pendekatan kuantitatif dengan rancangan Pre-Experimental tipe One Group Pretest–Posttest diterapkan dalam riset ini. Penentuan subjek riset menggunakan teknik purposive sampling, yang menghasilkan sampel sebanyak 14 siswa kelas XI-1 SMA Swasta GKPI Padang Bulan. Pengumpulan data kuantitatif dilakukan melalui instrumen tes kemampuan berpikir kritis yang diselenggarakan pada fase sebelum (pretest) dan sesudah (posttest) intervensi pembelajaran, di mana data yang diperoleh kemudian diolah menggunakan uji Normalized Gain (N-Gain). Hasil eksperimen memperlihatkan adanya pergeseran positif pada rerata skor siswa, dari yang semula sebesar 52,14 pada saat pretest melonjak menjadi 76,43 ketika posttest. Berdasarkan kalkulasi uji N-Gain, didapatkan nilai rata-rata sebesar 0,50 yang merepresentasikan tingkat peningkatan pada kategori sedang. Perkembangan kecakapan berpikir kritis ini teridentifikasi secara konkret pada indikator analisis, evaluasi, inferensi, serta keterampilan mendesain strategi penyelesaian masalah. Output riset ini mengonfirmasi bahwa perpaduan model Problem-Based Learning berorientasi STEM sukses menstimulasi lingkungan belajar yang interaktif, kontekstual, serta berorientasi pada kemandirian siswa (student-centered), sehingga berkontribusi nyata terhadap stimulasi nalar kritis dalam kurikulum matematika. Oleh karena itu, penerapan PBL berbasis STEM layak direkomendasikan sebagai salah satu opsi strategi instruksional yang andal demi memacu kemampuan berpikir kritis siswa SMA pada materi pembagian suku banyak.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Ahyani, L. N., Pramono, R. B., Astuti, R. D., Kawuryan, F., & Purwaningrum, J. P. (2019). Evaluation of the PELITA bullying prevention program: A study of elementary school teachers in Kudus, Indonesia. The Open Psychology Journal, 12, 147–154. https://doi.org/10.2174/1874350101912010147

Amini, I. I., Rahayu, W., & El Hakim, L. (2022). Penerapan model Problem-Based Learning (PBL) berbasis daring untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik kelas XI MIPA 3 SMAN 77 Jakarta pada materi program linear dan matriks. Jurnal Riset Pembelajaran Matematika Sekolah, 6(1), 81–88. https://doi.org/10.21009/jrpms.061.09

Andhini, D. P., Wanabuliandari, S., & Purwaningrum, J. P. (2023). Pengaruh model problem-based learning berbantuan GeoGebra terhadap kemampuan pemahaman konsep matematis dan self-concept siswa. Jurnal Lebesgue: Jurnal Ilmiah Pendidikan Matematika, Matematika dan Statistika, 4(2), 879–891. https://doi.org/10.46306/lb.v4i2.352

Ardini, S. N., Rukmini, D., Warsono, W., & Bharati, D. A. L. (2019). Efektivitas metode Problem-Based Learning terhadap tingkat berpikir kritis dalam pengajaran listening di Universitas PGRI Semarang. Prosiding Seminar Nasional Pascasarjana, 2(1). https://proceeding.unnes.ac.id/index.php/snpasca/article/view/306

Aulya, R., & Purwaningrum, J. P. (2021). Pengaruh model pembelajaran PBL berbantuan alat peraga dalam peningkatan kemampuan penalaran matematis. Mathematic Education Journal, 4(3), 77–84. http://journal.ipts.ac.id/index.php/MathEdu/article/view/3103

Azizah, F., Waluya, S. B., & Ardiansyah, A. S. (2025). Systematic Review on Critical Thinking through STEM Integrated Learning in Education. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 13(6), 1384-1398.

Davidi, E. I. N., Sennen, E., & Supardi, K. (2021). Integrasi pendekatan STEM (science, technology, engineering, and mathematics) untuk peningkatan keterampilan berpikir kritis siswa sekolah dasar. Scholaria: Jurnal Pendidikan dan Kebudayaan, 11(1), 24–31.

Deep, S., Ahmed, A., Suleman, N., Abbas, M. Z., Nazar, U., & Razzaq, H. S. A. (2020). The problem-based learning approach towards developing soft skills: A systematic review. The Qualitative Report, 25(11), 4029–4054. https://doi.org/10.46743/2160-3715/2020.4114

Diva, S. A., & Purwaningrum, J. P. (2023). Strategi mathematical habits of mind berbantuan Wolfram Alpha untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa dalam menyelesaikan bangun datar. Plusminus: Jurnal Pendidikan Matematika, 3(1), 15–28. https://doi.org/10.31980/plusminus.v3i1.2579

Erlinawati, E. (2021). Penggunaan pendekatan STEM dalam meningkatkan motivasi dan hasil belajar siswa kelas XI MIPA 7 materi hukum Archimedes pada SMAN 1 Sakti. Jurnal Sains Riset, 11(2), 129–136.

Fadhilah, N., Nurdiyanti, N., Anisa, A., & Wajdi, M. (2022). Integrasi STEM-Problem-Based Learning melalui daring terhadap keterampilan berpikir kritis mahasiswa pendidikan biologi. Jurnal IPA & Pembelajaran IPA, 6(1), 1–10. https://doi.org/10.24815/jipi.v6i1.22721

Hazana, E. M. (2025). Integrasi pendekatan STEM dalam pembelajaran IPA untuk mengembangkan kreativitas dan pemecahan masalah siswa di SMPN 1 Cigombong. Bhinneka: Jurnal Bintang Pendidikan dan Bahasa, 3(1).

Kassiavera, S., Suparmi, A., Cari, C., & Sukarmin, S. (2019). Survei keterampilan berpikir kritis mahasiswa pada materi usaha dan energi. Prosiding SNFA (Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya), 4, 162–168. https://doi.org/10.20961/prosidingsnfa.v4i0.35928

Langi, J. P. (2024). Penerapan model Problem-Based Learning terintegrasi STEM terhadap keterampilan berpikir kritis pada materi hukum Newton. Edu Cendikia: Jurnal Ilmiah Kependidikan, 4(3), 1647–1655. https://doi.org/10.47709/educendikia.v4i03.5388

Malikha, D. R. (2018). PBL (Problem-Based Learning) learning strategy as one of the learning methods with global character and insight. National Seminar on Education and Citizenship IV, 1(1), 88–89. http://seminar.umpo.ac.id/index.php/SEMNASPPKN/article/view/162

Novitasari, S., Sofiyana, M. S., & Widiastuti, S. (2023). Pengaruh model pembelajaran Problem-Based Learning berbasis STEM terhadap kemampuan literasi sains kelas V sekolah dasar. Jurnal Pendidikan: Riset dan Konseptual, 7(1), 12–19. https://doi.org/10.28926/riset_konseptual.v7i1.609

Nurrohmah, N., Rusilowati, A., & Rochmad, R. (2023). Analisis kemampuan berpikir kritis matematika melalui model PBL berpendekatan STEM ditinjau dari rasa ingin tahu siswa kelas VIII. ANARGYA: Jurnal Ilmiah Pendidikan Matematika, 6(2), 117–128. https://doi.org/10.24176/anargya.v6i2.11418

Pramudita, A. C., & Abbas, M. L. H. (2026). Pengaruh Model Problem-Based Learning (PBL) dengan Teknik Probing terhadap Motivasi dan Hasil Belajar Peserta Didik pada Materi Hukum Newton Kelas XI MAN 1 Tulungagung. Charm Sains: Jurnal Pendidikan Fisika, 7(1), 89-95. https://doi.org/10.67006/charmsains.v7i1.598

Rahmawati, I., Hidayat, A., & Rahayu, S. (2016). Analisis keterampilan berpikir kritis siswa SMP pada materi gaya dan penerapannya. Jurnal Pendidikan IPA, 1(2), 1112–1119. https://doi.org/10.21070/sej.v1i2.1215

Rohmah, H. N., Suherman, A., & Utami, I. S. (2021). Penerapan Problem-Based Learning berbasis STEM pada materi alat optik untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 12(2), 117–123. https://doi.org/10.26877/jp2f.v12i2.7900

Downloads

Published

2026-06-07

How to Cite

Daulay, A. S., Apriani, D. E., Hafiza, M., Simatupang, N. R., Nasution, N. H., Ambarita, S. Y., & Simanihuruk, S. V. N. (2026). PENERAPAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING (PBL) BERBASIS STEM UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS SISWA PADA MATERI PEMBAGIAN SUKU BANYAK DI SMA. SECONDARY: Jurnal Inovasi Pendidikan Menengah , 6(3), 1521–1530. https://doi.org/10.51878/secondary.v6i3.11833

Issue

Section

Articles