The Effect of Inquiry Learning Model with STEM Approach  on Students' Critical Thinking Skills in Science Learning

Iwan Wicaksono; Julia Esa Ayu Firdausy; Sutarto Sutarto; Indrawati Indrawati; Zainur Rasyid Ridlo

doi:10.20527/bipf.v12i3.19677

The Effect of Inquiry Learning Model with STEM Approach on Students' Critical Thinking Skills in Science Learning

Iwan Wicaksono, Julia Esa Ayu Firdausy, Sutarto Sutarto, Indrawati Indrawati, Zainur Rasyid Ridlo

Abstract

Critical thinking is a skill needed to solve problems in the 21st century. However, the critical thinking skills of Indonesian students are still considered low, as confirmed by PISA research results. This low critical thinking ability is due to students' limited understanding of factual and conceptual information when solving problems. One learning model that can serve as an alternative to improving students' critical thinking skills is the Inquiry model with a STEM approach. In this model, students are actively engaged in learning, as the process focuses on them. Additionally, the STEM approach enhances students' critical thinking abilities because it integrates various fields of knowledge, enabling students to think from multiple perspectives and become accustomed to critical thinking. The purpose of this research was to determine the effect of the Inquiry learning model with a STEM approach on students' critical thinking skills. This quantitative research was conducted at Mts 1 Jember during the even semester of the 2024/2025 academic year. The sample included class VIII B as the experimental group and class VIII D as the control group, selected through purposive sampling. Data collection techniques involved tests as the primary instrument, with supporting instruments such as observation, interviews, and documentation. Data analysis was conducted using the Independent Sample t-test, which showed a significance value (2-tailed) of 0.000 < 0.05. The results indicated a moderate increase in students' critical thinking skills, with a score of 0.68. From this analysis, it can be concluded that the use of the Inquiry learning model with a STEM approach has a significant positive impact on improving students' critical thinking skills.

Keywords

critical thinking; inquiry learning; scienace learning; STEM

Full Text:

PDF

References

Afifah, R. N. (2023) Pengaruh pembelajaran sistem imunitas melalui model discovery based unity of science berbantu media e-flipbook terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Jurnal Inovasi Pendidika, 1(2), 82-98

Adawiyah, V. R., Bektiarso, S., & Sudarti, S. (2022). Pengaruh model pembelajaran problem based learning (pbl) dengan vee map terhadap hasil belajar dan kemampuan berpikir kritis siswa sma pada pokok bahasan alat-alat optik. Jurnal Pendidikan Fisika dan Fisika, 3(2), 62-67

Agnafia, N. D. (2019). Analisis kemampuan berpikir kritis siswa dalam pembelajaran biologi. Florea. 6(1): 45-53

Anjelina, I. P., Amin, A., Ariani, T. (2023). Pengaruh model learning cycle 7e terhadap kemampuan berpikir kritis dan minat belajar siswa kelas x sma negeri 4 lubuklinggau. Jurnal of Education and Instruction, 6(2), 647-661

Angin, R. Z. P. (2020). Penerapan stem pada pembelajaran ipa materi bioteknologi. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi, 300–307.

Arifuddin, M., Aslamiah, M., Misbah, M., & Dewantara, D. (2020). The implementation of guided inquiry model on the subject matter harmonious vibration. Journal of Physics: Conference Series, 1422(1), 012001. IOP Publishing.

Ash-showy, N. H., Ardiansyah, A. S., Niam, M. A., Semarang, U. N., Karangtengah, S. M. P. N., & Brebes, M. N. (2022). Pengembangan bahan ajar perbandingan terintegrasi challenge based learning dengan pendekatan stem terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Jurnal Pendidikan Matematika, 2(02), 145–157.

Azisah, A., Khaeruddin, K., Ristiana, E., & S, M. I. (2023). Pengaruh model pembelajaran inkuiri terhadap kemampuan berpikir kritis pada peserta didik kelas v sekolah dasar. JIIP - Jurnal Ilmiah Ilmu Pendidikan, 6(3), 1439–1446.

Dywan, A. A., & Airlanda, G. S. (2020). Efektivitas model pembelajaran project based learning berbasis stem dan tidak berbasis stem terhadap kemampuan berpikir kritis siswa, Jurnal Basicedu, 4(2), 344-354

Facione, N. C., & Facione, P. A. (1996). Externalizing the critical thinking in clinical judgment. Nursing Outlook, 44, 129–165.

Febrianti, N. S., Utomo, A. P., Jember, U., & Kritis, K. B. (2021). Kemampuan berpikir kritis siswa smp dalam pelajaran ipa menggunakan media aplikasi android getaran dan gelombang optik: Jurnal Pendidikan Fisika, 5(1), 26–33.

Fitriansyah, R., Werdhiana, I. K., & Saehana, S. (2021). Pengaruh pendekatan stem dalam model inkuiri terbimbing terhadap sikap ilmiah dan kerja ilmiah materi ipa. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika, 5(2), 225.

Furmanti, T., & Hasan, R., (2020). Pengaruh model pembelajaran inkuiri terbimbing terhadap kemampuan berpikir kritis, motivasi dan keaktifan siswa di smp n 5 seluma. Seminar Nasional Sains & Enterpreneurship, 1(1), 1–9.

Hartini, S., Mariani, I., Misbah, M., & Sulaeman, N. F. (2020). Developing of students worksheets through STEM approach to train critical thinking skills. Journal of Physics: Conference Series, 1567(4), 042029. IOP Publishing.

Hermawati, K. A. (2021). Implementasi model inkuiri dalam pembelajaran pendidikan agama islam dan budi pekerti: Analisis pada materi pembelajaran toleransi. Jurnal Pendidikan Agama Islam Al-Thaqiyah, 6(1), 56-72.

Jaya, I. K. M. A. (2021). Peran guru ips meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa melalui metode pembelajaran inkuiri. Sang Acharya: Jurnal Profesi Guru, 2(1), 22-33.

Kemendikbud. 2023. Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia Khairiyah, N. 2019. Pendekatan science, technology, engineering dan mathematics (STEM). Medan: Spasi Media

Lestari, A. C., & Annizar, A. M. R. (2020). Proses berpikir kritis siswa dalam menyelesaikan masalah pisa ditinjau dari kemampuan berpikir komputasi. Jurnal Koprah. 8(1), 46-55

Marditisol, D., & Subaryanta, S. (2023). Pembelajaran matematika menuju student well being. Cetakan Pertama. Sidoarjo: Uwais Inspirasi Indonesia

Misbah, M., Dewantara, D., Hasan, S. M., & Annur, S. (2018). The development of student worksheet by using Guided Inquiry Learning Model to train student's scientific attitude. Unnes Science Education Journal, 7(1).

Misbah, M., Hamidah, I., Sriyati, S. I. T. I., & Samsudin, A. C. H. M. A. D. (2022). A bibliometric analysis: research trend of critical thinking in science education. Journal of Engineering Science and Technology, 17, 118-126.

Pahrudin, A., Misbah, M., Alisia, G., Saregar, A., Asyhari, A., Anugrah, A., & Susilowati, N. E. (2021). The effectiveness of science, technology, engineering, and mathematics inquiry learning for 15-16 years old students based on k-13 indonesian curriculum: The impact on the critical thinking skills. European Journal of Educational Research, 10(2), 681-692.

Pramuji, L., Permatasari, A., & Ardianto, D. (2020). Multimedia interaktif berbasis stem pada konsep pencemaran lingkungan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. JSEP (Journal of Science Education and Practice), 2(1), 1-15

Prasetiyo, M. B., & Rosy, B. (2021). Model pembelajaran inkuiri sebagai strategi mengembangkan kemampuan berpikir kritis siswa model pembelajaran inkuiri sebagai strategi mengembangkan kemampuan berpikir kritis siswa. Jurnal Pendidikan Administrasi Perkantoran (JPAP),

(1), 109–120.

Priadi, M. A., Riyanda, A. R., & Purwanti, D. (2021). Pengaruh model guided discovery learning berbasis e-learning terhadap kemampuan berpikir kritis. Jurnal IKRA-ITH Humaniora, 5(1), 85–97.

Raj, T., Chauhan, P., Mehrotra, R., & Sharma, M. (2022). Importance of critical thinking in the education. World Journal of English Language, 12(3), 126-133.

Ramadhanti A., & Agustini R. (2021). Analisis keterampilan berpikir kritis peserta didik melalui model inkuiri terbimbing pada materi laju reaksi. Jurnal Kependidikan, 7(2): 385-392

Rizkika, M., Putra, P. D. A., & Ahmad, N. (2022). Pengembangan e-lkpd berbasis stem pada materi tekanan zat untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa smp. PSEJ (Pancasakti Science Education Journal), 7(1), 41–48.

Sa'adah, M., Suryaningsih, S., Muslim, B. (2020). Pemanfaatan multimedia interaktif pada materi hidrokarbon untuk menumbuhkan keterampilan berpikir kritis siswa. Jurnal Inovasi Pendidikan, 6(2, 185-186)

Santoso, A. M., & Arif, S. (2021). Efektivitas model inquiry dengan pendekatan stem education terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik. Jurnal Tadris IPA Indonesia, 1(2), 73–86.

Septiani, T., Prima, N., & Nisak, F. (2019). Meta-analisis model inquiry based learning untuk pembelajaran ipa dan fisika pada abad 21. Physics Education, 12(4), 865–872.

Septiningrum, D., Khasanah, N., & Khoiri, N. (2021). Pengembangan bahan ajar biologi materi virus berbasis socioscientific issues (ssi) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Phenomenon: Jurnal Pendidikan MIPA, 11(1), 87–104.

Sihotang, K. (2019). Berpikir kritis kecakapan hidup di era digital. Edisi Pertama. Yogyakarta: PT Kansus.

Solikhin, M., & Fauziah, M. N. A. (2021). Analisis kemampuan berpikir kritis siswa smp pada pelajaran ipa saat pembelajaran daring selama pandemi covid-19. PENSA Jurnal: Pendidikan Sains, 9(2), 188–192.

Syamsu, F. D., Sari, R., & Trowbridge, M. (2021). Pengaruh model pembelajaran inkuiri terhadap hasil belajar siswa kelas iv tema morfologi tumbuhan. Bionatural, 8(2), 1-9.

Tamalene, A. S., & Wilujeng, I. (2022). Keefektifan model inquiry training dalam pembelajaran ipa untuk meningkatkan hasil belajar siswa smp negeri 1 kota ternate. Jurnal Bioedukasi, 5(2), 188-196.

Ummu, K. (2022). To be fun teacher menciptakan kelas yang kondusif dan menyenangkan. Nawa Litera Publishing.

Wahid, F. S., Purnomo, M. A., & Ulya, S. M. (2020) Analisis peran guru dalam pemanfaatan lingkungan sekolah terhadap kreativitas belajar siswa. Jurnal Ilmiah Kontekstual, 2(1), 38-42

Wahyuni, S., Ridlo, Z. R., & Rina, D. N. (2022). Pengembangan media pembelajaran interaktif berbasis articulate storyline terhadap kemampuan berpikir kritis siswa smp pada materi tata surya. Jurnal IPA & Pembelajaran IPA, 6(2), 99–110.

Wicaksono, A. G. (2020). Peyelengaraan pembelajaran ipa berbasis pendekatan stem dalam meyongsong era revolusi industri 4 . 0 anggit grahito wicaksono. LENSA (Lentera Sains): Jurnal Pendidikan IPA, 10(1), 54-62.

Wicaksono, I., Indrawati, I., & Supeno, S. (2020). Phet (Physics education technology) sebagai media pembelajaran untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Jurnal Pendidikan Fisika., 5(1), 1-5

Widiasih, R., Susanti, R. D., Sari, C. W. M., & Hendrawati, S. (2020) Menyusun protokol penelitian dengan pendekatan setro scoping rewiew. Jurnal Of Nursing Care, 3(3.)

Wastiti, L., & Sulur, S. (2019). Pengaruh stem thinking maps pada model pembelajaran inkuiri terbimbing terhadap kemampuan berpikir kritis siswa kelas xi pada materi suhu dan kalor. Jurnal Riset Pendidikan Fisika, 4(2), 110-114.

Yani, M., Mastuang, M., & Misbah, M. (2021). Development of solid elasticity modules with guided inquiry model to train critical thinking skills. Kasuari: Physics Education Journal (KPEJ), 4(1), 44-56.

DOI: http://dx.doi.org/10.20527/bipf.v12i3.19677