Curriculum
Pada era Biologi Digital, pengajaran harus mampu mengintegrasikan konsep-konsep ilmu kehidupan dengan teknologi informasi dan komputasi yang berkembang pesat. Tantangan utama dalam pembelajaran biologi saat ini adalah masih banyaknya proses pembelajaran yang berpusat pada guru dan hafalan, sehingga siswa kesulitan mengaitkan konsep biologi dengan fenomena nyata di sekitarnya. Oleh karena itu, diperlukan pendekatan pembelajaran yang lebih mendalam dan kontekstual. Pembelajaran mendalam (deep learning) dalam konteks STEM menitikberatkan pada pemahaman konseptual yang holistik dan keterampilan berpikir tingkat tinggi siswa. Salah satu solusi yang diusulkan adalah menerapkan pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) dalam proses pembelajaran biologi, yang dapat memberikan peluang bagi siswa mengaitkan konsep-konsep abstrak dengan situasi dunia nyata serta mendorong mereka berpikir secara analitis dan kreatif. Dengan demikian, pembelajaran mendalam dalam konteks biologi digital berperan penting dalam menyiapkan mahasiswa S1 agar memiliki dasar pengetahuan yang kuat sekaligus keterampilan abad 21, terutama keterampilan berpikir tingkat tinggi (HOTS).
Pembelajaran mendalam adalah pendekatan pembelajaran yang memuliakan peserta didik dengan menekankan penciptaan suasana belajar dan proses pembelajaran yang berkesadaran, bermakna, dan menggembirakan. Menurut pedoman Kemendikbud, prinsip-prinsip pembelajaran mendalam adalah mindful learning (pembelajaran berkesadaran), meaningful learning (pembelajaran bermakna), dan joyful learning (pembelajaran menggembirakan). Ketiga prinsip ini dimaksudkan untuk menciptakan lingkungan belajar yang tidak hanya menekankan pengetahuan, tetapi juga pengalaman dan keterlibatan emosional siswa. Sebagai konsekuensi, pembelajaran mendalam dilaksanakan dengan berbagai praktik pedagogis aktif seperti inkuiri, proyek, problem solving, kolaboratif, serta pendekatan STEM. Dengan menerapkan praktik-praktik tersebut, proses belajar diharapkan lebih aktif dan menantang siswa untuk berpikir kritis dan kreatif.
Dalam kerangka pembelajaran mendalam, empat elemen utama ditetapkan sebagai panduan sistematis dalam merancang pengalaman belajar. Keempat elemen tersebut mencakup: (1) Praktik Pedagogis, yaitu strategi pembelajaran yang dipilih guru untuk mencapai tujuan kompetensi; (2) Kemitraan Pembelajaran, yaitu kolaborasi antara peserta didik dan pihak lain (guru, teman, komunitas) dalam proses belajar; (3) Lingkungan Pembelajaran, yaitu kondisi fisik, sosial, dan budaya yang mendukung belajar bermakna; dan (4) Pemanfaatan Teknologi Digital, yaitu penggunaan alat digital untuk memperkaya pengalaman belajar. Kerangka ini diadaptasi dari Four Elements of Learning Design oleh New Pedagogies for Deep Learning (Education in Motion, 2018). Dengan kata lain, desain pembelajaran mendalam harus memperhatikan keempat aspek tersebut agar siswa dapat terlibat aktif secara holistik.
Pada elemen Praktik Pedagogis misalnya, Kurikulum Merdeka menyebutkan bahwa pembelajaran mendalam dapat dilaksanakan melalui berbagai model pembelajaran yang mendukung keterlibatan tinggi siswa. Contohnya adalah pembelajaran berbasis inkuiri, proyek, dan pembelajaran berbasis masalah, yang semua mendorong siswa mengeksplorasi konsep lebih mendalam. Salah satu model penting di sini adalah pembelajaran STEM, yang secara eksplisit disebut sebagai bentuk praktik pedagogis dalam kerangka pembelajaran mendalam. Integrasi STEM dimaksudkan untuk membekali siswa dengan pengalaman lintas disiplin yang bersifat praktis. STEM adalah pendekatan pembelajaran interdisipliner dan aplikatif yang menggabungkan sains, teknologi, rekayasa, dan matematika. Dengan menerapkan STEM dalam pembelajaran biologi, siswa diberi kesempatan untuk mengaitkan konsep-konsep biologi abstrak dengan konteks nyata, sehingga pemahaman menjadi lebih kontekstual. Misalnya, suatu proyek STEM dalam biologi dapat melibatkan siswa merancang model digital organ tubuh atau menganalisis data lingkungan secara komputasi, yang menghubungkan konsep biologi dengan penerapan teknologi. Pendekatan semacam ini secara signifikan mendorong siswa berpikir secara analitis dan kreatif.
Implementasi STEM dalam kerangka pembelajaran mendalam bertujuan tidak hanya meningkatkan capaian akademik, tetapi juga mengembangkan keterampilan abad 21. Dengan integrasi keempat komponennya secara terencana, pendekatan STEM membantu mengembangkan higher order thinking skills (HOTS) pada siswa. Sebagai contoh, penelitian menunjukkan bahwa integrasi STEM dalam pembelajaran biologi dapat meningkatkan kemampuan siswa dalam memecahkan masalah, mengambil keputusan, menganalisis asumsi, mengevaluasi informasi, serta melakukan investigasi. Hal ini sejalan dengan prinsip Deep Learning yang menuntut siswa menerapkan pengetahuan ke dalam situasi baru tanpa arahan eksplisit. Dengan kata lain, STEM membantu menumbuhkan HOTS siswa melalui konteks pembelajaran yang kontekstual dan kolaboratif. Dalam praktiknya, kegiatan STEM sering kali menuntut siswa menggabungkan pemikiran kritis, kreativitas, dan kemampuan kolaborasi untuk merancang solusi inovatif atas masalah nyata.
Higher Order Thinking Skills (HOTS) sendiri adalah kemampuan berpikir tingkat tinggi yang meliputi keterampilan analisis, sintesis, evaluasi, dan kreasi. Menurut panduan Kemendikbud, kemampuan berpikir tingkat tinggi mencakup kemampuan memecahkan masalah (problem solving), berpikir kritis, berpikir kreatif, berargumen (reasoning), dan mengambil keputusan. HOTS menuntut siswa tidak hanya mengingat atau memahami informasi (kemampuan tingkat rendah), tetapi mengolah informasi tersebut untuk menciptakan pemahaman baru atau solusi atas masalah kompleks. Oleh karena itu, pengembangan HOTS adalah tujuan akhir dari proses pembelajaran yang mendalam. Dalam konteks STEM, pembelajaran yang mendalam dan kontekstual diharapkan menjadi wahana ideal untuk melatih HOTS, karena kegiatan STEM biasanya bersifat terbuka (open-ended) dan memerlukan eksplorasi serta refleksi yang intens.
Pendekatan STEM-HOTS menggabungkan tujuan pembelajaran mendalam dengan pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi melalui konteks antardisiplin. Penelitian terkini menekankan bahwa penggunaan pendekatan STEM yang terintegrasi dengan HOTS diakui sebagai metode inovatif untuk meningkatkan keterampilan abad 21, seperti berpikir kritis, kreativitas, dan kolaborasi. Artinya, ketika pembelajaran mendalam menitikberatkan pada penciptaan pengalaman belajar yang bermakna dan menantang, integrasi elemen STEM dapat lebih mendorong siswa menerapkan HOTS mereka. Sebagai ilustrasi, suatu kegiatan laboratorium berbasis STEM dalam biologi digital, misalnya pembuatan simulasi reaksi biokimia, akan menuntut siswa menerapkan pemikiran analitis untuk merancang percobaan, berpikir kreatif dalam merumuskan hipotesis, serta bekerja sama memecahkan masalah eksperimental. Proses pembelajaran seperti inilah yang mencerminkan sinergi kerangka pembelajaran mendalam dengan tujuan mengembangkan HOTS siswa.
Dengan demikian, kerangka pembelajaran mendalam tentang STEM-HOTS menegaskan bahwa kurikulum dan desain pembelajaran harus mencakup elemen-elemen berkesadaran, bermakna, dan menggembirakan, sambil memanfaatkan praktik interdisipliner STEM untuk melatih HOTS. Kerangka ini menjadi panduan sistematis bagi pendidik untuk merancang pengalaman belajar yang holistik. Dalam kerangka tersebut, guru diharapkan menata lingkungan pembelajaran yang mendukung eksplorasi dan kolaborasi, menggandeng mitra belajar (baik sesama siswa maupun sumber belajar digital), serta memfasilitasi penggunaan teknologi (seperti simulasi dan data komputasi) untuk memperkaya pembelajaran STEM. Dengan demikian, mahasiswa S1 biologi dan S1 Pendidikan Biologi yang belajar dalam kerangka pembelajaran mendalam-STEM-HOTS akan terlibat dalam proses pembelajaran yang tidak hanya memperluas pengetahuan, tetapi juga membentuk kemampuan berpikir tingkat tinggi yang siap digunakan dalam konteks masalah biologi digital kontemporer.