Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk : 1) menemukan karakteristik perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) untuk meningkatkan kemampuan berpikir logis siswa; 2) mengetahui kelayakan perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM pada materi perpindahan kalor untuk meningkatkan kemampuan berpikir logis siswa; 3) mengetahui efektivitas perangkat  pembelajaran  IPA  berbasis  STEM  untuk  meningkatkan  kemampuan berpikir logis siswa.
Penelitian dan pengembangan perangkat pembelajaran ini menggunakan model pengembangan yang diadopsi dari Thiagarajan (1974) dengan 4 tahapan utama yaitu: 1) pendefinisian (define) yang terdiri dari analisis kebutuhan, analisis kemampuan berpikir logis awal, dan analisis konsep perpindahan kalor; 2) perancangan (design) yang terdiri dari penyusunan karakteristik produk, pemilihan media dan konteks, serta format produk; 3) pengembangan (develop) yang terdiri dari validasi ahli, uji coba lapangan, dan uji coba operasional; dan 4) penyebaran produk (disseminate). Data yang dikumpulkan selama pengembangan dianalisis dengan analisis deskriptif, analisis kelayakan produk berdasarkan persentase skor kriteria, dan analisis efektivitas produk melalui gain score (N-gain) dan uji-U Mann-Whitney.
Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM dikembangkan dengan 6 karakteristik yaitu berbasis pada masalah kongkret,  memuat  konten  S,  T,  E  dan  M  secara  terpadu,  pembelajaran  inkuiri, berbasis  engineering  design  process,  berpusat  pada  siswa,  dan  menggunakan penilaian autentik; 2) perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM pada materi perpindahan kalor yang dikembangkan dinilai layak dengan kategori baik sekali sebagai perangkat pembelajaran IPA yang berbasis pada kriteria STEM untuk digunakan pada tingkat SMP; 3) perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir logis siswa berdasarkan adanya perbedaan bermakna antara rerata N-gain skor TOLT kelas kontrol dan eksperimen dengan sig.
0,007 atau < 0,05. Kelas eksperimen yang menggunakan perangkat pembelajaran IPA berbasis STEM memiliki rerata N-gain yang lebih besar atau lebih baik dalam meningkatkan kemampuan berpikir logis.

Kata Kunci : pembelajaran IPA berbasis STEM, pengembangan perangkat pembelajaran, kemampuan berpikir logis, perpindahan kalor