Universitas Negeri Semarang (UNNES) sebagai universitas berwawasan konservasi menjadikan karakter konservasi sebagai Outcome-Based Education. Karakter konservasi ini menjadi indikator luaran pencapaian pembelajaran. Oleh karena itu, desain model pembelajaran inovatif untuk akselerasi konservasi perlu ditemukan dan diterapkan. Gagasan ini fokus pada konservasi keanekaragaman hayati hutan tropis Indonesia, mengingat hutan tropis Indonesia saat ini cukup memprihatinkan. Disisi lain, potensi keanekaragaman hutan tropis di Indonesia sebagai pabrik metabolit sekunder sangat penting bagi kehidupan jika dilakukan konservasi dengan baik dan dimanfaatkan secara bijak. Saat ini banyak sekali metabolit sekunder telah ditemuka dan bermanfaat bagi masyarakat sebagai obat kanker, tumor, penambah stamina, tekanan darah tinggi, dan antioksidan.
Gagasan ini berangkat dari sebuah penelitian tentang model pembelajaran untuk akselerasi karakter konservasi mahasiswa yang sesuai dengan kebutuhan abad 21 yaitu model pembelajaran inkuiri terintegrasi etnosains dan STEM. Tahapan penelitian yang telah penulis lakukan bersama dengan tim riset dalam mengembangkan model pembelajaran ini adalah (a) merekonstruksi pengetahuan ilmiah berbasis pengetahuan asli masyarakat mengenai tanaman hutan tropis dan manfaatnya bagi masyarakat; (b) menemukan dan menghasilkan model pembelajaran inkuiri (MPI) terintegrasi etnosains dan STEM untuk bahan kajian uji bioaktivitas metabolit sekunder tanaman hutan tropis Indonesia; (c) menemukan karakteristik metabolit sekunder, serta uji bioaktivitas terhadap bakteri, rayap, dan kanker.
Salah satu pilar konservasi yang menjadi perhatian dalam Renstra UNNES adalah konservasi keanekaragaman hayati. Dalam penelitian kami, upaya konservasi keanekaragaman hayati yang dilakukan adalah dengan menggunakan tanaman lokal sebagai tanaman obat secara bijaksana dan menyelamatkan potensi tanaman obat dari keanekaragaman hayati tersebut melalui pembelajaran dan penelitian berbasis kerja laboratorium. Pengertian konservasi juga berkaitan dengan pelestarian tanaman obat sekaligus mereputasikan tanaman obat tersebut sebagai sumber daya alam lokal ke kancah internasional. Sayangnya pembakaran dan penebangan hutan secara liar di Indonesia terus terjadi yang berakibat pada rusaknya ekosistem alam dan juga menghancurkan potensi tanaman obat. Hal ini tentu saja merugikan generasi mendatang, karena mereka akan kehilangan sumber daya metabolit sekunder yang potensial untuk keperluan hidupnya.
Pentingnya konservasi akan metabolit sekunder pada tanaman hutan tropis di Indonesia tersebut telah mengundang penulis untuk melakukan kajian dan analisis tentang konservasi metabolit sekunder dan uji bioaktivitasnya melalui pembelajaran inkuiri terintegrasi etnosains dan STEM. Misalnya pada bidang ilmu Botani, maka aktivitas konservasi dan produksi keanekaragaman hayati dapat dilakukan melalui kegiatan kultur sel atau kalus. Konservasi melalui kultur sel memiliki keuntungan, antara lain: (1) mampu meniadakan kebutuhan berbagai jenis pohon lokal tanaman tropis penghasil metabolit sekunder tertentu sebagai bahan baku obat yang keberadaannya di alam mulai langka, (2) dapat menghasilkan keragaman genetik tinggi selama proses pencarian varian yang memiliki kandungan metabolit sekunder tertentu dan berkhasiat sebagai obat, (3) dapat menghasilkan satu atau beberapa varian tanaman dan metabolit sekunder yang memiliki karakter super atau elite untuk studi manipulasi genetik atau studi lainnya, dan (4) dapat digunakan sebagai bahan penelitian dalam mempelajari jalur biosintesis suatu metabolit tertentu, misalnya proses biosintesis metabolit sekunder dari Taxol Paclitaxel dari taxus.
Dalam menerapkan model pembelajaran inkuiri terintegrasi etnosains dan STEM, maka sintaks inkuiri perlu diintegrasikan dengan konten dan konteks etnosains dan STEM pada saat pembelajaran berlangsung. Pendekatan STEM merupakan pendekatan pembelajaran inovatif yang bertujuan untuk menciptakan lingkungan belajar yang memudahkan proses pembelajaran peserta didik dengan mengkaitkan pengetahuan masyarakat atau aspek budaya dalam konteks STEM dalam upaya memberikan penjelasan ilmiah (scientific explanation), sehingga pengetahuan masyarakat pun dapat dipahami secara ilmiah.
Pada penyusunan desain keterpaduan, maka perlu dilakukan analisis berbagai kerangka teoritis yang terkait model keterpaduan dalam pembelajaran sains. Dalam tulisan ini ditetapkan desain keterpaduan antara etnosains dan STEM dibahas secara terpisah yaitu bidang kajian etnosains dalam kaitannya pengetahuan masyarakat (indegenous Science) dan bidang keilmuan metabolit sekunder dan bioaktivitasnya. Pada pembahasan bidang keilmuan dibahas mengenai kajian isolasi, identifikasi, uji fitokimia dan uji bioaktivitasnya sebagai antibakteri, antirayap, antikanker dalam konteks komponen STEM. Model keterpaduan yang dirujuk adalah model Keterpaduan model Forgety tipe Integrated Etnosains dan STEM, seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Model Integrated Keterpaduan Etnosains dan STEM
Pada penerapannya dalam konten dan konteks etnosains dan STEM dibahas bersama atau terpadu (interdisipliner). Dengan pendekatan ini kita bisa mengajak mahasiswa untuk memahami tentang metabolit sekunder mulai dari pengertian, klasifikasi senyawa metabolit sekunder, biosintesis, teknik isolasi dan identifikasi fitokimia, uji struktur, uji anti bakteri, antirayap, dan atikanker dari ekstrak metabolit Sekunder dari beberapa tanaman lokal hutan tropis di Indonesia yang dibahas secara mendalam konteks STEM. Dengan demikian, dalam pembelajarannya, mahasiswa juga diajak untuk melakukan berbagai cara analisis struktur metabolit sekunder dengan alat spektroskopi, dan pembahasan tentang rendemen, data sifat fisik, data grafik, serta hitungan matematika mengenai rendemen, konsentrasi, atau data uji struktur.
Pada bagian etnosains dalam contoh yang kami lakukan dalam penelitian adalah mengkaji secara mendalam pengetahuan masyarakat terkait budaya konservasi dan kearifan lokal terkait proses ekstraksi senyawa yang bermanfaat bagi kesehatan atau kehidupan. Kajian etnosains terkait budaya lokal dalam peracikan ekstrak atau isolat tanaman lokal hutan tropis, yaitu Bajakah, Akar Kuning, Mangrove, Taxus Sumatrana, dan Jenitri; dimana pada bagian tanaman tersebut oleh Masyarakat lingkar hutan tropis di Sumatra, Kalimantan, Merauke dan Jawa sebagai obat tradisional. Pada konteks pembelajarannya, maka mahasiswa diberikan beberapa contoh atau link data digital terkait budaya di masyarakat mengenai pemanfaatan tanaman hutan tropis sebagai obat tradisional, karakteristik dan ciri-cirinya, bagian yang bermanfaat, bagaiamana masyarakat mengekstrak secara tradisional, serta pola konservasi masyarakat lingkar hutan terhadap tanaman tersebut. Pada bagian tengah (integrated) yaitu etnosains dan STEM, maka mahasiswa diberikan tugas proyek untuk inkuiri dalam hal kegiatan ini mahasiswa melakukan kegiatan observasi, merencanakan, melaksanakan, evaluasi dan monitoring semua aktivitas kinerja ilmiah di laboratorium; dalam hal ini kegiatan mahasiswa dalam melakukan percobaan isolasi, identifikasi fitokimia, uji struktur, sampau dengan uji bioaktivitas metabolit sekunder terhadap pertumbuhan sel kanker, daya hambat terhadap bakteri, dan rayap.
Penulis mengembangkan pembelajaran inkuiri berbasis laboratorium. Pada kegiatan ini, mahasiswa melakukan perkuliahan dengan kegiatan praktikum inkuiri berbasis kinerja Laboratorium dengan tahapan pembelajaran inkuiri. Pembelajaran inkuiri disini meliputi discovery learning, interactive demonstration, inquiry lesson, guided inquiry lab, bounded inquiry lab, free inquiry lab, pure hyphothetical inquiry, dan applied hyphotetical inquiry. level inkuiri yang diterapkan seyogyanya disesuaikan dengan Capaian Pembelajaran Mata Kuliah dari mata kuliah KOBA. Sedangkan untuk karakter konservasi ditumbuhkan pada proses pelaksanaan kegiatan inkuiri berbasis Laboratorium dengan mengacu level dari model inkuiri yang telah dikembangkan. Karakter konservasi yang “ditumbuhkan” pada mahasiswa adalah karakter konservasi moral dan budaya, konservasi Ekologi dan Lingkungan, budaya akademik, serta konservasi Sumber daya Alam baik Hayati dan non hayati.
Kegiatan konservasi hutan tropis sebagai produk metabolit sekunder berkhasiat obat melalui pembelajaran inkuiri terintegrasi etnosains dan STEM telah berhasil mendorong dan mengajak mahasiswa untuk terlibat secara aktif dalam pelestarian hutan melalui kegiatan menanam kembali, merawat, dan memanfaatkan hutan tropis Indonesia secara bijaksana dan bertanggung jawab.
Tulisan ini merupakan hasil penelitian yang telah penulis lakukan bersama tim (Dr. Skunda Diliarosta, M.Pd dan Dr. Woro Sumarni, M.Si) dan mendapatkan hibah penelitian dari Kementerian Riset dan Teknologi (Kemristek) Indonesia melalui skema Penelitian Dasar Unggulan Perguruan Tinggi (PDU PT).
Prof. Dr. Sudarmin, M. Si. adalah Profesor Bidang Ilmu Pendidikan Kimia UNNES. Saat ini penulis sebagai dosen Kimia Organik Bahan Alam (KOBA) sejak tahun 1994 di Jurusan Kimia, dan dosen pada S1 (Prodi Pendidikan IPA dan Kimia), S2 (Prodi Pendidikan IPA, Pend Kimia, dan Pendidikan Dasar), dan S3 Prodi IPA di FMIPA dan PPs UNNES. Karier Jabatan yang pernah diemban adalah kaprodi S-1 prodi pendidikan IPA dan Kajur IPA terpadu FMIPA UNNES, dan Wakil Dekan Bidang Kemahasiswaan, Dekan antar waktu FMIPA UNNES; serta saat ini sebagai ketua Pusat Kajian Etnosains dalam Pembelajaran MIPA, dan koordinator prodi S2 Pendidikan Kimia PPs UNNES
