Implementasi Problem-Based Learning Untuk Mengembangkan Berpikir Kritis dan Pemecahan Masalah Sains Siswa Abad ke-21 : Penelitian

Siti Nurul Qomariyah; Sulis Supartini; Anas Ansoriah; Fitri Minawati; Margaretta Serevina Hutagalung; Suharno Suharno; Taufik Jatnika Permana; Fitri  Damayanti

doi:10.31004/jerkin.v4i2.3520

Authors

Siti Nurul Qomariyah Universitas Indraprasta PGRI
Sulis Supartini Universitas Indraprasta PGRI
Anas Ansoriah Universitas Indraprasta PGRI
Fitri Minawati Universitas Indraprasta PGRI
Margaretta Serevina Hutagalung Universitas Indraprasta PGRI
Suharno Suharno Universitas Indraprasta PGRI
Taufik Jatnika Permana Universitas Indraprasta PGRI
Fitri Damayanti Universitas Indraprasta PGRI

DOI:

https://doi.org/10.31004/jerkin.v4i2.3520

Keywords:

Problem-Based Learning, berpikir kritis, pemecahan masalah, sains abad ke-21, 4C

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis implementasi Problem-Based Learning (PBL) dalam pengembangan kemampuan berpikir kritis dan pemecahan masalah siswa pada pembelajaran sains abad ke-21. Metode penelitian yang digunakan adalah studi literatur terhadap 21 artikel ilmiah nasional dan internasional terakreditasi yang relevan dengan topik penelitian. Analisis dilakukan secara sistematis menggunakan metode analisis isi untuk mengidentifikasi efektivitas, strategi penerapan, serta tantangan PBL dalam konteks pembelajaran sains modern. Hasil kajian menunjukkan bahwa PBL secara konsisten berpengaruh positif terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis, pemecahan masalah, serta kompetensi abad ke-21 yang mencakup Critical Thinking, Creativity, Collaboration, dan Communication (4C). Integrasi PBL dengan pendekatan lain seperti STEM, Mind Mapping, dan Blended Learning terbukti memperkuat dampaknya terhadap motivasi belajar, kreativitas, dan literasi sains siswa. Selain itu, PBL mendorong pembelajaran yang berpusat pada siswa, meningkatkan kerja sama kelompok, dan membentuk kebiasaan reflektif. Namun, keberhasilan penerapannya sangat dipengaruhi oleh kesiapan guru, dukungan fasilitas, dan waktu pelaksanaan di kelas. Secara keseluruhan, PBL merupakan pendekatan pembelajaran yang efektif dan relevan dengan tuntutan abad ke-21, karena mampu membentuk peserta didik yang berpikir kritis, kreatif, kolaboratif, komunikatif, serta adaptif terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi

References

Adiwiguna, P. S., Dantes, N., & Gunamantha, I. M. (2019). Pengaruh Model Problem Based Learning (Pbl) Berorientasi Stem Terhadap Kemampuan Berpikir Kritis Dan Literasi Sains Siswa Kelas V Sd Di Gugus I Gusti Ketut Pudja. Indonesian Journal of Basic Education, 3(2), 94–103.

Annisa Hartiyaningsih, Eko Retno Mulyaningrum, & Risno Setiyono. (2024). Penggunaan Model Problem Based Learning Untuk Meningkatkan Komunikasi dan Kolaborasi Peserta Didik Kelas X. Jurnal Pendidikan Guru Profesional, 2(1), 31–43. https://doi.org/10.26877/jpgp.v2i1.834

Aripin, N., & Mufit, F. (2025). The Role of Problem-Based Learning in Developing Science Literacy and 21st-Century Skills in High School Students: A Meta-Analysis. Jurnal Ilmiah Pendidikan MIPA, 15(1), 269–284. http://dx.doi.org/10.30998/formatif.v15i1.27799

Astuti, T. P. (2019). Tujuan Project based learning dalam pembelejaran adalah untuk memberikan fasilitas dengan gaya belajar yang beragam. Proceeding of Biology Education, 3(1), 64–73.

Eris, E., Sitompul, S. S., & Oktavianty, E. (2024). Penerapan Model Problem Based Learning Terintegrasi Stem Terhadap Keterampilan Berpikir Kritis Pada Materi Hukum Archimedes. Jurnal Pendidikan Fisika, 12(2), 226. https://doi.org/10.24127/jpf.v12i2.11218

Fitria, D., Asrizal, A., Dhanil, M., & Lufri, L. (2024). Impact of blended problem-based learning on students’ 21st century skills on science learning: A meta-analysis. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 12(4), 1032-1052 https://doi.org/10.46328/ijemst.4080

Jayadiningrat, M. G., & Emirensia, A. K. (2018). Peningkatan keterampilan memecahkan masalah melalui model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) pada mata pelajaran kimia. Jurnal Pendidikan Kimia Indonesia, 2(1), 1–10.

Hasan, R., & Sodikin, A. (2024). Peran Guru dalam PjBL. TSAQOFAH: Jurnal Penelitian Guru Indonesia, 4(3), 1134–1150.

Ifada, A. I., Toyib, M., & Marhamah, S. (2024). Peningkatan Kemampuan Kolaborasi dalam Pembelajaran Matematika melalui Problem Based Learning Di Sekolah Menengah Pertama. PTK: Jurnal Tindakan Kelas, 4(2), 447–460. https://doi.org/10.53624/ptk.v4i2.391

Imanah, L. F., & Handayani, D. (2023). Upaya peningkatan keterampilan berpikir kritis dan aktivitas belajar siswa SMA pada pembelajaran abad-21 dengan menerapkan model Problem Based Learning (PBL). DIKSAINS: Jurnal Ilmiah Pendidikan Sains, 4(1), 66–74. https://doi.org/10.33369/diksains.v4i1.30078

Indraswati, D., Marhayani, D. A., Sutisna, D., Widodo, A., & Maulyda, M. A. (2020). Berpikir Kritis dan Pemecahan Masalah dalam Pembelajaran IPS untuk Menjawab Tantangan Abad 21. HORIZON SOSIAL: Jurnal Pendidikan Sosial, 7(1), 12–28.

Karlina, S., & Sari, R. M. M. (2024). Studi Literatur Tentang Peranan Model Problem Based Learning ( Pbl ) Dalam Meningkatkan Kemampuan. Jurnal Theorems (The Original Reasearch Of Mathematics), 8, 451–460.

Kraus, S., Breier, M., Lim, W. M., Dabić, M., Kumar, S., Kanbach, D., & Mukherjee, D. (2022). Literature reviews as independent studies: Guidelines for academic practice. Review of Managerial Science, 16(8), 2577–2595. https://doi.org/10.1007/s11846-022-00588-8

Kuhrmann, M., Fernández, D. M., & Daneva, M. (2017). On the pragmatic design of literature studies in software engineering: an experience-based guideline. Empirical Software Engineering, 22(6), 2852–2891. https://doi.org/10.1007/s10664-016-9492-y

Muliana, Fonna, M., & Nufus, H. (2024). Pengaruh Penerapan Problem Based Learning (PBL) Terhadap Keterampilan Abad 21. Ar-Riyadhiyyat: Jurnal Pendidikan Matematika, 5(1), 22–30.

Nicomse, N., & Napitupulu, L. (2022). Pembelajaran dengan model Problem Based Learning (PBL) terhadap kemampuan berpikir kritis matematis dan kemampuan pemecahan masalah matematis siswa pada materi SPLDV kelas VIII SMP Negeri 1 Sipahutar. SEPREN: Journal of Mathematics Education and Applied, 4, 156–163. https://doi.org/10.36655/sepren.v4i0.829

Nurtanto, M., & Sofyan, H. (2015). Implementasi Problem-Based Learning Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Kognitif, Psikomotor, dan Afektif Siswa Di Smk. Jurnal Pendidikan Vokasi, 5(3), 352. https://doi.org/10.21831/jpv.v5i3.6489

Pertiwi, F. A., Luayyin, R. H., & Arifin, M. (2023). Problem Based Learning untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis: Meta Analisis. JSE: Jurnal Sharia Economica, 2(1), 42–49. https://doi.org/10.46773/jse.v2i1.559

Putra, M. H. A., Suriansyah, A., & Rafianti, W. R. (2025). Analisis Penggunaan Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dalam Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa. MARAS : Jurnal Penelitian Multidisiplin, 3(1), 1–10. https://doi.org/10.60126/maras.v3i1.642

Putri, D. A. H., Fauziah, N., & Wati, W. W. (2022). Analisis Effect Size Pengaruh Model Problem Based Learning Terhadap Keterampilan Berpikir Kritis dan Pemecahan Masalah dalam Pembelajaran Sains. ORBITA: Jurnal Pendidikan dan Ilmu Fisika, 8(2), 205. https://doi.org/10.31764/orbita.v8i2.10295

Rahman, N. F., Listyono, & Na’ima, M. (2024). Pengaruh Problem Based Learning (PBL) terhadap keterampilan berpikir kritis dan kolaboratif dalam pembelajaran biologi terintegrasi nilai Islam. Al-Alam: Journal of Islamic Natural Science Education, 3(2), 52–68. https://doi.org/10.21154/al-alam.v3i2.7953

Rahmi, R., & Rini, T. P. W. (2025). Integrasi model PBL, STEAM, kontekstual dan media Geomath: Meningkatkan pemecahan masalah dan berpikir kreatif siswa. Papanda Journal of Mathematics and Sciences Research, 4(2), 243–254. https://doi.org/10.56916/pjmsr.v4i2.2307

Uyun, R., Fakhrudin, F., & Mustafa, A. N. (2025). Efektivitas model pembelajaran Problem Based Learning dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Jurnal Basicedu: Research & Learning in Elementary Education, 9(2), 393–400. https://doi.org/10.31004/basicedu.v9i2.9844

Salsabila, Y. R., & Muqowim. (2024). Korelasi antara teori belajar konstruktivisme Lev Vygotsky dengan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL). Jurnal P4I, 4(3), 813–827. https://doi.org/10.1017/jp4i.v4i3.2024

Setiawan, A. (2021). Workshop Penguatan Kompetensi Guru 2021 SHEs: Conference Series 4 (6) (2021) 290-296 Problem Based Learning (PBL) Model For The 21st Century Generation. Social, Humanities, and Education Studies (SHEs): Conference Series, 4(6), 290–296.

Wardani, I. S., & Fiorintina, E. (2023). Building Critical Thinking Skills of 21st Century Students through Problem Based Learning Model. JPI (Jurnal Pendidikan Indonesia), 12(3), 461–470. https://doi.org/10.23887/jpiundiksha.v12i3.58789