Kualitas Keikutsertaan Kompetisi STEM: Menakar Efektivitas Pembelajaran Berbasis Kerangka PISA di Indonesia

ESAI AKADEMIK

Kualitas Keikutsertaan Kompetisi STEM: Menakar Efektivitas Pembelajaran Berbasis Kerangka PISA di Indonesia

Dari Prestasi Elite Olimpiade Sains Menuju Literasi Sains dan Matematika yang Merata

Abstrak Esai ini mengkaji kualitas keikutsertaan pelajar Indonesia dalam kompetisi sains, teknologi, rekayasa, dan matematika (STEM) tingkat internasional dengan menempatkan kerangka literasi Programme for International Student Assessment (PISA) sebagai basis pembelajaran. Fenomena paradoksal ditemukan: capaian delegasi elite Indonesia pada ajang seperti International Physics Olympiad (IPhO) terus meningkat, sedangkan skor PISA populasi umum tetap berada jauh di bawah rerata OECD. Dengan pendekatan tinjauan pustaka naratif dan kerangka analisis Input–Process–Output–Impact (IPOI), esai ini berargumen bahwa keberlanjutan prestasi STEM memerlukan penataan ulang proses pembelajaran kelas reguler agar sejalan dengan orientasi kompetensi PISA dan Higher Order Thinking Skills (HOTS), bukan semata pembinaan eksklusif bagi segelintir siswa berbakat. This essay examines the quality of Indonesian students' participation in international Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) competitions, using the Programme for International Student Assessment (PISA) literacy framework as the foundation for classroom learning. A paradox emerges: Indonesia's elite delegations achieve increasingly strong results at events such as the International Physics Olympiad (IPhO), while the general student population's PISA scores remain well below the OECD average. Employing a narrative literature review and the Input–Process–Output–Impact (IPOI) framework, this essay argues that sustaining STEM excellence requires restructuring everyday classroom instruction to align with PISA's competency orientation and Higher Order Thinking Skills (HOTS), rather than relying solely on exclusive coaching for a small pool of gifted students.

Kata kunci: kompetisi STEM, PISA, HOTS, literasi sains, olimpiade fisika, kebijakan pendidikan Abstract Keywords: STEM competitions, PISA, HOTS, science literacy, physics olympiad, education policy

1. Pendahuluan

Keikutsertaan pelajar Indonesia dalam kompetisi sains dan matematika internasional kerap dijadikan indikator kebanggaan nasional. Perolehan lima medali—satu emas, dua perak, dan dua perunggu—oleh delegasi Indonesia pada ajang ke-56 International Physics Olympiad (IPhO) 2026 di Bucaramanga, Kolombia, menegaskan kembali kapasitas talenta muda bangsa untuk bersaing di panggung dunia. Namun, prestasi individual yang gemilang ini berdiri berdampingan dengan realitas yang kontras: hasil Programme for International Student Assessment (PISA) 2022 menunjukkan bahwa rata-rata siswa Indonesia berusia 15 tahun memperoleh skor 366 pada matematika, 383 pada sains, dan 359 pada membaca—seluruhnya jauh di bawah rerata negara-negara OECD yang berkisar antara 472 hingga 485 poin.

Kesenjangan antara puncak piramida (delegasi olimpiade) dan basis piramida (populasi siswa umum) inilah yang menjadi titik tolak esai ini. Pertanyaan pokoknya bukan sekadar apakah Indonesia mampu meraih medali, melainkan seberapa kokoh fondasi pembelajaran yang menopang kualitas keikutsertaan tersebut secara berkelanjutan dan merata. Esai ini menempatkan kerangka literasi PISA—yang mengukur kapasitas bernalar, bukan sekadar mengingat fakta—sebagai basis konseptual untuk menilai dan merancang pembelajaran STEM yang berorientasi pada kompetisi sekaligus pada mutu pendidikan dasar dan menengah secara keseluruhan.

2. Kerangka Konseptual: Literasi PISA sebagai Basis Berpikir STEM

PISA, yang diselenggarakan oleh Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), mendefinisikan literasi bukan sebagai penguasaan konten semata, melainkan sebagai kapasitas menerapkan pengetahuan pada konteks kehidupan nyata. Literasi matematika didefinisikan sebagai kapasitas individu untuk bernalar secara matematis serta merumuskan, menerapkan, dan menafsirkan matematika guna memecahkan masalah dalam beragam konteks dunia nyata, sementara literasi sains dimaknai sebagai kemampuan untuk terlibat dengan isu-isu terkait sains sebagai warga negara yang reflektif.

Kerangka PISA 2022 secara eksplisit mengorganisasikan asesmen sains ke dalam tiga dimensi yang saling terkait: konteks (personal, lokal/nasional, dan global), konten (pengetahuan ilmiah), dan kompetensi (proses kognitif dalam menjelaskan fenomena, merancang, dan menafsirkan data ilmiah). Struktur tiga dimensi inilah yang membedakan filosofi PISA dari sekadar ujian berbasis kurikulum: soal-soal PISA menuntut penalaran berlapis (multi-step reasoning), transfer pengetahuan lintas konteks, dan argumentasi berbasis bukti—karakteristik yang sesungguhnya identik dengan tuntutan soal-soal pada olimpiade sains internasional seperti IPhO, International Mathematical Olympiad (IMO), maupun International Biology Olympiad (IBO).

Soal PISA dan soal olimpiade sains sama-sama menuntut siswa berpikir melampaui hafalan rumus—keduanya mengukur kemampuan bernalar dalam menghadapi masalah yang belum pernah dijumpai sebelumnya. — Sintesis kerangka PISA 2022 (OECD)

3. HOTS sebagai Jembatan antara Kelas Reguler dan Arena Kompetisi

Higher Order Thinking Skills (HOTS) merupakan konsep pedagogis yang menjadi jembatan operasional antara tuntutan kerangka PISA dan praktik pembinaan olimpiade di Indonesia. Kajian tentang implementasi HOTS dalam pembelajaran sains menunjukkan bahwa pendekatan ini berkontribusi pada peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa ketika diterapkan secara konsisten dalam pembelajaran berbasis masalah otentik, bukan sekadar pada bank soal tambahan yang terpisah dari proses belajar mengajar sehari-hari.

Sayangnya, sejumlah kajian desain bahan ajar berbasis STEM berorientasi HOTS di tingkat sekolah menengah pertama mendapati bahwa meskipun sebagian besar kriteria bahan ajar yang baik telah terpenuhi, masih terdapat aspek integrasi STEM dan orientasi HOTS yang perlu disempurnakan. Temuan ini menyiratkan bahwa upaya pembelajaran berbasis HOTS di Indonesia masih berada pada tahap transisi—cukup untuk menghasilkan talenta unggulan yang dibina secara khusus, tetapi belum cukup merata untuk mengangkat capaian rata-rata populasi sebagaimana tergambar dalam skor PISA.

4. Potret Ganda: Puncak Prestasi Elite versus Rata-Rata Populasi

4.1 Tren Skor PISA Indonesia

Tabel 1 memperlihatkan tren skor PISA Indonesia pada siklus 2018 dan 2022 dibandingkan rerata OECD. Meskipun peringkat Indonesia tercatat naik lima hingga enam posisi pada PISA 2022 dibandingkan 2018, kenaikan peringkat tersebut sebagian besar disebabkan oleh masuknya sejumlah negara baru dengan skor lebih rendah, bukan oleh perbaikan absolut kemampuan siswa Indonesia—sebab skor pada ketiga literasi justru menurun dibandingkan siklus sebelumnya.

Siklus PISA	Membaca	Matematika	Sains	Catatan Peringkat
PISA 2018	371	379	396	Baseline pra-pandemi
PISA 2022	359	366	383	Peringkat naik 5–6 posisi, skor turun akibat dampak global pandemi
Rerata OECD 2022	476	472	485	Selisih Indonesia berkisar 100–117 poin

Tabel 1. Tren skor PISA Indonesia 2018–2022 dibandingkan rerata OECD.

4.2 Capaian Delegasi STEM Elite Indonesia

Berbeda dengan tren populasi umum, capaian delegasi olimpiade sains Indonesia justru menunjukkan tren membaik. Pada IPhO 2025, Indonesia hanya membawa pulang tiga medali perunggu dan dua honorable mention; setahun kemudian, pada IPhO 2026 di Bucaramanga, seluruh lima peserta delegasi Indonesia berhasil meraih medali—satu emas oleh Evan Syatia To dari SMAK BPK Penabur Gading Serpong, dua perak, dan dua perunggu. Peningkatan tajam dalam satu siklus ini mengindikasikan efektivitas pembinaan terpusat yang intensif, sebagaimana tergambar pada Tabel 2.

Ajang	Tahun	Capaian Delegasi Indonesia	Basis Kompetensi yang Diuji
International Physics Olympiad (IPhO)	2025	3 perunggu, 2 honorable mention	Penalaran teoretis dan eksperimen fisika tingkat lanjut
International Physics Olympiad (IPhO)	2026	1 emas, 2 perak, 2 perunggu (5 dari 5 peserta bermedali)	Sama; peningkatan signifikan pada aspek analisis-eksperimen
Olimpiade Sains Nasional (OSN)/KSN	Tahunan	Jenjang seleksi nasional pembentuk delegasi internasional	Kurikulum plus modul HOTS dan pola soal setara PISA/TIMSS

Tabel 2. Perbandingan capaian delegasi Indonesia pada kompetisi STEM internasional terpilih.

Kontras antara Tabel 1 dan Tabel 2 menegaskan sebuah fenomena yang dalam wacana kebijakan pendidikan lazim disebut sebagai "paradoks juara": sebuah sistem pendidikan mampu menghasilkan segelintir individu berkinerja dunia melalui jalur seleksi dan pembinaan khusus, sementara mutu pembelajaran arus utama bagi mayoritas siswa tertinggal jauh dari standar internasional. Paradoks ini bukan kegagalan, melainkan sinyal bahwa strategi peningkatan mutu STEM nasional perlu bergerak dari model piramida sempit—di mana investasi terbesar terkonsentrasi pada segelintir siswa terpilih menjelang kompetisi—menuju model basis lebar yang menanamkan kompetensi bernalar setara PISA sejak pendidikan dasar.

5. Model Integrasi Pembelajaran Berbasis PISA untuk Kompetisi STEM

Untuk mengatasi paradoks tersebut, esai ini mengusulkan model integrasi menggunakan kerangka Input–Process–Output–Impact (IPOI) sebagaimana disajikan pada Tabel 3. Kerangka ini dipilih karena secara eksplisit memisahkan level intervensi—dari kualitas masukan (guru dan bahan ajar) hingga dampak sistemik (daya saing kolektif)—sehingga kebijakan tidak keliru menyamakan keberhasilan pada satu tahap (misalnya output berupa medali) dengan keberhasilan pada tahap lain (impact berupa pemerataan literasi).

Tahap IPOI	Deskripsi	Contoh Implementasi Berbasis PISA
Input	Kualitas guru, kurikulum, dan bahan ajar yang memuat konteks personal, lokal, dan global	Penyusunan modul soal berkonteks Pancasila dan kearifan lokal setara level PISA
Process	Pembelajaran berbasis proyek dan inkuiri yang melatih penalaran, bukan hafalan	Project-based learning STEM, pembinaan berjenjang OSN/KSN menuju IPhO/IMO/IBO
Output	Kemampuan memecahkan masalah otentik yang terukur lewat asesmen HOTS	Kenaikan proporsi siswa pada Level 4–6 literasi sains dan matematika PISA
Impact	Daya saing kolektif bangsa, bukan sekadar prestasi individu elite	Basis talenta STEM yang lebih luas dan pemerataan mutu antarwilayah

Tabel 3. Model integrasi IPOI untuk menyelaraskan pembelajaran berbasis PISA dengan pembinaan kompetisi STEM.

Pada tahap input, kualitas guru menjadi faktor fundamental. Kajian deskriptif kualitatif yang menghubungkan skor PISA 2022 dengan hasil Asesmen Kompetensi Guru dan Tenaga Kependidikan menemukan bahwa guru memiliki peran sentral dalam membentuk kompetensi literasi, numerasi, dan berpikir kritis siswa—menegaskan bahwa peningkatan skor PISA maupun kesiapan siswa berkompetisi STEM tidak dapat dilepaskan dari investasi berkelanjutan pada kapasitas pengajar. Pada tahap process, pembelajaran berbasis proyek (project-based learning) yang mengintegrasikan Science, Technology, Engineering, and Mathematics terbukti berkontribusi pada peningkatan kreativitas dan keterampilan berpikir kritis siswa sekolah menengah pertama, sekaligus menjadi wahana alami untuk melatih pola pikir yang dibutuhkan baik dalam tes PISA maupun babak eksperimen olimpiade sains.

6. Kesenjangan Sosio-Ekonomi sebagai Faktor Pembatas

Faktor kesetaraan akses tidak dapat diabaikan dalam menilai kualitas keikutsertaan kompetisi STEM. Data PISA 2022 menunjukkan bahwa siswa dari kelompok sosio-ekonomi kurang beruntung memiliki peluang lebih dari lima kali lipat untuk berada di bawah level dasar kecakapan sains (Level 2) dibandingkan siswa dari kelompok yang lebih beruntung, secara rata-rata di negara-negara OECD. Realitas ini relevan bagi Indonesia mengingat sebagian besar peserta didik berasal dari kuintil sosio-ekonomi menengah ke bawah, sehingga pembinaan STEM elite yang hanya menjangkau sekolah-sekolah unggulan di kota besar berisiko memperlebar, bukan mempersempit, kesenjangan mutu pendidikan antarwilayah.

Sebuah delegasi olimpiade yang gemilang tidak secara otomatis mencerminkan sistem pendidikan yang berkeadilan; keduanya perlu dibangun dengan strategi yang berbeda namun saling menguatkan. — Refleksi analitis penulis

7. Implikasi Kebijakan

• Mengarusutamakan pola soal setara PISA dan HOTS ke dalam asesmen kelas reguler di seluruh jenjang, bukan hanya pada modul persiapan olimpiade, agar transfer kompetensi bernalar terjadi sejak dini dan merata.

• Memperkuat program pengembangan profesional guru sains dan matematika secara berkelanjutan, mengingat kompetensi pengajar terbukti berasosiasi dengan capaian literasi siswa.

• Memperluas basis rekrutmen pembinaan Olimpiade Sains Nasional (OSN/KSN) hingga ke sekolah-sekolah di luar Pulau Jawa dan wilayah 3T (tertinggal, terdepan, terluar) agar talenta unggul tidak hanya terjaring dari sekolah-sekolah unggulan perkotaan.

• Mendorong pembelajaran berbasis proyek dan inkuiri lintas mata pelajaran (STEM terintegrasi) sebagai praktik baku, sejalan dengan temuan bahwa pendekatan ini meningkatkan kreativitas dan keterampilan berpikir tingkat tinggi siswa secara terukur.

• Menjadikan tren skor PISA sebagai indikator evaluasi kebijakan pendidikan yang setara pentingnya dengan jumlah medali olimpiade internasional, agar narasi keberhasilan pendidikan tidak semata bertumpu pada prestasi segelintir individu.

8. Kesimpulan

Kualitas keikutsertaan Indonesia dalam kompetisi STEM internasional tidak dapat dinilai secara memadai hanya dari jumlah dan warna medali yang diraih delegasi elite. Keberhasilan gemilang tim IPhO 2026 di Bucaramanga patut diapresiasi sebagai bukti efektivitas pembinaan intensif berbasis seleksi, namun keberlanjutan prestasi tersebut dalam jangka panjang bergantung pada seberapa dalam kerangka literasi PISA—penalaran kontekstual, berpikir tingkat tinggi, dan transfer pengetahuan lintas situasi—tertanam dalam pembelajaran arus utama di seluruh jenjang dan wilayah. Tanpa penguatan fondasi tersebut, prestasi olimpiade berisiko menjadi puncak gunung es yang megah namun rapuh, berdiri di atas basis literasi populasi yang masih jauh tertinggal dari standar internasional.

Daftar Pustaka

Antara News. (2026). Indonesia raih lima medali pada Olimpiade Fisika Internasional.

CNN Indonesia. (2026). Indonesia Raih 1 Medali Emas, 2 Perak dan 2 Perunggu di IPhO Kolombia.

GoodStats. (2025). Mengulik Hasil PISA 2022 Indonesia: Peringkat Naik, tapi Tren Penurunan Skor Berlanjut.

Kemendikdasmen. (2026). Harumkan Bangsa, Kepulangan Lima Murid Peraih Medali IPhO 2026 Disambut Hangat Kemendikdasmen.

Kompas.com. (2026). Siswa Indonesia Raih 5 Medali di Olimpiade Fisika Internasional 2026.

Media Indonesia. (2023). Hasil PISA 2022, Refleksi Mutu Pendidikan Nasional 2023.

OECD. (2023). PISA 2022 Results (Volume I): The State of Learning and Equity in Education.

OECD. (2023). PISA 2022 Assessment and Analytical Framework.

OECD. (n.d.). Science Literacy.

Pusmendik Kemendikdasmen. (2023). Perilisan Hasil PISA 2022: Peringkat Indonesia Naik 5–6 Posisi.

Jurnal Pendidikan IPS. (2025). Keterkaitan Skor PISA 2022 dengan Kompetensi Guru Madrasah.

Jurnal Pendidikan MIPA. (2025). Systematic Literature Review: Tren Penelitian Literasi Sains Siswa SMA Berorientasi PISA di Indonesia Periode 2016–2025.

Laplace: Jurnal Pendidikan Matematika. (2026). Analisis Desain Bahan Ajar Berbasis STEM Berorientasi Soal HOTS pada Pembelajaran Matematika Kelas VIII SMP.

JPI (Jurnal Pendidikan Indonesia). (2026). A Synergistic STEM-Creativity Model to Enhance Cognitive Innovation and Higher-Order Thinking Skills (HOTS) in Mathematics Learning.

Jurnal Cendekia: Jurnal Pendidikan Matematika. (2021). Pengembangan Soal Matematika Bermuatan HOTS Setara PISA Berkonteks Pancasila.

S1 Pendidikan Matematika UNHASY. (2026). Skor PISA 2022: Pendidikan Matematika Indonesia Masih Jadi PR Besar.

Naskah ini disusun sebagai bagian dari kontribusi akademik Masyarakat Peneliti Mandiri Kasundaan Nusantara pada wacana mutu pendidikan sains dan matematika di Indonesia.