Exploring the Need for Ethno-STEM-Based Physics Module Development and Differentiation to Improve Critical Thinking Among High School Students in the Context of Global Warming in South Sumatera

Abstract

This study aims to identify the empirical needs for developing an Ethno-STEM-based and differentiated physics module to improve critical thinking skills among high school students in South Sumatra, within the context of global warming. A mixed-methods exploratory sequential design was employed, with qualitative data from open-ended questions informing the development of a quantitative Likert-scale questionnaire administered to 81 physics teachers and 1,118 Grade 10 students across five vulnerable districts. Results show that while 100% of teachers express interest in Ethno-STEM, only 24.7% have implemented it, primarily due to the lack of ready-to-use modules (32.4%) and curriculum time constraints (27.0%). Students exhibit diverse learning preferences, with 74.6% favoring hands-on experiments. Furthermore, 83.5% demonstrate analytical skills by identifying causes of environmental problems, but only 61% can compare solutions effectively. These findings reveal a significant gap between awareness and practice, underscoring the urgent need for contextual, culturally responsive, and differentiated learning materials. The study provides a strong empirical foundation for designing a project-based physics module aligned with the Merdeka Curriculum, integrating local wisdom, STEM principles, and learning style differentiation to enhance critical thinking.Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kebutuhan dalam mengembangkan modul Ethno-STEM dan fisika yang disesuaikan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis di kalangan siswa SMA di Sumatera Selatan, khususnya dalam konteks pemanasan global. Menggunakan desain eksploratif berurutan dengan metode campuran, data dikumpulkan dari 81 guru fisika dan 1.118 siswa di lima kabupaten melalui kuesioner skala Likert dan pertanyaan terbuka. Hasil menunjukkan minat yang kuat terhadap Ethno-STEM (100% guru), namun hanya 24,7% yang telah mengimplementasikannya, terutama karena kurangnya modul siap pakai (32,4%) dan keterbatasan waktu kurikulum (27,0%). Siswa menunjukkan preferensi belajar yang beragam, dengan 74,6% lebih menyukai eksperimen praktis. Temuan ini mengungkapkan kesenjangan yang signifikan antara kesadaran dan praktik, menyoroti kebutuhan mendesak akan bahan pembelajaran yang kontekstual, responsif secara budaya, dan terdifferensiasi. Studi ini berkontribusi pada perkembangan literatur tentang pendidikan STEM yang disesuaikan secara lokal dan menyediakan landasan empiris untuk desain modul fisika berbasis proyek yang inklusif dan selaras dengan Kurikulum Merdeka.