Di tengah gelombang Revolusi Industri 4.0 yang menghadirkan tantangan semakin kompleks—dari otomatisasi dan kecerdasan buatan hingga krisis iklim—pendekatan STEM menjadi jawaban strategis. Melalui sinergi Ilmu Pengetahuan, Teknologi, Rekayasa, dan Matematika, siswa didorong untuk tidak hanya menguasai teori, tetapi juga mengaplikasikannya dalam proyek nyata. Dengan demikian, mereka belajar memahami prinsip ilmiah, merancang inovasi teknis, serta menganalisis data secara kritis—semua langkah itu terangkai untuk mencipta solusi yang relevan baik di skala lokal maupun global.

Namun, agar pembelajaran STEM benar‑benar berdampak, diperlukan kerangka pedagogis yang memfokuskan pada pemahaman mendalam. Di sinilah konsep Deep Learning (pembelajaran mendalam) berperan sebagai pilar kedua dalam buku ini. Konsep ini menggeser praktik hafalan belaka menjadi pengalaman belajar yang joyful, meaningful, dan mindful. Guru tidak lagi semata menyampaikan materi, melainkan memfasilitasi siswa merancang, menguji, lalu merefleksikan setiap langkah eksperimen. Dengan cara itu, terbentuklah rasa ingin tahu yang tulus, keterlibatan emosional, dan kesadaran penuh atas proses belajar—ketiganya memastikan siswa tidak hanya tahu “apa”, tetapi juga memahami “mengapa” dan “bagaimana”.

Seiring dengan itu, integrasi STEM dan Deep Learning diperkuat oleh pijakan global SDGs (Sustainable Development Goals). Kerangka 17 tujuan dan 169 target PBB memberikan arah Projek Pembelajaran Mendalam untuk memilih isu‐isu strategis—seperti air bersih (SDG 6), energi terbarukan (SDG 7), atau aksi iklim (SDG 13)—sebagai tantangan riil. Dengan demikian, setiap inovasi teknis yang dirancang siswa tidak hanya bernilai akademik, tetapi juga berkontribusi pada pembangunan berkelanjutan. Ketika peserta didik merancang sensor kualitas udara atau sistem irigasi pintar, mereka sekaligus menumbuhkan kesadaran sosial dan tanggung jawab lingkungan, menjadikan ilmu yang diperoleh sarana nyata untuk perubahan.