Mengembangkan Prototipe Media 3Dmetric Melalui Hypothetical Learning Trajector untuk Melatihkan

Kemampuan Spatial SiswaMohammad Faizal Amir1, Chusnul Chotimah2, Niko Fediyanto3, Hendra Erik Rudyanto4

1,2Prodi Pendidikan Guru Sekolah Dasar, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo3Prodi Manajemen, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo

4Prodi Pendidikan Guru Sekolah Dasar, Universitas PGRI Madiun

*1,2,3faizal.amir@umsida.ac.id, 4hendra@unipma.ac.id

Abstract. Pada era ini sedang dilaksanakan transformasi industry 4.0 yang menyeluruh. Pendidikan harus juga bertransformasi untuk mempersiapkan siswa mencapai standar teknologi industry 4.0. Augmented Reality (AR) yang merupakan salah satu revolusi teknologi utama. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan media 3Dmetric berbasis AR melalui Hypothetical Learning Trajectory agar siswa lebih mudah mengembangkan kemampuan spasialnya. Metode penelitian yang digunakan adalah Design research dalam perpektif pengembangan bahan instructional berdasar masalah. Hasil dari penelitian ini adalah prototipe media 3Dmetric melalui HLT tepat digunakan untuk mengembangkan kemampuan spasial siswa dalam dimensi rotasi, konstruktif ruang, rekonstruksi, visualisasi, dan orientasi. Dengan menggunakan media 3Dmetric siswa dapat melakukan 6 hipotesis aktivitas spasial geometri. Media 3DMetric melalui HLT berorientasi konstruktivis dan memenuhi 3 prinsip desain AR yakni memberi tantangan, memberi fantasy, dan melihat bagian yang tidak terlihat bagi pemakainya.Kata Kunci: Media 3Dmetric, HLT, spasial, geometry

A. PENDAHULUAN

Pada era ini sedang dilaksanakan transformasi industry 4.0 yang menyeluruh. Istilah

"Industri 4.0" sering dikaitkan dengan konsep Internet of Things (IoT), yang mengacu pada

perangkat networked yang dapat bertukar data (Pace, Manuri, & and A. Sanna, n.d.).

Pendidikan harus juga bertransformasi untuk mempersiapkan siswa mencapai standar

teknologi industry 4.0 (Rüßmann et al., 2015). Augmented Reality (AR) yang merupakan

salah satu revolusi teknologi utama (Lee, 2012), dalam pendidikan AR membantu guru

menerapkan pendekatan pengajaran (Akçayır & Akçayır, 2017), sehingga pengalaman

belajar, learning performance and motivation siswa menjadi lebih baik (Hsin-KaiWu, Wen-

YuLee, Chang, & Liang, 2013),(Chen & Tsai, 2012).

Teknologi AR dapat dijadikan dasar menciptakan media pembelajaran (O’Shea, 2011),

berupa perangkat mobile yang memberikan informasi virtual dengan dimensi nyata (Cheng,

2018). Penggunaan media pembelajaran berbasis AR kepada siswa melatihkan kemampuan

spasial secara virtual dalam masalah-masalah geometry siswa (Kaufmann, Steinbügl, Dünser,

& J. Glück, 2005)-(Dünser, Steinbügl, Kaufmann, & Glück, 2006).

Design Research merupakan metode penelitian yang digunakan untuk menyelesaikan

masalah-masalah local pengajaran dengan mengembangkan bahan pengajaran. Hypothetical

Learning Trajectory (HLT) sebagai bagian dari design research menjadi penghubung teori

instructional dan eksperimen pengajaran secara konkret, HLT berisi alternative-altenatif

kegiatan dan performance siswa selama pembelajaran (Cobb, Confrey, diSessa, Lehrer, &

Schauble, 2003). Dengan demikian, dibutuhkan suatu pengembangan prototipe media

pengajaran AR berdasar HLT untuk melatihkan kemampuan spatial siswa. Prototipe Media

AR yang dikembangkan diberi nama Media 3Dmetric (3 Dimensi dan Geometric).

B. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan adalah Design Research model Gravemeijer. Langkah

design research terdiri preliminary design, teaching experiment, dan retrospective analysis

(Gravemeijer & Eerde, 2009). Dalam penelitian ini dilaksanakan fase preliminary design yang

meliputi yaitu tinjauan literatur dan pengembangan HLT.

C. HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Membuat HLT (Hypothetical Learning Trajectory)

Pengembangan 3Dmetric dilakukan melalui HLT (Hypothetical Learning

Trajectory), berdasar indicator spatial siswa pada dimensi rotasi, konstruktif ruang,

rekonstruksi, visualisasi, dan orientasi (Maier, 1996), (Bosnyák & Nagy-Kondor, 2008).

Secara lengkap dimensi, indikator, aktivitas, dan hipotesis dijelaskan pada Tabel 1.

Setidaknya agar pembelajaran terarah dan efektif, HLT meliputi aktivitas dan hipotesis

pembelajaran yang dibuat berdasar indikator (Ivars, Fernández, Llinares, & Choy, 2018).

Tabel 1. Dimensi, Indikator, Aktivitas, dan Hipotesis Kemampuan Spasial SiswaDimensi Indikator Aktivitas Siswa Hipotesis

Rotasi Menginvestigasi suatu objek geometri

Aktivitas 1Siswa memprediksi gambar bangun ruang ketika bangun tersebut diputar-putar

Hipotesis 1Siswa dapat menggambar bangun ruang yang diputar sekali

Konstruktif Ruang

Menyatakan kedudukan antar unsur-unsur suatu bangun ruang

Aktivitas 2Siswa menghubungkan bagian-bagian visual pada sisi bangun ruang

Hipotesis 2Siswa dapat menentukan minimal satu unsur bangun ruang

Rekonstruksi Mengontruksi dan merepresentasikan model-model geometri yang digambar pada

Aktivitas 3Siswa menggambar benda-benda di sekitar dengan mepresentasikan model geometri

Hipotesis 3Siswa dapat menggambar 4-5 benda-benda di sekitar dengan tepat

bidang datar dalam konteks ruang

Visualisasi Mengidentifikasi dan mengklasifikasi gambar geometri

Aktivitas 4a. Siswa memvisualisasikan

bangun ruang menjadi jaring-jaring

b. Siswa memvisualisasikan jaring-jaring menjadi bangun ruang

Hipotesis 4a. Siswa dapat

memvisualisasikan bangun ruang menjadi jaring-jaring dengan sisi sederhana.

b. Untuk sisi yang tidak sederhana siswa mengalami kesulitan dalam menentukan suatu sisi dalam jaring-jaring atau bangun ruang tersebut

Orientasi Membayangkan bentuk atau posisi suatu objek geometri yang dipandang dari sudut pandang tertentu

Aktivitas 5Siswa memprediksi visual bangun ruang bila dilihat dari sudut pandang lain

Hipotesis 5Siswa mengerti front view, side view dan top view dari bangun ruang

.2. Perancangan Media 3Dmetric

3Dmetric dikembangkan dengan berbantuan dari Blender versi 2.79, tracker dan

aplikasi Augment untuk membaca koding dari model Blender (Yingprayoon, 2015).

Gambar 1 menunjukkan preface Blender untuk mempermudah dalam memproses tracker

AR atau image target. Melalui Blender kita dapat dengan mudah memilih bangun ruang

sesuai kebutuhan. Gambar 2 menujukkan pembuatan objek melalui Blender. Buat

tracker sebagai alat pendeteksi Augmented reality sehingga terbaca oleh Augment untuk

menampilkan hasil 3D yang telah dikerjakan di Blender engine, tracker dapat berupa

seperti Gambar 3.

Gambar 1. Preface Blender

Gambar 2. Pembuatan objek 3Dmetric melalui Blender

Gambar 3. Contoh tracker image untuk Media 3Dmetric

Tahap berikutnya yaitu penginputan objek 3Dmetric lalu tracker yang telah dibuat

pada website dari Augment seperti pada Gambar 4 dan Gambar 5. Pastikan model

dalam mode, dimana semua orang dapat mengakses model tersebut tanpa log in pada

sebuah akun. Setelah proses penginputan media 3Dmetric dapat dioperasikan dengan

membuka Aplikasi Augment pada Smartphone. Dengan berbekal kamera smartphone

untuk men-scan tracker yang telah dicetak sebelumnya. Hasil pengaplikasian Augmented

Reality dapat dilihat pada Gambar 6, dapat terlihat benda (kursi dan meja) dapat

“muncul” dari layar monitor.

Gambar 4. Laman website Augment untuk menginput model 3D

Gambar 5. Laman website Augment untuk menginput tracker

Gambar 6. Interface objek kursi

3. Penggunaan Prototype

Hasil penelitian yang akan dijelaskan disini meliputi design user interface akhir

dengan pembahasan penggunaan prototype beserta cara kerjanya melalui HLT. Untuk

membuka model-model dari media 3dmetric, langkah awal yaitu menginstall aplikasi

augment pada playstore. Gambar 7 menunjukkan layout aplikasi augment. Setelah

menginstall aplikasi tersebut dan membukanya, kita menklik tombol scan untuk

memproses pembacaan tracker AR sehingga berubah menjadi objek media 3Dmetric.

Gambar 8 menunjukkan hipotesis aktivitas 1 media 3Dmetric, yang membuat siswa

mampu memutar-mutar suatu benda atau objek yang berada pada sekelilingnya tanpa

mengeluarkan energi yang banyak. Sehingga membantu siswa untuk lebih memahami

suatu bagian dari bangun ruang. Selain itu, dapat memudahkan siswa untuk menggambar

kembali suatu bangun yang berada di sekitarnya.

Gambar 7. Tampilan awalaplikasi augment

Gambar 8. Hipotesis Aktivitas 1 Media 3Dmetric

Gambar 9 menunjukkan hipotesis aktivitas 2 media 3Dmetric, dimana siswa dapat

menyebutkan unsur-unsur dari bangun ruang khususnya kubus. Unsur-unsur bangun

ruang yang terlihat diantaranya rusuk, sisi serta diagonal. Aktivitas 2 mempermudah

siswa untuk memahami unsur pada bangun ruang, sehingga siswa dapat menyatakan

kedudukan antar unsur-unsur suatu bangun ruang. Gambar 10 menunjukkan hipotesis

aktivitas 3 media 3Dmetric, yang dapat membuat siswa mampu melihat dengan jelas

tentang diagonal ruang dan diagonal sisi, sehingga mempermudah siswa untuk dapat

membedakan sekaligus menghitung diagonal ruang dan diagonal sisi.

Gambar 9. Hipotesis Aktivitas 2 Media 3Dmetric

Gambar 10. Hipotesis Aktivitas 3 Media 3Dmetric

Gambar 11 menunjukkan hipotesis aktivitas 4 media 3Dmetric, dimana dapat dapat

membuat siswa mampu mengetahui bagaimana cara untuk membuat suatu jaring-jaring

melalui sebuah bangun ruang yang dapat diputar-putar sehingga dapat mengetahui

berbagai sisi dari bangun ruang dan dapat membuat jaring-jaring dari bangun ruang yang

memiliki sisi bermotif sesuai dengan indikator mengidentifikasi dan mengklasifikasi

gambar geometri, serta menginvestigasi suatu objek geometri. Gambar 12 menunjukkan

hipotesis aktivitas 5 media 3Dmetric, dimana siswa dapat memutar bangun tersebut

sehingga siswa dapat melihat dari berbagai sisi bangun tersebut. Siswa dapat

membayangkan bentuk atau posisi suatu objek geometri yang dilihat dari sudut pandang

tertentu

Gambar 11. Hipotesis Aktivitas 4 Media 3Dmetric

Gambar 12. Hipotesis Aktivitas 5 Media 3Dmetric

Pengembangan prototype media 3DMetric melalui HLT memiliki 3 prinsip yakni

memberi tantangan, memberi fantasy, dan melihat bagian yang tidak terlihat bagi

pemakainya (Dunleavy, 2014). Teknologi berbasis AR termasuk media 3DMetric

menjadikan objek 2D tampak seperti 3D, konsekuensi positif dari penggunaan teknologi

AR yaitu real world annotation, contextual visualization, and vision-haptic visualization

(Santos et al., 2014). Sejalan dengan teori pembelajaran konstruktivis yakni memfasilitasi

siswa belajar secara fisik dan dunia nyata, media 3DMetric juga memfasilitasi kesadaran

metakognisi, memfasilitasi penyelidikan otentik, pengamatan, membimbing teman,

pengajaran timbal balik (Dunleavy & Dede, 2013).

D. KESIMPULAN

Prototipe media 3Dmetric melalui HLT tepat digunakan untuk mengembangkan

kemampuan spasial siswa dalam dimensi rotasi, konstruktif ruang, rekonstruksi,

visualisasi, dan orientasi. Dengan menggunakan media 3Dmetric siswa dapat melakukan

6 hipotesis aktivitas spasial geometri. Media 3DMetric melalui HLT berorientasi

konstruktivis dan memenuhi 3 prinsip desain AR yakni memberi tantangan, memberi

fantasy, dan melihat bagian yang tidak terlihat bagi pemakainya.

E. DAFTAR PUSTAKA

Akçayır, M., & Akçayır, G. (2017). Advantages and challenges associated with augmented reality for education: A systematic review of the literature. Educational Research Review, 20(1), 1–11. https://doi.org/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1747938X16300616

Bosnyák, Á., & Nagy-Kondor, R. (2008). The spatial ability and spatial geometrical knowledge of university students majored in mathematics. Acta Didactica Universitatis Comenianae. Mathematics, (8), 1–25.

Chen, C.-M., & Tsai, Y.-N. (2012). Interactive augmented reality system for enhancing library instruction in elementary schools. Computers & Education, 59(2), 638–652. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.03.001

Cheng, K.-H. (2018). Surveying Students ’ Conceptions of Learning Science by Augmented Reality and their Scientific Epistemic Beliefs. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(4), 1147–1159. https://doi.org/10.29333/ejmste/81811

Cobb, P., Confrey, J., diSessa, A., Lehrer, R., & Schauble, L. (2003). Design Experiments in Educational Research. Educational Researcher, 32(1). Retrieved from https://doi.org/10.3102/0013189X032001009

Dunleavy, M. (2014). Design Principles for Augmented Reality Learning. TechTrends: Linking Research & Practice to Improve Learning, 58(1), 28–34. https://doi.org/10.1007/s11528-013-0717-2

Dunleavy, M., & Dede, C. (2013). Augmented Reality Teaching and Learning. In Handbook of Research on Educational Communications and Technology (pp. 735–745).

Dünser, A., Steinbügl, K., Kaufmann, H., & Glück, J. (2006). CHINZ ’06 Proceedings of the 7th ACM SIGCHI New Zealand chapter’s international conference on Computer-human interaction: design centered HCI. In Virtual and augmented reality as spatial ability training tools (pp. 125–132).

Gravemeijer, K., & Eerde, D. van. (2009). Design Research as a Means for Building a Konwledge Base for Teachers and Teaching in Mathematics Education. The Elementary School Journal, 109(5), 510–524.

Hsin-KaiWu, Wen-YuLee, S., Chang, H.-Y., & Liang, J.-C. (2013). Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education. Computers & Education, 62(March), 41–49.

Ivars, P., Fernández, C., Llinares, S., & Choy, B. H. (2018). Enhancing Noticing: Using a Hypothetical Learning Trajectory to Improve Pre-service Primary Teachers’ Professional Discourse. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(11). https://doi.org/10.29333/ejmste/93421

Kaufmann, H., Steinbügl, K., Dünser, A., & J. Glück. (2005). General Training of Spatial Abilities by Geometry Education in Augmented Reality. In Annual Review of CyberTherapy and Telemedicine (pp. 65–76).

Lee, K. (2012). Augmented Reality in Education and Training. Linking Research and Practice to Improve Learning, 56(2), 13–21. https://doi.org/10.1007/s11528-012-0559-3

Maier, P. . (1996). Spatial Geometry and Spatial Ability - How to Make Solid Geometry Solid? Proceedings of the Annual Conference of Didactics of Mathematics, 3(1), 69–81.

O’Shea, P. M. (2011). Augmented Reality in Education: Current Trends. International Journal of Gaming and Computer-Mediated Simulations, 3(1). Retrieved from http://go.galegroup.com/ps/anonymous?id=GALE%7CA430319110&sid=googleScholar&v=2.1&it=r&linkaccess=abs&issn=19423888&p=AONE&sw=w

Pace, F. D., Manuri, F., & and A. Sanna. (n.d.). Augmented Reality in Industry 4 . 0,. Am. J. Comput. Sci. Inf. Technol, 6(1), 1–7.

Rüßmann, M., Lorenz, M., Gerbert, P., Waldner, M., Justus, J., Engel, P., & Harnisch, M. (2015). Industry 4.0. The Future of Productivity and Growth in Manufacturing. Boston Consulting, (April), 1–5. https://doi.org/10.1007/s12599-014-0334-4

Santos, M. E. C., Chen, A., Taketomi, T., Yamamoto, G., Miyazaki, J., & Kato, H. (2014). Augmented Reality Learning Experiences: Survey of Prototype Design and Evaluation. IEEE Transactions on Learning Technologies, 7(1), 38–56. https://doi.org/10.1109/TLT.2013.37

Yingprayoon, J. (2015). Teaching Mathematics using Augmented Reality. Proceedings of the 20th Asian Technology Conference in Mathematics, 20, 384–391.