UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Teknik Informatika Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007
ANALISIS DAN PERANCANGAN MODEL APLIKASI PEMBELAJARAN ADAPTIF BERBASIS WEB BCOOL Studi kasus pengembangan model pembelajaran untuk mata kuliah Grafika Komputer di Universitas Bina Nusantara
Erick Lysander
0700707894
Willy Handoko
0700725814
Budiarto Herman
0700726161
Abstrak BCOOL atau Brain Compatible Online Learning adalah model pembelajaran yang bertujuan memanfaatkan teknologi pembelajaran berbasis web untuk menciptakan lingkungan belajar yang atentif dan suportif, sehingga dapat mendorong terjadinya proses belajar aktif di antara para pemelajar. Salah satu keunggulan BCOOL adalah keadaptifannya yang diperoleh dengan menggunakan jejaring Bayesian sebagai student model. Setelah diimplementasikan berdasarkan mata kuliah Grafika Komputer, model aplikasi diujikan pada beberapa kelas mahasiswa dan dibandingkan keefektifannya dengan model pembelajaran yang tidak memiliki fitur BCOOL. Dengan dukungan data dari penelitian sebelumnya, diperoleh
kesimpulan
bahwa
model
dibandingkan model pembelajaran kontrol.
Kata Kunci model pembelajaran, adaptif, BCOOL
v
pembelajaran
BCOOL
lebih
baik
PRAKATA
Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan sebaik-baiknya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada jenjang pendidikan Strata 1, Jurusan Teknik Informatika di Universitas Bina Nusantara. Dengan bimbingan dari para dosen, dukungan dari banyak pihak, acuan dari berbagai buku dan sumber, akhirnya skripsi ini dapat diselesaikan. Walaupun telah berusaha mengerjakan dengan sebaik-baiknya, penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan di dalam skripsi ini. Lewat kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tulus kepada semua pihak yang telah turut membantu dan mendukung dalam menyelesaikan skripsi ini, di antaranya kepada: 1) Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc. selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2) Bapak Sablin Yusuf, Ir., M.Sc., M.Comp.Sc., selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer Universitas Bina Nusantara. 3) Bapak H. Mohammad Subekti, BE, M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika Universitas Bina Nusantara. 4) Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Informatika Universitas Bina Nusantara
vi
5) Bapak Diaz D.Santika, Ir., M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan masukan-masukan yang bermanfaat selama proses penyusunan skripsi ini. 6) Teman-teman yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis. 7) Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna bagi pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan.
Jakarta, 22 Januari 2007
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman Judul Luar................................................................................................. i Halaman Judul Dalam............................................................................................. ii Halaman Persetujuan Hardcover ........................................................................... iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji..................................................................... iv Abstrak.....................................................................................................................v Prakata.................................................................................................................... vi Daftar Isi .............................................................................................................. viii Daftar Tabel .......................................................................................................... xii Daftar Gambar ..................................................................................................... xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................................1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah..................................................................................3 1.3 Ruang Lingkup.......................................................................................4 1.4 Tujuan dan Manfaat ...............................................................................5 1.5 Metodologi.............................................................................................6 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................8
BAB 2 LANDASAN TEORI ...............................................................................10 2.1 Intelegensia Semu ................................................................................10 2.2 Computer Assisted Instruction.............................................................12 2.2.1 CAI Tradisional.....................................................................13 2.2.2 Intelligent Tutoring System ...................................................14 2.3 BCOOL ................................................................................................16 2.4 Penalaran Probabilitas..........................................................................19 2.4.1 Probabilitas dan Teorema Bayes...........................................20 2.4.2 Certainty Factor....................................................................21 2.4.3 Teori Dempster-Shafer..........................................................22 2.4.4 Jejaring Bayesian ..................................................................23
viii
2.5 Penerapan Jejaring Bayesian untuk Student Model .............................31 2.5.1 Membangun Student Model ..................................................34 2.5.2 Contoh Penerapan Jejaring Bayesian untuk Student Model .36 2.6 Pemetaan Konsep.................................................................................39 2.7 Bahasa Pemrograman PHP ..................................................................41 2.8 Basis Data ............................................................................................42 2.8.1 Basis Data Relasional ...........................................................43 2.8.2 Structured Query Language..................................................43 2.8.3 MySQL .................................................................................44 2.9 Alat Perancangan Sistem .....................................................................45 2.9.1 State Transition Diagram .....................................................45 2.9.2 Spesifikasi Proses..................................................................46 2.10 Interaksi Manusia dan Komputer.......................................................47
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN MODEL PEMBELAJARAN ....50 3.1 Analisis Permasalahan .........................................................................50 3.1.1 Sejarah Pembelajaran Berbasis Web di Bina Nusantara .......50 3.1.2 Sistem yang Berjalan ............................................................51 3.2 Pengembangan Model Pembelajaran Adaptif......................................53 3.2.1 Analisis dan Perencanaan Materi Ajar..................................53 3.2.2 Perancangan Peta Konsep .....................................................67 3.2.3 Perancangan Jejaring Bayesian.............................................67 3.2.4 Diagram Hirarki ....................................................................73 3.2.5 State Transition Diagram .....................................................74 3.3 Rancangan Layar .................................................................................77 3.3.1 Rancangan Layar Login dan News .......................................77 3.3.2 Rancangan Layar Home........................................................78 3.3.3 Rancangan Layar Pra-Ujian..................................................79 3.3.4 Rancangan Layar Kuesioner .................................................81 3.3.5 Rancangan Layar Help..........................................................82 3.3.6 Rancangan Layar Contact .....................................................83
ix
3.3.7 Rancangan Layar Materi Belajar ..........................................85 3.3.8 Rancangan Layar Simulator..................................................86 3.3.9 Rancangan Layar Bacaan......................................................87 3.3.10 Rancangan Layar Latihan ...................................................88 3.3.11 Rancangan Layar Pretest.....................................................89 3.3.12 Rancangan Layar After Pretest ...........................................91 3.3.13 Rancangan Layar Hasil Pretest ...........................................92 3.3.14 Rancangan Layar Utama Forum .........................................94 3.3.15 Rancangan Layar Topik Forum ..........................................95 3.3.16 Rancangan Layar Thread Forum ........................................96 3.4 Rancangan Basis Data..........................................................................97 3.5 Spesifikasi Proses...............................................................................103 3.5.1 Spesifikasi Modul Login.....................................................103 3.5.2 Spesifikasi Modul Logout...................................................104 3.5.3 Spesifikasi Modul Simpan Hasil Kuesioner .......................105 3.5.4 Spesifikasi Modul Tampil Soal Pretest...............................105 3.5.5 Spesifikasi Modul Diagnosa Pretest ...................................107 3.5.6 Spesifikasi Modul Cek Jawab Pretest .................................108 3.5.7 Spesifikasi Modul Calcpre..................................................109 3.5.8 Spesifikasi Modul Tampil Soal Posttest .............................110 3.5.9 Spesifikasi Modul Diagnosa Soal Posttest..........................112 3.5.10 Spesifikasi Modul Cek Jawab Posttest .............................113 3.5.11 Spesifikasi Modul Calcpost ..............................................113 3.5.12 Spesifikasi Modul Cek Jawab Exercise ............................114 3.5.13 Spesifikasi Modul Connect Database ...............................115 3.5.14 Spesifikasi Modul Index ...................................................115 3.5.15 Spesifikasi Modul Home...................................................116
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN EVALUASI............................................119 4.1 Pengukuran Model Pembelajaran Adaptif .........................................119 4.1.1 Rancangan Pengukuran.......................................................119
x
4.1.2 Subjek Pengukuran .............................................................120 4.1.3 Waktu Pengukuran..............................................................121 4.1.4 Analisis Hasil Pengukuran..................................................121 4.1.5 Analisis Hasil Pengukuran dengan Data Sebelumnya ........127 4.2 Pengukuran Kuesioner .......................................................................131 4.3 Evaluasi Model Pembelajaran............................................................134
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN....................................................................149 5.1 Simpulan ............................................................................................149 5.2 Saran ..................................................................................................149
Daftar Pustaka......................................................................................................152 Riwayat Hidup .....................................................................................................154
Lampiran: Surat Keterangan telah Melakukan Demonstrasi ...............................157
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan masalah (Q) dan konsep (C).................................................37 Tabel 2.2 Prior probability, slip probability, dan guess probability .....................39 Tabel 3.1 Parameter student model........................................................................70 Tabel 3.2 Concept vs question ...............................................................................71 Tabel 3.3 Tabel logexercise ...................................................................................97 Tabel 3.4 Tabel loglogin ........................................................................................98 Tabel 3.5 Tabel logmaterial ...................................................................................98 Tabel 3.6 Tabel logpolling.....................................................................................98 Tabel 3.7 Tabel logposttest ....................................................................................98 Tabel 3.8 Tabel logpretest......................................................................................99 Tabel 3.9 Tabel msconcept ....................................................................................99 Tabel 3.10 Tabel msexerciseitem ..........................................................................99 Tabel 3.11 Tabel msmaterial................................................................................100 Tabel 3.12 Tabel msnews ....................................................................................100 Tabel 3.13 Tabel mspolling .................................................................................100 Tabel 3.14 Tabel mspostmodel ............................................................................100 Tabel 3.15 Tabel mspremodel..............................................................................101 Tabel 3.16 Tabel msquestion ...............................................................................101 Tabel 3.17 Tabel msstudent .................................................................................101 Tabel 3.18 Tabel mstestitem ................................................................................101 Tabel 3.19 Tabel mstopic.....................................................................................102 Tabel 4.1 Perbedaan model A dan model B ........................................................119 Tabel 4.2 Jumlah data yang diperoleh dari pengukuran ......................................121 Tabel 4.3 Data hasil pengukuran yang dipergunakan untuk analisis...................122 Tabel 4.4 Perhitungan untuk dependent variable Y .............................................123 Tabel 4.5 Perhitungan untuk covariate X ............................................................124 Tabel 4.6 Perhitungan untuk covariance dari X dan Y.........................................124 Tabel 4.7 Data hasil pengukuran di semester sebelumnya ..................................127 Tabel 4.8 Perhitungan untuk dependent variable Y .............................................129
xii
Tabel 4.9 Perhitungan untuk covariate X ............................................................129 Tabel 4.10 Perhitungan untuk covariance dari X dan Y.......................................129 Tabel 4.11 Hasil kuesioner untuk karakteristik desain pembelajaran..................131 Tabel 4.12 Hasil kuesioner untuk karakteristik teknis.........................................132 Tabel 4.13 Hasil kuesioner untuk kesesuaian terhadap kurikulum......................133
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Model konseptual BCOOL.................................................................17 Gambar 2.2 Contoh jejaring Bayesian dengan lima variabel ................................25 Gambar 2.3 Conditional probability untuk setiap node jejaring Bayesian............27 Gambar 2.4 Jejaring Bayesian untuk node Q dan Ci .............................................35 Gambar 2.5 Topologi jejaring Bayesian untuk pertambahan pecahan ..................37 Gambar 2.6 Contoh pemetaan konsep ...................................................................40 Gambar 2.7 Notasi modul ......................................................................................45 Gambar 2.8 Notasi state.........................................................................................46 Gambar 2.9 Notasi state transition ........................................................................46 Gambar 2.10 Notasi kondisi dan aksi ....................................................................46 Gambar 3.1 Sistem koordinat semesta dan sistem koordinat pengamatan ............54 Gambar 3.2 Pendefinisian bidang pengamatan dan viewing window ....................55 Gambar 3.3 Setup pengamatan 3D dalam computer graphics pipeline.................56 Gambar 3.4 Transformasi sistem koordinat dari WCS ke VCS..............................57 Gambar 3.5 Transformasi WCS ke VCS ................................................................60 Gambar 3.6 Hasil transformasi sistem koordinat dari WCS ke VCS......................61 Gambar 3.7 Hasil proses shearing untuk proyeksi perspektif ...............................62 Gambar 3.8 Normalisasi viewing volume (frustum) ..............................................63 Gambar 3.9 Hasil proses penyekalaan terhadap frustum ternormalisasi ...............64 Gambar 3.10 Peta konsep 3D viewing pipeline .....................................................67 Gambar 3.11 Jejaring Bayesian .............................................................................72 Gambar 3.12 Diagram hirarki ................................................................................73 Gambar 3.13 STD Login........................................................................................74 Gambar 3.14 STD Home .......................................................................................74 Gambar 3.15 STD Materi Belajar..........................................................................75 Gambar 3.16 STD Latihan.....................................................................................75 Gambar 3.17 STD Test ..........................................................................................76 Gambar 3.18 STD Pretest dan Posttest ..................................................................76 Gambar 3.19 STD Kuesioner.................................................................................77
xiv
Gambar 3.20 Rancangan layar login dan news......................................................77 Gambar 3.21 Rancangan layar home .....................................................................78 Gambar 3.22 Rancangan layar pra-ujian ...............................................................80 Gambar 3.23 Rancangan layar kuesioner ..............................................................81 Gambar 3.24 Rancangan layar help .......................................................................82 Gambar 3.25 Rancangan layar contact ..................................................................84 Gambar 3.26 Rancangan layar materi belajar........................................................85 Gambar 3.27 Rancangan layar simulator...............................................................86 Gambar 3.28 Rancangan layar bacaan...................................................................87 Gambar 3.29 Rancangan layar latihan ...................................................................88 Gambar 3.30 Rancangan layar pretest ...................................................................90 Gambar 3.31 Rancangan layar after pretest...........................................................91 Gambar 3.32 Rancangan layar hasil pretest...........................................................93 Gambar 3.33 Rancangan layar utama forum .........................................................94 Gambar 3.34 Rancangan layar topik forum...........................................................95 Gambar 3.35 Rancangan layar thread forum .........................................................96 Gambar 3.36 Entity relationship diagram ...........................................................103 Gambar 4.1 Perbandingan Mean YA dan Mean YB dengan penyesuaiannya .......125 Gambar 4.2 Perbandingan Mean YA dan Mean YB dengan penyesuaiannya .......130 Gambar 4.3 Tampilan halaman login dan news...................................................135 Gambar 4.4 Tampilan halaman home pada kunjungan pertama kali...................135 Gambar 4.5 Halaman pra-ujian............................................................................136 Gambar 4.6 Tampilan halaman pretest................................................................137 Gambar 4.7 Tampilan halaman hasil pretest .......................................................138 Gambar 4.8 Tampilan halaman home setelah pemelajar menyelesaikan pretest.138 Gambar 4.9 Tampilan halaman materi belajar.....................................................139 Gambar 4.10 Tampilan halaman bacaan untuk topik utama................................140 Gambar 4.11 Tampilan halaman peta konsep untuk topik utama........................141 Gambar 4.12 Tampilan halaman simulator..........................................................142 Gambar 4.13 Tampilan halaman latihan..............................................................143 Gambar 4.14 Tampilan halaman latihan setelah pemelajar menjawab salah ......144
xv
Gambar 4.15 Tampilan halaman home untuk memberitahukan tentang posttest 145 Gambar 4.16 Tampilan halaman posttest.............................................................145 Gambar 4.17 Tampilan halaman hasil posttest ....................................................146 Gambar 4.18 Tampilan halaman kuesioner .........................................................147 Gambar 4.19 Tampilan halaman kuesioner setelah pemelajar sudah mengisi ....147 Gambar 4.20 Tampilan halaman help..................................................................148
xvi
