Industrial Engineering Conference on Telecommunication (INDECT) 2012 Bandung, 27 November 2012
Pengembangan Aplikasi E-University : Integrated Digital Learning Seno Adi Putra1, Nia Ambarsari2, Riza Agustiansyah3, Rizal Ismail4, Giovani Anggasta Adjid5, Nanda Novita Dewi6 Program Studi Sistem Informasi Institut Teknologi Telkom Jl. Telekomunikasi No.1, Terusan Buah Batu, Bandung 40257 Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected] ABSTRAK
ABSTRACT
Metode pembelajaran partisipatif atau dikenal dengan nama students centered learning akan lebih efektif jika didukung dengan sistem digital learning terintegrasi.
Participative learning, known as student centered learning, will be more effective if it is supported by integrated digital learning system.
Sistem digital learning terintegrasi memberikan akses tak terbatas pada pembelajaran dengan mengintegrasikan semua aplikasi-aplikasi seperti m-Learning, digital library, academic IS, personal goal setting, e-Reference, e-Magazine, multimedia content management, collaboration portal, e-Research, , dan analytical system seperti knowledge management system dan business intteligence.
Integrated digital learning system provides unlimited learning access by integrating all application including mLearning, digital library, academic IS, personal goal setting, eReference, e-Magazine, multimedia content management, collaboration portal, e-Research, and analytical system like knowledge management and business intteligence.
Digital learning terintegrasi mengadopsi perkembangan teknologi social network yang terbuka, saling berbagi pengetahuan dan solusi, kolaborasi, arsitektur terdistribusi, skalabilitas tinggi, mobile, transparansi, concurrency, intelligent, dan kemudahan dalam memeliharanya. Cakupan akses digital learning terintegrasi ini meliputi akses melalui web browser, perangkat mobile, dan aplikasi TV yang didukung dengan konten multimedia interaktif.. Karena cakupan luas dan memerlukan skalabilitas tinggi, sistem ini menerapkan arsitektur multitier dan terdistribusi. Kata kunci :
digital learning terintegrasi, student-centered learning, social network, kolaborasi, terdistribusi, skalabilitas, mobile, intelligent, transparansi, concurrency.
Integrated digital learning adopts social network technology, which implements opened access, knowledge sharing and solution, collaboration, distributed architecture, high scalability, mobile, tranparent, concurrency, intteligent system, and easy to maintain. Scope of integrated digital learning includes access from web browser, mobile, and TV and it is supported by interactive multimedia content. Due to wide scope and high scalabitity requirement, this system implements multiter and distributed architecture. Key word
: Integrated digital learning, student centered learning, social network, collaboration, distributed, scalability, mobile, intelligent, transparent, concurrency.
I. Pendahuluan
II. Analisis Kebutuhan
Pembelajaran konvensional yang dilakukan satu arah sudah menjadi metode yang efektif dalam menyampaikan materi perkuliahan. Saat ini dibutuhkan metode pembelajaran yang berorientasi pada pengembangan kemampuan intelektual mahasiswa, menumbuhkan budaya mengeksplorasi dan meneliti, menumbuhkan budaya demokratis, beradab, terbuka, dan pembelajaran tak terbatas yang memberikan inspirasi kepada mahasiswa untuk mengembangkan kecerdasan, emosional, dan spiritualnya. Metode yang mendukung pembelajaran tersebut disebut sebagai student-centered learning atau dikenal pembelajaran partisipatif.
Salah satu strategi yang dijalankan institusi pendidikan dalam meningkatkan mutu pendidikan adalah mengembangkan metode pembelajaran yang partisipatif dan interaktif. Metode pembelajaran yang baik adalah metode yang mampu menumbuhkan peran aktif mahasiswanya dalam proses belajar dan mengajar, dikenal dengan metode students-centered. Salah satu dukungan untuk mengembangkan metode pembelajaran yang partisipatif dan interaktif adalah digital learning.
Metode student centered learning akan lebih efektif jika didukung dengan teknologi informasi melalui sistem digital learning terintegrasi. Paper ini tidak memfokuskan pada metode pembelajaran, melainkan pada pengembangan sistem digital learning terintegrasi yang mendukung pembelajaran student centered learning.
Perkembangan teknologi ke arah social network, terbuka, saling berbagi, saling kolaborasi, terdistribusi, skalabilitas tinggi, mobile, transparansi, concurrency, intelligent, dan sederhana telah mendorong lahirnya berbagai inovasi dalam teknologi digital learning. Digital learning kini semakin dikenal sebagai salah satu cara untuk mengatasi masalah pendidikan, baik di negara-negara maju maupun di negara yang sedang berkembang seperti Indonesia.
Pada tahun 2006 tercatat bahwa sekitar 12-15% perguruan tinggi di dunia telah menggunakan sistem digital learning di mana di dalamnya sudah menerapkan mobile learning. Pada tahun 2009 tercatat sekitar 44% dari semua perguruan tinggi di dunia sudah menggunakan sistem e-learning dan m-Learning, sedangkan pada tahun 2014 diproyeksikan meningkat sekitar 81% penggunaannya. Data ini juga menunjukan adanya dampak positif bagi perkembangan dan kemajuan dunia pendidikan.[1]
5.
6.
Sistem digital learning harus terintegrasi dengan semua aplikasi-aplikasi pendukungnya seperti digital library, academic IS, personal goal setting, m-learning, e-Reference, e-Magazine, multimedia content management, collaboration portal, e-Research, dan analytical system seperti knowlege management dan business intteligence. Diharapkan melalui sistem ini mahasiswa mendapatkan akses seluas-luasnya terhadap sumber dan media pembelajaran.
7.
8.
Selain terintegrasi dengan aplikasi pendukungnya, secara fungsional digital learning memiliki fitur berikut : 1.
2. 3. 4.
5. 6. 7.
9.
fitur menyediakan dan menampilkan konten-konten video, slide presentasi, konten animasi, dan dokumen elektronik lainnya seperti pdf; fitur layanan registrasi sistem, autentikasi dan otorisasi; fitur layanan daftar mata kuliah untuk setiap program studi; fitur mengakses modul atau konten ajar per-bab, penambahan modul dan konten ajar, dan memberikan komentar atau diskusi untuk setiap konten ajar yang tersedia; fitur layanan tugas mata kuliah; fitur layanan akses ke kuis dan ujian on-line; fitur layanan personal goal setting.
III. Perancangan Arsitektur Digital Learning Perancangan digital learning mengacu pada konsep bernama National E-Learning Xchange Technology (NEXT) yang didengungkan pada musyawarah APTIKOM di Bali tahun 2007 sebagai berikut : “mekanisme untuk belajar dari berbagai sumber, tidak hanya terpaku pada referensi yang diberikan oleh pengajar di sebuah perguruan tinggi semata, sering diistilahkan sebagai konsep “multi sourcing”. Dalam Musyawarah Nasional tahun 2007 di Pulau Dewaa Bali, segenap anggota APTIKOM bersepakat untuk menerapkan konsep “multi sourcing” ini dengan cara melakukan kolaborasi antara seluruh perguruan tinggi informatika yang lebih dari 700 institusi jumlahnya saat ini. Konsep yang pada awalnya diberikan nama NEXT (National E‐Learning Xchange Technology) ini, dan kemudian diintegrasikan menjadi e‐Bursa atas saran Menteri Pendidikan Nasional dan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi dalam pertemuan resminya dengan seluruh pengurus inti APTIKOM, pada dasarnya menawarkan 10 (sepuluh) flagship atau pilar aplikasisebagai berikut : “
Use case sistem digital Learning ini meliputi : 1.
2. 3.
4.
submit jawaban soal ujian. Tipe soal untuk ujian adalah multiple choice; task assignment. Dosen dapat memberikan pengumuman tentang tugas yang harus dikerjakan mahasiswa. Dosen juga dapat melihat urutan mahasiswa yang telah mengumpulkan tugas sebelum batas waktu pengumpulannya; view training content. Use case ini melibatkan beberapa aktor yaitu bagian training center, dosen, peserta training, dan perpustakaan. Konten learning yang disajikan tidak berbeda dengan konten learning akademik biasa; certification exam. Use case ini terkait dengan kegiatan training di mana peserta training melakukan latihan dan ujian soal-soal sertifikasi profesi yang disediakan oleh training center; comment atau discussion forum. Fitur ini memfasilitasi antar mahaiswa atau mahasiswa dengan dosen untuk saling bertukar pikiran dan memberikan komentar mengenai konten mata kuliah yang diunggah; digital library link. Fitur ini memberikan link buku digital yang terkait dengan konten mata kuliah. Secara berkelanjutan pihak perpustakaan memberikan informasi link buku terbaru;
view course list. Dosen dan mahasiswa dapat melihat informasi menganai mata kuliah, Satuan Acara Perkuliahan (SAP), daftar mata kuliah di tiap semester untuk semua jurusan; view content. Menampilkan konten multimedia; on-line quiz. Kuis on-line dapat dilakukan secara bertahap dari satu bab ke bab lainnya. Kuis secara on-line ini dapat dilakukan untuk bab berikutnya dengan syarat nilai untuk kuis pada bab sebelumnya lebih dari 50%. Bila tidak lulus, maka belum dapat melakukan kuis di bab berikutnya. Nilai kuis akan langsung diketahui oleh mahasiswa setelah mereka melakukan submit jawaban soal kuis. Sistem soal untuk kuis sendiri adalah multiple choice; on-line exam. Ujian On-line dapat dilakukan hanya pada waktu tertentu, yaitu ujian tengah semester atau ujian akhir semester. Nilai ujian akan langsung diketahui oleh mahasiswa setelah mereka melakukan
Gambar 1 Sepuluh flagship dalam e-Bursa NEXT [2]
2
1
Aptikom, (n.d.), Strategi Penerapan Konsep Multi Sourcing Learning melalui Implementasi Aplikasi e‐Bursa secara Nasional dalam Rangka Peningkatan Kualitas SDM, Panduan Penyusunan Kurikulum Rumpun Ilmu Informatika , 50.
Achim Steinacker, Cornelia Seeberg, Stephan Fischer, and Ralf Steinmetz. Multibook: Metadata for the Web. In 2nd International Conference on New Learning Technologies, pages 16–24, Bern, Switzerland, August 2006. 2
Berdasarkan rujukan e-Bursa NEXT, Digital learning yang dikembangkan dipetakan menjadi tiga area, yaitu : a.
b.
c.
7.
layer collection, yaitu layer pengumpulan konten yang bersumber dari semua aplikasi yang terkait dengan fungsi pembelajaran seperti e-Research, eCurriculum, e-Reference, e-Library dan lainnya; layer processing and analysis, yaitu layer untuk memproses data yang selanjutnya dianalisis untuk membantu proses pengambilan keputusan. Layer ini meliputi : knowledge management, digital learning data mart dan business intelligence; layer distribution, yaitu layer untuk mendistribusikan konten dari layer processing and analysis maupun layer collection melalui jaringan Internet dan seluler yang dapat diakses oleh web browser, aplikasi mobile, dan aplikasi TV.
8.
9.
pengembangan sistem e-Conference. Aplikasi ini mengelola pelaksanaan konferensi, seminar, dan lokakarya on-line yang dilaksanakan oleh institusi pendidikan tinggi; integrasi semua sistem di atas dengan menggunakan Service Oriented Architecture (SOA) dan membuka akses ke berbagai device seperti smartphone, PC tablet, dan TV; implementasi intelligent web pada integrated digital learning, di mana di dalamnya terdapat tiga fungsi intelligent, yaitu content aggregation, reference structure, dan algoritma pemrosesan informasi secara intelligent. Sistem ini melakukan proses mengumpulkan, menganalisis, dan melakukan aksi pada kuantitas data yang besar yang diakses di web sehingga sistem memiliki kemampuan melakukan rekomendasi, search dan ranking, pengelompokan otomatis objek-objek serupa, mengklasifikasi obyek-obyek, forcasting, dan autonomous agents.
Ada tiga tipe pendekatan integrasi yang dilakukan pada pengembangan sistem digital learning ini yaitu : integrasi berorientasi informasi, integrasi berorientasi pada proses bisnis, dan integrasi berorientasi layanan.
Gambar 2 Arsitektur aplikasi digital learning
Integrasi berorientasi informasi adalah integrasi dilakukan dengan memungkinkan adanya pertukaran informasi sederhana. Integrasi ini dibagi ke dalam 3 jenis, yaitu integrasi basis data, integrasi user interface, dan integrasi aplikasi. Tipe integrasi ini yang akan dilakukan di sistem digital learning.
Perancangan dan implementasi digital learning di atas dibagi ke dalam tahapan atau roadmap pengembangan, yaitu:
Integrasi kedua adalah integrasi berorientasi proses bisnis. Aplikasi-aplikasi yang secara workflow berkaitan diintegrasikan.
1.
Integrasi ketiga adalah integrasi berorientasi layanan yang memungkinkan layanan-layanan aplikasi dengan platform teknologi berbeda dapat saling berkomunikasi satu dengan lainnya. Integrasi ini akan diterapkan untuk mengantisipasi adanya aplikasi yang terkait dengan digital learning dibangun dengan teknologi pemrograman yang berbeda.
2.
3.
4. 5.
6.
pengembangan e-Learning dan m-Learning beserta integrasinya. Kedua sistem ini merupakan aplikasi yang mengelola sharing pelaksanaan kegiatan belajar mengajar; pengembangan e-Library dan e-Reference beserta integrasinya. E-Library merupakan aplikasi yang mengelola perpustakaan yang di dalamnya terdapat pengelolaan e-Book yang dapat diakses secara terbatas (read only) sedangkan e-Reference merupakan aplikasi yang mengelola referensi seperti paper, jurnal, dan majalah elektronik; pengembangan e-Research. Aplikasi ini mengelola kemitraan institusi pendidikan dengan stakeholder‐nya seperti pemerintah dan industri. Sistem ini mengelola informasi kerja sama dalam bentuk proyek atau riset bersama yang hasilnya dapat digunakan sebagai pembelajaran mahasiswa; pengembangan sistem e-Certification. Aplikasi ini mengelola kompetensi di bidang tertentu; pengembangan sistem e-Curriculum. Aplikasi ini mendukung penyusunan kurikulum dan bidang peminatan yang akan diacu sesuai dengan dinamika kebutuhan pasar; pengembangan sistem Career Development. Sistem ini mengelola konsultasi mahasiswa secara on-line, mengelola tracer study, mengelola personal goal setting mahasiswa, dan mengelola career planning;
Arsitektur teknologi data center pada sistem digital learning dirancang dengan menggunakan arsitektur multtier dan diimplementasikan sebagai layanan cloud computing khususnya Software as a Service. Untuk itu perlu diperhatikan aspek-aspek high performance, high availiability, maupun high scalability. Arsitektur data center di sistem digital learning ini meliputi tiga tier utama, yaitu presentation tier, application tier, dan data tier. Presentation tier berperan seolah-olah sebagai sebuah sistem tunggal yang terhubung langsung ke client, biasanya dalam bentuk sebuah virtual host name untuk mendistribusikan request client ke berbagai server aplikasi e-University. Application tier melakukan proses bisnis utama dari eUniversity. Data tier merupakan tier penyimpanan data permanen seperti database server. Berikut gambaran umum arsitektur teknologi digital learning.
3
Gambar 3 Arsitektur teknologi digital learning
IV. Pengembangan e-Learning dan m-Learning Pada paper ini difokuskan ke pengembangan eLearning dengan m-Learning yang merupakan tahap pertama dari roadmap pengembangan sistem digital learning secara keseluruhan.
4.1 Pertimbangan Teknologi Enterprise Pada sistem e-Learning ini digunakan Struts Framework sebagai teknologi yang diimplementasikan di presentation tier. Struts merupakan open source framework yang yang dirancang untuk membantu para developer dalam membangun arsitektur aplikasi berbasis Model-View-Controller (MVC). MVC sudah merupakan standard umum dalam membangun aplikasi web dengan penggunaaan Java Servlet dan Java Server Pages (JSP) sebagai teknologinya.
Gambar 4. Implementasi arsitektur digital learning
Fitur-fitur utama e-Learning yang dibangun sesuai dengan analisis kebutuhan di atas antara lain : profile management, course management, multimedia content management (unggah, unduh, play, listing and most vie content, comment), task management (membuat task, edit task, pengumpulan task, unggah task), quiz management, exam management, tes minat, dan discussion forum management.
Teknologi yang berperan sebagai application tier adalah Enterprise JavaBean (EJB). EJB adalah objek-objek yang dapat dipanggil secara remote dan untuk alasan ini EJB merupakan komponen kunci untuk membangun aplikasi mutitier dan terdistribusi. Sistem e-Learning dan m-Learning menggunakan sumber database Microsoft SQL Server. Pertukaran pesan antara e-Learning dan mLearning menggunakan teknologi web wervice. Pesan yang dikirim dalam format KSOAP sedangkan transport data menggunakan protokol HTTP. Arsitektur web services ini merupakan protokol dan standar yang digunakan dengan menggunakan mekanisme transportasi SOAP (Simple Object Access Protocol).
Gambar 5 Tampilan aplikasi e-Learning dengan konten multimedianya 4
diterapkan yaitu prinsip multimedia, prinsip kesinambungan spasial, prinsip kesinambungan waktu, prinsip koherensi, prinsip modalitas belajar, prinsip redudansi, prinsip personalisasi, prinsip interaktivitas, dan prinsip sinyal (cue, highlight).
4.2 Pertimbangan Teknologi Mobile Aplikasi mobile yang dibangun berbasis dua platform teknologi, yaitu Java ME dan Java Android. Alasan penggunaan platform Java ME adalah karena Java ME adalah platform yang paling familiar di dunia aplikasi perangkat mobile dan Java environment telah terpasang di hampir semua perangkat mobile.
Intinya konten pembelajaran multimedia interaktif yang dibangun merupakan perpaduan antara berbagai media berupa teks, gambar, grafik, sound, animasi, video, dan interaksi dengan penggunanya sesuai dengan prinsip-prinsip multimedia di atas.
Salah satu teknologi berbasis Java ME yang digunakan adalah LWUIT (Lightweight User Interface Toolkit). LWUIT adalah lightweight widget library dari Sun Microsystems yang terinspirasi oleh Swing namun dirancang untuk perangkat dengan kapasitas terbatas seperti mobile Phone dan PDA. LWUIT mendukung kemampuan pluggable theme, hirarki komponen, kontainer, dan abstraksi di bawah GUI toolkit. LWUIT pada dasarnya adalah sebuah UI framework yang menawarkan antar muka yang lebih baik, teratur, dan mudah untuk diimplementasikan. LWUIT menghindari lowest common denominator yakni mengimplementasikan beberapa fitur pada platform low-end dan membawa hasil yang lebih baik pada platform high-end. Alasan penggunaan Android platform adalah untuk mengakomodir aplikasi khusus smart phone dan tablet PC berbasis Linux yang tidak mendukung Java ME. Android yang dikembangkan oleh Google Inc menyediakan platform bersifat open source bagi para developer untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri.
Gambar 7 Contoh tampilan konten digital learning untuk mata kuliah Object Oriented Programming
Daftar Pustaka 1. Achim Steinacker, Cornelia Seeberg, Stephan Fischer, and Ralf Steinmetz. Multibook: Metadata for the Web. In 2nd International Conference on New Learning Technologies, pages 16–24, Bern, Switzerland, August 2006. 2. Aptikom, (n.d.), “Strategi Penerapan Konsep Multi Sourcing Learning melalui Implementasi Aplikasi e‐Bursa secara Nasional dalam Rangka Peningkatan Kualitas SDM, Panduan Penyusunan Kurikulum Rumpun Ilmu Informatika”. 3. Attewell, Jill, dan Smith, C. Savill, Mobile Technologies and Learning, London, 2005, http://www.LSDA.org.UK 4. Cmuk, Drago, Tarik Mutapcic, dan Ivan Bilic. “MIRACLE – Model for Integration of Remote Laboratories in Courses that Use Laboratory and e-Learning System”. IEEE Transaction on Learning Technologies, Vol 2. No. 4, OctoberDecember 2009. 5. De Santiago, Rafael dan Andre L.A Raabe. “Architecture for Learning Object Sharing among Learning Institution – LOP2P”. IEEE Transaction on Learning Technologies, Vol 3. No. 2, AprilJune 2010. 6. E. Mayer, Richard. “Multimedia Learning”. 2001 7. Steimle, Jurgen, Oliver Brdiczka, dan Max Muhlhauser. “CoScribe : Integrating Paper and Digital Documents for Collaborative Knowledge Work”. IEEE Transaction on Learning Technologies, Vol 2. No. 3, July-Septemebr 2009.
Gambar 6 Tampilan aplikasi m-Learning berbasis Java ME LWUIT (Atas) dan berbasis Android (bawah)
4.3 Pertimbangan Pembuatan Pembelajaran Multimedia
Konten
Dalam membangun konten e-Learning, diperlukan prinsip-prinsip dasar untuk merancangnya. Menurut Richard E. Mayer (2001), anak didik memiliki potensi belajar yang berbeda-beda3. Menurutnya, terdapat 10 prinsip disain multimedia pembelajaran yang dapat 3
E. Mayer, Richard. “Multimedia Learning”. 2001 5
6
