Model Thematic Project Based Learning Sebagai Solusi Pembelajaran Pada Mata Kuliah Embedded System

Oleh : Dr.(c) Dian Noviandri, M.Kom

Berkembangnya revolusi industri 4.0 membuka peluang baru pada ranah institusi pendidikan dalam melaksanakan kegiatan belajar dalam bentuk digital yang di transformasikan, sehingga biaya operasonal kampus dapat menjadi lebih efisien, produktifitas, mtu pendidikan meningkat dan semua civitas akademika harus beradaptasi, sehingga tidak ketinggalan informasi dan teknologi pendidikan.

Era industri revolusi 4.0, Pendidik harus memiliki kompetensi dalam menghadapi perkembangan teknologi.  IoT  merupakan sudut pandang tentang penggunaan teknologi baru,  menggunakan jaringan internet dan perangkat agar mampu berinteraksi dengan peralatan dengan sensor pendeteksi sinyal. Konsep Internet of Things dapat diprediksi sebagai langkah maju yang diambil untuk mendukung segala hal. (Soni, 2019). Teknologi IoT sangat penting dalam penyebaran produk, layanan, system pembelajaran berhubungan segala hal berbasis IoT.

Pertumbuhan yang cepat aplikasi IoT telah meningkatkan permintaan untuk profesional di daerah tersebut. IoT saat ini ditawarkan, sebagian besar sains, teknologi, mahasiswa teknik, dan matematika (STEM) akan terbatas atau tidak ada paparan pengembangan IoT sampai setelah kelulusan, dan IoT dipersiapkan secara tidak matang, untuk terjun ke dunia kerja. Dengan demikian tim peneliti telah menerapkan kerangka kerja pembelajaran berbasis IoT untuk memfasilitasi STEM pendidikan.

Terlebih saat ini telah memasuki era digital native yakni generasi Z yang dalam hal ini mahasiswa dimana keseharianya tidak asing dengan teknologi. Digital native membutuhkan belajar online secara mobile, fokus pada kecepatan dan kemudahan akses, bebas waktu belajar, interaksi, dan multitasking. (Faqihi, Daoudi, & Ajhoun, 2018). Jadi pembelajaran konvensional di kelas telah bertransformasi ke digital, dan mengkombinasikan pembelajaran konvensional dan online, dengan semua ini memungkinkan bertambah wawasan untuk mahasiswa karena belajar tidak terbatas.

Disamping itu, model pembelajaran berbasis produksi dapat meningkat pengalaman dan meningkatkan pemahaman seperti dalam kompetensi (kognitif, afektif, dan psikomotor), dan juga keterampilan kewirausahaan yang berdampak pada peningkatan minat kewirausahaan mahasiswa (Kusumaningrum et al., 2015). Pembelajaran berbasis proyek dalam menghasilkan produksi menyediakan ruang bagi mahasiswa untuk menjadi lebih petualang, kreatif, dan berpikir kritis terhadap apa yang mereka lakukan. Selain itu, dapat memberikan nilai plus secara ilmiah dan finansial agar diterima oleh masyarakat sebagai barang atau jasa yang dibutuhkan. Sudah waktunya untuk pemangku kepentingan TVET di perguruan tinggi agar menggunakan model pembelajaran berbasis projek untuk menghasilkan produksi dalam pembelajaran mahasiswa sehingga memiliki pengalaman langsung dalam proyek.

Penelitian mengembangkan model pembelajaran Thematic PjBL pada matakuliah Embedded System, sehingga di masa depan diberbagai lingkungan belajar, dosen melengkapi media pembelajarannya dengan 3D, selama proses pembelajaran, untuk sistem belajar menarik, interaktif praktis serta efektif.

Penelitian ini didasari oleh permasalahan yang ada pada pembelajaran di program studi Teknik Komputer Politeknik LP3I Medan, yaitu Sistem Pembelajaran, Proses Pembelajaran, Peralatan laboratorium, Perangkat dan Media Pembelajaran,   model pembelajaran Teacher Center Learning, dimana Dosen memegang kendali penuh dalam pembelajaran. Media pembelajaran yang digunakan proyektor menggunakan software powerpoint,  membawa tools. Laboratorium untuk matakuliah Embedded System hanya memiliki peralatan dasar, seperti alat ukur, solder dan sebagian kecil komponen elektronika, sehingga mewajibkan dosen untuk bersedia membawa alat peraga berupa komponen elektronika dan rangkaian arduino untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa. Berdasarkan pendekatan teoritis penggunaan 3D sehingga dapat mengoptimalkan pembelajaran, efektif dan efisien, maka dituangkan dalam kerangka konseptual berikut :

Model Thematic PjBL merupakan model pembelajaran yang menekannya pada upaya yang kreatif dan inovatif. Model dilakukan uji coba terhadap kelas eksperimen dan kelas control, Untuk pengembangan model ini didasari dengan model Borg and Gall, dimana model Borg and Gall mempunyai 10 tahapan dan disederhanakan menjadi 5 tahapan di dalam melakukan pengembangan penelitian Puslitjaknov (Tim Puslitjaknov, 2008).

Tujuan utama di dalam penelitian ini adalah Menghasilkan sebuah pengembangan model Thematic PjBL pada mata kuliah Embedded System, dengan pengimplementasian model ini, mahasiswa lebih kreatif, aktif dan inovatif. Pengembangan dari model ini adalah menggunakan tahap-tahap pengembangan secara prosedural yang telah ditetapkan berdasarkan teori pengembangan yang ada. Sintak yang dihasilkan:

Penjelasan dari gambar uraian sintak yang dikembangkan, dan memiliki sebuah novelty (keterbaharuan) yang membedakan dari model penelitian lainnya :

1. Start With The Essential Question.

Dosen memulai pembelajaran dengan memunculkan pertanyaan inti, yang menjadi dasar pelaksanaan proyek Embedded System, proyek apa yang akan dikerjakan mahasiswa dan apa produk yang dihasilkan. Mahasiswa dapat mengajukan pertanyaan tentang fungsi dan kegunaan produk dan komponen apa saja yang dibutuhkan, diskusi dan analisis biaya proyek dari awal hingga produk dihasilkan.

2.Opening Material LMS and 3D Animation

Dosen memandu mahasiswa untuk membuka Learning Management System Edmodo, membuka materi kuliah, pembahasan, serta animasi 3 Dimensi tentang bagaimana proses pelaksanaan proyek, membimbing diskusi dengan mahasiswa tentang proyek. Perkuliahan dilaksanakan secara face to face dan online dengan perbandingan 50:50, pembelajaran tatap muka dilaksanakan di laboratorium komputer untuk mendesain layout rangkaian alat serta pemrogramannya, laboratorium Embedded System untuk merangkai komponen dan online (sinkron, asinkron) melalui LMS Edmodo, teleconference dengan Zoom/GoogleMeet untuk diskusi online.

3. Create a Schedule

Dosen membuat/menyepakati jadwal pelaksanaan dengan mahasiswa dalam penyelesaian proyek Embedded System dan mahasiswa harus aktif dalam kegiatan ini.

4. Designing Hardware, Software and Integrating 

Dosen menjelaskan tentang proses desain hardware dengan software fritzing, program sketch Arduino dan cara mengkolaborasikannya serta mendampingi pengerjaan mendesain posisi hardware, pengkabelan, mengembangkan program untuk menggerakkan komponen, serta mengkolaborasi hardware dan program yang telah bebas dari kesalahan.

Mahasiswa aktif mengerjakan desain posisi hardware dengan software fritzing, pengkabelan, mengembangkan program Sketch Arduino untuk menggerakkan komponen, serta mengkolaborasi hardware dan program Sketch Arduino yang telah bebas dari kesalahan.

5. Monitoring the Project

Dosen memonitoring pelaksanaan proyek Embedded System dan mahasiswa aktif mengerjakan proyek.

6. Test Integration Results

Setelah proses pengerjaan selesai, maka mahasiswa melakukan pengujian alat, mencatat kesalahan, baik jalur pengkabelan, koneksi kabel antar komponen, serta pengujian program yang telah di tanamkan ke dalam mikrokontrol, pelaksanaan secara individu atau berkelompok dan dosen memberikan saran perbaikan kesalahan merakit komponen serta kesalahan program sketch Arduino hingga proyek yang dikerjakan selesai dan menghasikan produk.

7. Evaluate the Project

Tahap akhir adalah dosen memandu mahasiswa mengevaluasi seluruh proses pelaksanaan proyek yang telah dibuat mulai awal hingga akhir agar dapat digunakan untuk menyelesaikan proyek selanjutnya.

Model yang dikembangkan juga menghasilkan produk-produk pembelajaran, yaitu: (a) Produk Buku Model, (b) Produk Modul Pembelajaran, (c) Produk Buku Perangkat Pembelajaran, (d) Buku Panduan Dosen, (e) Buku Panduan Mahasiswa. Dari hasil produk tersebut untuk mengetahui kualitas dari masing-masing produk tersebut dilakukan pengujian pada uji validitas isi dengan melibatkan para expert/ahli untuk melakukan penilaian terhadap produk dari hasil pengembangan model. Tahapan pada proses yang dilaksanakan yaitu: (a) Penyusunan angket/instrument untuk uji validitas isi, (b) Pelaksanaan kegiatan Focus Group Discussion (FGD), (c) Validasi pada isi produk yang dikembangkan, (d) Proses revisi, (e) Implementasi.

Dalam proses pengembangan harus diuji beberapa aspek baik validitas, praktikalitas serta efektifitas dari setiap model dan produk. Berikut ini adalah penjelasan dari prosedur-prosedur pengembangan yang telah dilakukan pada fase sebelumnya yaitu: Validasi Isi, Pada penjelasan sebelumnya berdasarkan hasil pengujian uji validitas isi yang menggunakan pendekatan Aiken’V, secara menyeluruh menyatakan isi dari penelitian valid.  Praktikalitas menggunakan pendekatan Aiken’V dengan hasil sangat praktis, Efektifitas menggunakan uji kognitif, afektif dan psikomotorik.

Kebaharuan atau novelty dari model yang dikembangkan yakni: (1) Model Thematic PjBL dikembangkan antara Thematic dengan  model Project Based Learning, dan mengkombinasikan behaviorisme, konstruktivisme,  konektivisme dan pragmatisme untuk menghasilkan produk, melalui media pembelajaran sebagai aspek pendukung di dalam pembelajaran sehingga mahasiswa mempunyai sikap berfikir kritis, kreativitas, sikap terbuka dan kerjasama. (2). Model Thematic PjBL merupakan model yang menerapkan konsep atraktif dengan bentuk visual terhadap proses pembelajaran, dapat dilihat pada sintak ke-2 yaitu opening material LMS and 3D animation, dosen menginstruksikan mahasiswa mengunjungi web new.edmodo.com dan membuka  materi pembelajaran, melihat dan elaborasi gambar 2 Dimensi dan Animasi 3 Dimensi untuk melihat proses pengerjaan proyek Embedded System, berdiskusi dengan dosen hal yang belum dimengerti, meningkatkan sikap kritis, selain itu menggunakan grup Whatsapp yang telah disepakati, Zoom/Gmeet jika kuliah dilaksanakan secara online. Model ini mempunyai kelayakan yang lebih efektif untuk meningkatkan hasil belajar.

Model Thematic PjBL memberikan kemudahan terhadap mahasiswa untuk menciptakan suasana yang kreatif, inovatif, sehingga mahasiswa dapat mengikuti pembelajaran tanpa adanya perasaan kaku, dapat dilihat dalam sintak ke-4, dosen menjelaskan tentang proses desain hardware dengan software fritzing, program sketch Arduino dan cara mengintegrasikannya serta mendampingi pengerjaan mendesain posisi hardware, pengkabelan, mengembangkan program untuk menggerakkan komponen, serta kolaborasi hardware dan program yang telah bebas dari kesalahan. Mahasiswa aktif mengerjakan desain posisi hardware dengan software fritzing, pengkabelan, mengembangkan program Sketch Arduino untuk menggerakkan komponen, serta mengkolaborasi hardware dan program Sketch Arduino yang telah bebas dari kesalahan. Penggunaan Model ini memiliki waktu ruang yang relatif banyak dapat digunakan dimana dan kapan saja untuk megulang kembali materi yang telah dipelajari baik secara individu maupun secara kelompok dengan fasilitias yang telah ada pada model, untuk pembelajaran mata kuliah Embedded System. (4). Penelitian yang dilakukan meningkat kompetensi kognitif, afektif dan psikomotorik.

Untuk implikasi dari penelitian: (1) Model yang di kembangkan yaitu Thematic PjBL dapat digunakan pada matakuliah lain yang lain. Model yang dikembangkan turut menyumbangkan dalam menurunkan angka pengangguran terdidik, lulusan menjadi entrepreneur dibidang Embedded System. (2) Produk penunjang yang dihasilkan dari pengembangan model ini berupa model pembelajaran, buku panduan dosen, buku panduan mahasiswa, animasi 3D dan modul pembelajaran Embedded System, sehingga diharapkan terjadi peninggalan kualitas lulusan menghadapi dunia kerja. (3) Kerjasama antara dosen pengampu mata kuliah Embedded System dangan mata kuliah pendukung lainnya, agar menunjang penerapan model Thematic Project Based Learning ini dpat dilaksanakan dengan baik.

Artikel ini ditulis oleh Dr.(c) Dian Noviandri, M.Kom, berdasarkan disertasi untuk penyelesaian Program Doktor (S-3) pada Prodi Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Pascasarjana Universitas Negeri Padang.

Tim Promotor Prof. Dr. Wakhinuddin S, M.Pd dan Co-Promotor Dr. Hansi Effendi, M.Kom yang telah lulus diseminarkan pada ujian tertutup tanggal 21 Januari 2021, pukul 09:00 dengan Tim Penguji yaitu Prof. Ganefri, Ph.D.; Dr. Fahmi Rizal, M.Pd., M.T.; Prof. Dr. Ambiyar, M.Pd.; Dr. Ridwan, M.Ed,  Dr. Hasan Maksum, M.T, Dr. Ir. Mulianti, M.T dan Prof.Dr.Drs. Putu Sudira, M.P (Penguji Eksternal dari Universitas Negeri Yogyakarta).

Dari hasil temuan penelitian disertasi ini, Telah berhasil mempublikasi artikel di jurnal international bereputasi (Q3) dengan judul Validation of Embedded System Courses in Product-Based Learning -3D di jurnal International Walailak. (*)