Pengembangan Perangkat Pembelajaran Rbl-Stem untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Komputasional Mahasiswa Menyelesaikan Masalah Pewarnaan Pelangi Antiajaib dan aplikasinya pada Masalah Arus Lalu Lintas dengan Spatial Temporal Graph Neural Network

Abstract

Pendidikan merupakan dasar untuk memajukan pola pikir setiap individu sehingga sangat penting dalam kemajuan suatu negara. Hal ini dikarenakan pendidikan berkaitan erat dengan kebudayaan. Menurut Undang-Undang No. 20 Tahun 2003, pendidikan nasional memiliki tujuan untuk mencerdaskan kehidupan bangsa dan mengembangkan manusia yang beriman dan bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa serta berbudi pekerti luhur, memiliki pengetahuan dan keterampilan, kesehatan jasmani dan rohani, kepribadian yang mantap dan mandiri serta tanggung jawab kemasyarakatan dan kebangsaan. Perkembangan pendidikan di Indonesia sudah berkembang dengan pesat. Pendidikan dengan pendeketan STEM dalam pengembangan terbaru dalam bidang pendidikan dengan cara memodifikasi pembelajaran dengan mengintegrasikan berbagai mata pelajaran yang terdiri dari Sains, Teknologi, Engineering, dan Matematika. Salah satu tujuan kurikulum Indonesia adalah membentuk manusia yang produktif, kreatif, inovatif, serta efektif. Salah satu model pembelajaran yang dapat mewujudkan tujuan dari Kurikulum tersebut adalah Research Based Learning (RBL). Sintaksis pembelajaran berbasis riset dengan pendekatan STEM yang disusun antara lain: (1) Pemberian permasalahan mengenai kemacetan arus lalu lintas yang penyelesaiannya berkaitan dengan spatial temporal graph neural network dan pewarnaan pelangi antiajaib (Science); (2) Merencanakan solusi dalam permasalahan yang berkaitan dengan pewarnaan pelangi antiajaib (Engineering); (3) Mengumpulkan informasi terkait permasalahan serta hal-hal yang akan menjadi solusi dari permasalahan (Technology); (4) Membangun teorema mengenai topik pewarnaan pelangi antiajaib dari beberapa graf dan menganalisis solusi dari permasalahan yang diberikan (Mathematics-Engineering); (5) Membuktikan teorema yang dibangun mengenai topik pewarnaan pelangi antiajaib dan solusi yang berkaitan dengan permasalahan yang diberikan (Mathematics); (6) Mempresentasikan hasil yang didapatkan mengenai penyelesaian permasalahan serta teorema yang didapatkan tentang topik pewarnaan pelangi antiajaib. Penelitian pengembangan pada penelitian ini mengacu terhadap model Thiagarajan (4D) yang meliputi tahap pendefinisian (define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran (disseminate) dengan perangkat yang dihasilkan meliputi Rancangan Tugas Mahasiswa dengan nilai kevalidan 3,5; Lembar Kerja Mahasiswa dengan nilai kevalidan 3,41; dan Tes Hasil Belajar dengan nilai kevalidan 3,56. Kemudian dilakukan uji coba untuk menilai kepraktisan perangkat dan didapatkan nilai 3,8. Selain itu, dilakukan uji coba tes hasil belajar, analisis aktivitas mahasiswa, dan hasil respon mahasiswa untuk menguji keefektifan perangkat. Uji coba tes hasil belajar mendapatkan sejumlah 23 mahasiswa mendapatkan nilai di atas 60, persentase aktivitas mahasiswa sebesar 94,17% dan termasuk dalam mahasiswa yang memenuhi kriteria sangat aktif, serta analisis hasil respon mahasiswa menunjukkan item pernyataan tentang pemahaman soal yang terdapat pada LKM dan THB mendapat respon positif terendah dengan persentase 84,62%. Jadi dapat disimpulkan bahwa perangkat tergolong dalam perangkat pembelajaran yang efektif. Penelitian ini dimulai dengan memberikan pre-test kepada mahasiswa, dilanjutkan dengan pembelajaran menggunakan LKM yang telah dikembangkan dan diakhiri dengan pemberian soal post-test. Hasil penelitian pre-test diuji menggunakan uji T dua sampel dan didapatkan nilai p-value 0,5646 > 0,05. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa pada hasil pre-test, skor yang didapatkan mahasiswa pada kelas kontrol dan kelas eksperimen tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Sedangkan pada hasil post-test, didapatkan nilai p-value 0,0006926 < 0,05 sehingga terdapat perbedaan yang signifikan pada mahasiswa kelas kontrol dan kelas eksperimen. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa penggunaan perangkat pada kelas eksperimen dapat meningkatkan keterampilan berpikir komputasional mahasiswa secara signifikan. Setelah diadakan penelitian dan dilihat hasil akhir dari tes, dilakukan wawancara terhadap mahasiswa untuk menyusun Potret fase. Potret fase keterampilan komputasional mahasiswa yang dihasilkan adalah Potret fase dengan tiga level yaitu level rendah, level sedang, dan level tinggi. Selain itu, penelitian ini menghasilkan luaran berupa monograf. Monograf yang dihasilkan berisi penjelasan mengenai penelitian dengan topik pewarnaan pelangi antiajaib (rainbow antimagic coloring). Bagian pendahuluan pada monograf ini berisi tentang penjelasan graf secara umum, seperti sejarah munculnya graf, definisi graf secara umum, contoh graf, dan graf hasil operasi. Pewarnaan pelangi antiajaib merupakan topik yang berhubungan dengan topik pewarnaan pelangi dan pelabelan antiajaib, sehingga Bab 2 pada monograf ini dijelaskan secara singkat mengenai pewarnaan pelangi, pelabelan antiajaib, dan pewarnaan pelangi antiajaib. Selanjutnya, monograf ini berisikan penjelasan mengenai teorema terdahulu yang telah ditemukan dan teorema yang dihasilkan oleh peneliti yaitu pewarnaan pelangi antiajaib pada hasil operasi amalgamasi titik dari fan graph, bow graph, dragon graph, dan wheel graph.