Game
Labirin Berbasis Pengolah Bahasa Alami Untuk Pengenalan Logika
Pemrograman Sederhana
Chandra Kusuma Dewa
Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Industri
Universitas Islam Indonesia
ckusumadewa@gmail.com
Abstract
Untuk mengenalkan konsep pemrograman kepada siswa sekolah menengah, sebuah
gamepembelajaran pemrograman, CodeCom-bat telah dikembangkan. Dengan Code-Combat, siswa dikenalkan dengan konsep pemrograman melalui petualangan karakter dalamgame yang dapat dikendalikan dengan cara mengetikkan sejumlah perintah tertentu. Meskipun demikian, CodeCombat harus di-mainkan secara online serta masih menggu-nakan instruksi dalam Bahasa Inggris. Pada makalah ini, diusulkan rancangangamelabirin berbasis pengolah bahasa alami yang ditu-runkan dari CodeCombat. Siswa nantinya da-pat mengetikkan perintah-perintah dalam ba-hasa pemrograman sederhana yang ada dalam
game untuk mengarahkan karakter agar da-pat keluar dari labirin. Hasil dari peneli-tian ini berupa sebuah game offline pembe-lajaran logika pemrograman sederhana yang dilengkapi dengan modul pengolah bahasa alami untuk perintah arah dan perintah gerak dalam Bahasa Indonesia. Hasil pengujian me-nunjukkan bahwa game yang dikembangkan telah mampu mengenali perintah arah serta perintah gerak secara akurat.
1
Pendahuluan
Terdapat banyak aplikasi komputer yang dapat di-gunakan untuk mengenalkan konsep pemrograman kepada siswa atau pelajar. Dari beberapa aplikasi tersebut, terdapat dua aplikasi yang cukup populer, di-antaranya adalah Logo (Papert, 1980) yang menggu-nakan pendekatan berbasis teks, serta Scratch (Mal-oney et al., 2008) yang menggunakan pendekatan berbasis visual ataupun multimedia. Dengan menggu-nakan Logo, siswa dapat mempelajari konsep pemro-graman dengan cara mengetikkan beberapa baris perin-tah sederhana untuk menggambar suatu objek tertentu. Sementara, dengan menggunakan Scratch, siswa dapat mempelajari konsep pemrograman melalui pembuatan aplikasi multimedia sederhana, seperti animasi karak-ter karak-tertentu, dengan cara menyusun kombinasi dari be-berapa blok perintah yang sudah disediakan.
Selain kedua aplikasi tersebut, terdapat aplikasi pembelajaran pemrograman yang mencoba menggu-nakan pendekatan yang sedikit berbeda, yakni pen-dekatan berbasis permainan. Hal tersebut cukup beralasan mengingat penggunaan game yang diin-tegrasikan dengan kegiatan belajar mengajar da-pat meningkatkan minat dan motivasi belajar siswa (Ahdell and Andresen, 2001). CodeCombat1,
se-buah game online pembelajaran pemrograman, men-coba menggabungkan kedua pendekatan yang dimiliki oleh Logo dan Scratch. Pada game tersebut, pemain akan diajak berpetualang dengan mengetikkan sejum-lah perintah untuk dapat memainkan permainan pada setiaplevel-nya. Untuk mengenalkan konsep pemro-graman, perintah-perintah tersebut selanjutnya diwu-judkan ke dalam bentuk-bentuk tertentu yang menyeru-pai pemanggilan fungsi pada bahasa JavaScript.
Karena CodeCombat adalahgame online, maka pe-main harus selalu terhubung dengan internet serta harus memiliki koneksi internet yang cukup cepat dan sta-bil agar aplikasi ini dapat berjalan dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan aplikasi sejenis yang sekiranya dapat diterapkan untuk wilayah dengan infrastruktur internet yang kurang begitu baik. Selain itu, instruksi ataupun bahasa pemrograman dalam CodeCombat un-tuk saat ini masih dalam benun-tuk Bahasa Inggris. Akan jauh lebih baik jika bahasa pemrograman yang ada dalam game juga dikembangkan untuk bahasa-bahasa selain Bahasa Inggris, seperti Bahasa Indonesia.
Pada penelitian ini, dikembangkan sebuahgame of-fline yang bertujuan untuk mengenalkan logika dan konsep pemrograman sederhana yang diturunkan dari CodeCombat. Game selanjutnya diwujudkan dalam bentuk permainan labirin, dimana pemain ditugaskan untuk mengarahkan karakter agar dapat keluar dari labirin dengan menggunakan bahasa pemrograman sederhana yang perintahnya merupakan perintah arah dan perintah gerak dalam Bahasa Indonesia. Game
juga dilengkapi dengan modul pengolahan bahasa alami untuk melakukan proses pengecekan terhadap kesalahan sintaks, serta menerjemahkan perintah-perintah tersebut untuk dapat menggerakkan karakter.
Sistematika penulisan yang digunakan dalam makalah ini adalah sebagai berikut: pada bagian 2 akan dibahas mengenai tinjauan pustaka yang
Figure 1: Salah satuleveldalam CodeCombat
nakan dalam penelitian ini, pada bagian 3 akan dibahas mengenai perancangan sistem, pada bagian 4 akan dibahas mengenai hasil dan pengujian sistem, serta pada bagian 5 akan dibahas mengenai kesimpulan dan saran.
2
Tinjauan Pustaka
2.1 GameCodeCombat
Game CodeCombat terdiri dari beberapa level per-mainan. Untuk setiaplevel-nya, pemain akan diberikan sebuah misi tertentu yang dapat diselesaikan dengan cara menggerakkan karakter melalui pengetikan se-jumlah rangkaian perintah tertentu sebagaimana ditun-jukkan pada Gambar 1. CodeCombat mencoba meng-gunakan keunggulan multimedia yang terinspirasi dari Scratch. Untuk dapat menarik minat siswa, proses pembelajaran logika dan pemrograman selanjutnya di-bungkus dalam sebuah permainan.
Selain pendekatan multimedia yang terinspirasi dari Scratch, CodeCombat juga menggunakan pendekatan tekstual yang terinspirasi dari aplikasi Logo. Logika siswa selanjutnya akan terbangun melalui proses penyusunan baris-baris perintah yang diketikkan un-tuk mencapai suatu tujuan tertentu. Siswa juga secara tidak langsung dapat belajar tentang sintaks man serta konsep kesalahan sintaks dalam pemrogra-man karena aplikasi akan mengeluarkan pesan-pesan kesalahan jika perintah yang diketikkan salah secara sintaksis.
2.2 Pengolahan Bahasa Alami
Menurut Suciadi (2001), pengolahan bahasa alami adalah salah satu cabang dari ilmu kecerdasan buatan yang mempelajari tentang komunikasi antara manu-sia dengan komputer melalui bahasa alami. Lebih jauh lagi, pengolahan bahasa alami dikembangkan agar komputer dapat mengerti dan memahami bahasa alami yang diberikan serta mampu memberikan respon hasil pengolahan sesuai yang diinginkan (Indra and Har-tati, 2014). Pengolahan bahasa alami bertujuan un-tuk memahami perintah bahasa alami serta selanjutnya melakukan respon yang sesuai terhadap perintah terse-but.
Pengolahan bahasa alami sendiri terdiri dari tiga
bagian, yakniparser, sistem representasi pengetahuan serta pengolahanoutput (Soyusiawaty, 2008). Parser
akan mengambil kalimatinputbahasa alami dan kemu-dian menguraikannya ke dalam bentuk gramatikal. Sis-tem representasi pengetahuan akan menganalisis out-put parserdan menganalisis hasilnya sesuai aturan pro-duksi (grammar), serta output translator selanjutnya akan merepresentasikan langkah-langkah yang sesuai.
Dalamgamepada penelitian ini, pengolahan bahasa alami diwujudkan menjadi sebuah modul tersendiri. Perintah-perintah yang dituliskan oleh siswa selanjut-nya diolah menggunakan modul tersebut yang meng-gunakan tools ANTLR (Parr and Quong, 1994) un-tuk melakukan proses validasi dan proses penerjema-han. Jika perintah-perintah yang diketikkan siswa be-bas dari kesalahan sintaksis maka karakter akan dapat digerakkan sesuai urutan perintah hingga dapat keluar dari labirin.
3
Rancangan
Game
Labirin
3.1 Rancangan Materi Logika dan Pemrograman
Detail rancangan materi logika dan pemrograman pada
game labirin yang diusulkan selanjutnya ditunjukkan pada Tabel 1. Dari uraian materi pada tabel terse-but, selanjutnya dapat dilihat bahwa pengenalan logika sederhana diimplementasikan melalui tugas yang harus dilakukan oleh siswa, yakni bagaimana mengarahkan karakter agar dapat keluar dari labirin melalui urutan-urutan serta rangkaian-rangkaian perintah untuk men-capai suatu tujuan tertentu. Hal ini sesuai dengan konsep algoritma dalam pemrograman yakni urutan langkah-langkah untuk memecahkan suatu masalah tertentu (Munir, 2011). Selain itu, siswa juga dike-nalkan bahwa dalam pemrograman, perintah-perintah yang dapat diketikkan memiliki tata bahasa serta sin-taks tertentu yang harus diikuti.
3.2 Rancangan AntarmukaGame
Rancangan antarmuka game selanjutnya ditunjukkan pada Gambar 2. Pada rancangan antarmuka tersebut, terlihat bahwa papan utamagamedibagi menjadi grid-griddengan koordinat tertentu yang membentuk suatu labirin. Pada papan utama, karakter serangga akan dile-takkan dengan posisi acak yang selanjutnya ditandai dengan kotak berwarna merah, kemudian siswa diminta untuk mengarahkan karakter serangga tersebut agar da-pat keluar dari labirin melalui pintu yang posisinya juga diletakkan secara acak, yang ditandai dengan kontak berwarna hijau.
Siswa dapat mengetikkan perintah-perintah arah dan gerak dengan sintaks dan grammar tertentu melalui
text areayang terletak pada sisi sebelah kanan papan utama. Setelah urutan dan rangkaian perintah tersebut selesai diketikkan, siswa selanjutnya dapat menekan tombol untuk menjalankan karakter. Jika terdapat ke-salahan sintaks ataupungrammar, pesan kesalahan se-lanjutnya akan ditampilkan padatext areayang terletak di bawah papan utama.
Table 1: Rancangan Materi Logika dan Pemrograman
Materi Implementasi
Pengenalan Posisi/Letak Karakter Utama
Diwujudkan dengan merancangan papan menjadi bentukgrid
Pengenalan Struktur bahasa pemrograman sederhana
Diwujudkan menggunakan grammarpada bahasa sederhana yang dipakai dalam game
Pengenalan kesalahan sintaksis sederhana dalam pemrograman
Diwujudkan dalam modul pengolahan bahasa alami yang ada dalamgame
Pengenalan logika sederhana Kelas ini nantinya akan diwujudkan dalamgameplay yang mengharuskan pemain mengetikkan sekumpulan instruksi untuk mencapai tujuan tertentu dengan memperhatikan rancangan papan yang berbentukgrid
Figure 2: Rancangan Papan UtamaGame
Table 2: Perintah Arah dan Gerak dalamGameLabirin
Jenis Perintah Detail Perintah
Perintah Arah balik kanan,
hadap kanan, hadap kiri, hadap serong kanan, hadap serong kiri,
Perintah Gerak maju satu langkah,
maju dua langkah, maju tiga langkah, maju empat langkah, maju lima langkah, maju enam langkah, maju tujuh langkah, maju delapan langkah, maju sembilan langkah, maju sepuluh langkah
Figure 3:GrammarpadaGameLabirin
3.3 GrammarPerintah Arah dan Gerak
Untuk dapat menggerakkan karakter pada game agar dapat keluar dari labirin, siswa dapat menggunakan ataupun mengkombinasikan perintah-perintah seder-hana terkait arah maupun gerak yang nantinya harus disusun berdasarkan urutan tertentu yang detailnya da-pat dilihat pada Tabel 2.
Urutan Perintah-perintah yang diketikkan oleh siswa nantinya harus mengikuti grammar yang dikem-bangkan dalam game. Grammarpadagameberfungsi untuk mengenali perintah-perintah terkait arah dan gerak tersebut. Detailgrammaryang digunakan pada
gamelabirin selanjutnya ditunjukkan pada Gambar 3.
3.4 Diagram KelasGameLabirin
Gamelabirin dikembangkan dengan menggunakan Ba-hasa Java berbasis Java Desktop (J2SE) serta meng-gunakanlibrary ANTLR untuk memproses grammar
dalam game. Dengan menggunakan library terse-but, grammar selanjutnya akan diolah sehingga da-pat menghasilkan parser dan lexer yang nantinya akan berperan menerjemahkan perintah berbasis ba-hasa alami yang diketikkan oleh siswa menjadi pe-manggilanmethodpada objek-objek kelasCommand
dia-Figure 4: Diagram KelasGameLabirin
Figure 5: KasusGameLabirin
gram kelas untuk game labirin yang dikembangkan di-tunjukkan pada Gambar 4.
4
Hasil dan Pengujian
Proses pengujian selanjutnya dilakukan dengan cara mencoba game labirin yang telah berhasil dikem-bangkan. Pada tahapan pengujian, akan digunakan ka-sus papan utamagamesebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5. Proses pengujian akan dibagi menjadi dua
test cases, yakni untuk urutan perintah yang sesuai
grammardalamgameserta untuk urutan perintah yang tidak sesuai dengangrammardalamgame.
4.1 Pengujian Pertama
Pada pengujian yang pertama ini akan dilakukan pengetikan perintah yang sesuai dengangrammaryang ada pada game labirin. Detail urutan perintah yang digunakan selanjutnya ditunjukkan pada Gambar 6, sementara output game ditunjukkan pada Gambar 7. Dari gambar tersebut, dapat dilihat bahwa aplikasi da-pat mengolah bahasa alami menjadi perintah-perintah untuk menggerakkan karakter serangga untuk dapat keluar dari labirin.
Figure 6: Urutan Perintah Pengujian 1
Figure 8: Urutan Perintah Pengujian 2
Figure 9:OutputPengujian 2
4.2 Pengujian Kedua
Pada pengujian kedua, dilakukan pengetikan perintah yang tidak sesuai dengangrammaryang ada pada game labirin yang ditunjukkan pada Gambar 8.Output game
untuk pengujian ini selanjutnya ditunjukkan pada Gam-bar 9. Darioutputyang dihasilkan olehgamelabirin, terlihat bahwa aplikasi dapat mengenali kesalahan sin-taksis dari perintah jika tidak perintah yang diketikkan tidak sesuai dengangrammaryang sudah ditentukan.
Untuk mengetahui kemampuan game labirin se-cara komprehensif, maka dilakukan pengujian terhadap
gametersebut dengan menggunakan 10test cases per-tama (urutan perintah yang sesuai dengan grammar) serta 10test cases kedua (urutan perintah yang tidak sesuai dengangrammar). Dari hasil pengujian terse-but, didapatkan bahwagame labirin dapat mengenali perintah arah gerak dengan akurat, yaitu 10test cases
pertama dapat dikenali sebagai perintah yang sesuai sedangkan 10test caseskedua dikenali sebagai perin-tah yang salah.
5
Kesimpulan
Dari pengujian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa teknik pengolah bahasa alami telah berhasil diimplementasikan ke dalamgame
labirin yang dikembangkan. Teknik pengolah ba-hasa alami yang diwujudkan ke dalam modul pada
game labirin juga berhasil melakukan proses vali-dasi serta proses penerjemahan perintah-perintah yang diketikkan.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Di-rektorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Islam Indonesia (DPPM - UII) yang telah mendukung dan membiayai penelitian ini dengan Hibah Penelitian Dosen Pemula No. 079/Dir/DPPM/70/Pen.Pemula/XII/2014.
References
Rolf Ahdell and Guttorm Andresen. 2001. Games and simulations in workspace elearning: How to allign e-learning content with learners needs. Master’s the-sis, Norwegian University of Science and Technol-ogy, Norway.
Indra and Sri Hartati. 2014. Aplikasi pengolah bahasa alami untuk info gempa bumi terkini dengan sumber data pada twitter @infobmkg. InProsiding Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi, pages F7– F14.
John H. Maloney, Kylie Peppler, Yasmin B. Kafai, Mitchel Resnick, and Natalie Rusk. 2008. Program-ming by choice: Urban youth learning programProgram-ming with scratch. In Proceedings of the 39th SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Educa-tion, SIGCSE ’08, pages 367–371. ACM.
Rinaldi Munir. 2011. Algoritma dan Pemrograman dalam Bahasa Pascal dan C. Informatika, Bandung. Seymour Papert. 1980. Mindstorms: Children, Com-puters, and Powerful Ideas. Basic Books, Inc., New York, NY, USA.
Terence J. Parr and Russell W. Quong. 1994. Antlr: A predicated-ll(k) parser generator. Software Practice and Experience, 25(7):13–22.
Dewi Soyusiawaty. 2008. E-translator with rule based indonesia-minang dan minang-indonesia. Jurnal In-formatika, 2(2):234–247.
James Suciadi. 2001. Studi analisis metode-metode parsing dan interpretasi semantik pada natural lan-guage processing.Jurnal Informatika, 2(1):13–22.
