ARSITEKTUR SISTEM MODUL ONLINE ADAPTIF
BERDASARKAN MODEL GAYA BELAJAR FELDER-SILVERMAN
Arief Hidayat1, Victor G. Utomo21,2 Program Studi Sistem Informasi
STIMIK Pro Visi Semarang
1 rifmillenia@gmail.com, 2 victorutomo@gmail.com
Abstrak
Gaya belajar siswa dalam pembelajaran mempunyai banyak manfaat bagi siswa seperti penyediaan lingkungan pembelajaran berdasarkan gaya belajar mereka. Bagaimanapun juga, untuk menyediakan personalisasi tersebut, gaya belajar siswa harus diidentifikasi terlebih dahulu. Dalam paper ini, disampaikan sebuah arsitektur sistem yang bertujuan mengidentifikasi gaya belajar siswa dan menggunakan informasi ini untuk menyediakan lingkungan pembelajaran sesuai dengan gaya belajar mereka dalam sebuah sistem modul online yang adaptif. Arsitektur Sistem modul online adaptif ini terdiri dari media library, domain repository, student model,
instruction model, adaptive engine dan user interface.
Kata kunci : arsitektur, modul online, adaptif, gaya belajar, felder-silverman
1. Pendahuluan
Mengetahui gaya belajar mahasiswa terlebih dahulu akan memberikan beberapa manfaat. Pertama, mahasiswa dapat lebih menyadari gaya belajar mereka demikian juga implikasi dari gaya belajar mereka untuk sebuah pembelajaran, membantu mereka memahami mengapa belajar terkadang sulit untuk mereka dan membangun dasar untuk mengembangkan kelemahan mereka. Kedua, informasi mengenai gaya belajar mahasiswa dapat digunakan untuk menyediakan materi atau aktivitas pembelajaran dan rekomendasi personalisasi yang sesuai dengan gaya belajar mereka [1].
Gaya belajar mahasiswa merupakan hal yang perlu diketahui pertama kali ketika ingin mempertimbangkan gaya belajar ke dalam pendidikan. Menurut Brusilovsky [2] pemodelan siswa (student modelling) dibedakan menjadi dua cara. Yang pertama pendekatan collaborative , mahasiswa menyediakan umpan balik secara eksplisit yang dapat digunakan untuk membangun dan memperbarui model siswa (student model). Sebagai contoh, pembelajar dapt menyediakan data untuk mekanisme pemodelan siswa seperti menyatakan secara eksplisit apakah sebuah halaman tersebut relevan untuk tujuan pembelajaran mereka. Pilihan yang lain yaitu membiarkan pembelajar melakukan adaptasi sendiri dan kemudian menunjukkan secara langsung apa yang mereka
harapkan dari sistem, sebagai contoh urutan link pada sebuah halaman dapat diubah oleh pembelajar, menunjukkan urutan yang lebih disukai dari sebuah sistem. Kemungkinan lain yaitu pembelajar diijinkan secara langsung memperbarui informasi dari model siswa. Sehubungan dengan gaya belajar, teknik yang sering digunakan membiarkan mahasiswa mengisi kuesioner sebagai cara untuk memperoleh informasi mengenai gaya belajar mereka. Yang kedua, pendekatan automatic, proses membangun dan memperbarui model siswa dikerjakan secara otomatis berdasarkan tingkah laku (behaviour) mahasiswa selama mereka menggunakan sistem untuk pembelajaran. [2].
Pemodelan siswa (student modelling) juga dapat dikelompokkan menjadi statis dan dinamis. Pemodelan siswa statis mengarah ke sebuah pendekatan dimana model siswa diinisialisasi hanya sekali (umumnya ketika mahasiswa mendaftar ke sistem). Sebaliknya , pendekatan pemodelan siswa dinamis sering memperbarui informasi dalam model siswa dan karena itu mengijinkan menanggapi perubahan dari karateristik mahasiswa yang diamati [1].
Beberapa penelitian tentang pengembangan sistem pembelajaran adaptif berdasarkan adaptasi gaya belajar menggunakan kuesioner (sebuah pendekatan statis dan kolaboratif) sudah pernah dilakukan , misalnya CS383 [3], IDEAL [4], LSAS [5], dan WHURLE [6]. Pada paper ini, sebuah 156
arsitektur sistem adaptif juga akan diimplementasikan ke dalam sebuah sistem modul online adaptif dengan mengintegrasikan pemodelan siswa dalam sistem tersebut. Melalui pemodelan siswa statis, yang akan mendeteksi awal gaya belajar siswa melalui kuesioner, dan menyimpan informasi tersebut ke dalam model siswa yang dapat diakses sistem untuk kebutuhan menyediakan dukungan adaptif dan personalisasi bagi siswa. Arsitektur sistem adaptif diintegrasikan dalam sistem modul online adaptif dan beberapa pendukung untuk menyediakan siswa dukungan adaptif.
Penelitian ini berdasarkan pada
Felder-Silverman Learning Style Model (FSLSM) [7] yang
mengasumsikan bahwa masing-masing pembelajar mempunyai preferensi di masing-masing dari empat dimensi : active/reflective, sensing/intuitive,
visual/verbal, dan sequential/global. FSLSM
merupakan model gaya belajar yang menjelaskan gaya belajar secara detail dan karena itu sangat tepat untuk menyediakan adaptivity dalam sistem pembelajaran [8]. Untuk alasan tersebut, FSLSM sangat sering digunakan dalam teknologi meningkatkan pembelajaran. FSLSM berdasarkan konsep kecenderungan, yang mengijinkan menangani perilaku yang luar biasa dengan mengingat gaya belajar sebagai kecederungan utama daripada jenis yang wajib (obligatory type). Lebih jauh lagi, FSLSM mengasumsikan bahwa kecenderungan bisa lebih banyak atau sedikit stabil tetapi dapat berubah dari waktu ke waktu, dan kecenderungan tersebut tidak tergantung domain (domain independent)
Begitu informasi mengenai pembelajar tersedia dari model siswa, adaptivitas dapat diberikan. Aspek yang berbeda harus dipertimbangkan ketika membidik siswa dengan pembelajaran yang disesuaikan dengan mereka. Satu dimensi mengarahkan ke apa yang dapat diadaptasi dalam sistem. Beberapa Metode yang berbeda tersedia untuk menyediakan siswa dengan pembelajaran yang adaptif. Beberapa metode tersebut menentukan fitur mana dari sistem yang berbeda untuk pembelajar yang berbeda pula. Brusilovsky [9] mengelompokkan fitur adaptif berdasarkan tujuannya ke dalam dua kelompok, yaitu presentasi adaptif dan dukungan navigasi adaptif. Presentasi adaptif termasuk fitur adaptif berdasarkan isi seperti presentasi multimedia adaptif, presentasi teks adaptif, adaptasi modalitas. Sedangkan dukungan navigasi adaptif berdasarkan pada link dan termasuk fitur seperti panduan langsung, peta adaptasi, pengurutan adaptif, penyembunyian, anotasi dan men-generate link.
Kedua fitur tersebut dapat digabungkan misalnya dengan mengganti navigasinya sesuai dengan aturan yang telah ditetapkan sekaligus mengganti presentasi isinya baik teks maupun
multimedia yang juga sesuai dengan aturan yang telah ditetapkan.
2. Tinjauan Pustaka
Sejumlah sistem learning adaptif berdasarkan adaptasi gaya belajar menggunakan kuesioner (sebuah pendekatan statis dan kolaboratif) sudah pernah dilakukan, misalnya Learning Style Adaptive
System (LSAS), Bajraktarevic et al [5] hanya
memasukkan dimensi sekuensial / global dari
Felder and Silverman Learning Style Model. Untuk
mendapatkan informasi tentang gaya belajar siswa, kuesioner ILS, Index of Learning Style [10] digunakan. Adaptivity disediakan oleh dua template user interface yang berbeda. Untuk pembelajar sekuensial, setiap halaman berisi potongan kecil informasi, yang hanya menyertakan teks dan bukan tautan lainnya. Satu-satunya link yang disertakan dalam halaman yaitu tombol 'maju' dan 'kembali' yang memberi pembelajar jalur pembelajaran linier. Di sisi lain, pelajar global memiliki kebebasan navigasi yang lebih banyak. Halaman terdiri dari elemen seperti daftar isi, ringkasan di akhir halaman, ikhtisar halaman, bagian dengan tautan tambahan, dan tautan terkait dalam teks. Unsur-unsur ini memberi pembelajar gambaran tentang topik ini dan memberi mereka kesempatan untuk bernavigasi dengan bebas melalui pembelajaran. Untuk mengevaluasi keefektifan sistem dan adaptivitas yang diberikan, percobaan dengan 21 siswa dilakukan. Siswa diminta menggunakan sistem untuk mempelajari dua mata pelajaran. Untuk mata pelajaran pertama, sistem ini menyajikan pembelajaran yang sesuai dengan gaya belajar siswa yang terdeteksi, untuk mata pelajaran kedua sistem tersebut menyajikan pembelajaran yang tidak sesuai dengan gaya belajar mereka. Menurut pre-test dan
post-test yang disyaratkan untuk setiap mata
pelajaran, dapat dilihat bahwa peserta didik tampil secara signifikan lebih baik saat gaya mengajar sesuai dengan gaya belajar.
Brown et al [6] mengembangkan WHURLE
(Web-based Hierarchical Universal Reactive
Learning Environment). WHURLE menggunakan
ILS, tetapi karena hanya preferensi visual verbal
yang dimodelkan, hanya 11 items dari kuesioner yang dibutuhkan. Brown et all [6] menjelaskan bagaimana gaya belajar visual dan verbal telah berhasil diintegrasikan ke dalam lingkungan pendidikan adaptif. Uji coba pengguna terhadap sistem ini dilakukan, untuk mengetahui pengaruh adaptasi, dan walaupun uji coba pengguna ini tidak menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan secara statistik, informasi kualitatif yang dikumpulkan dari penelitian ini mengindikasikan bahwa siswa lebih memilih menggunakan lingkungan ini daripada metode revisi tradisional lainnya, dan mereka menganggap pelajaran yang dipersonalisasi lebih baik daripada pendekatan 'satu 157
ukuran sesuai semua'. Namun, hasil kualitatif menunjukkan bahwa para siswa lebih menyukai bantuan revisi semacam ini daripada cara revisi lainnya yang lebih tradisional, dan mereka juga ingin memiliki kebutuhan masing-masing yang diakui dan dipenuhi. Informasi semacam inilah yang tidak sering disoroti oleh studi empiris, namun ini adalah bagian penting dari evaluasi sistem. Studi ini memberikan contoh yang jelas tentang bagaimana gaya belajar dapat diintegrasikan ke dalam sistem hypermedia yang adaptif, dan menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam istilah motivasi siswa, meski prestasi akademik tidak terpengaruh.
3. Model Siswa Pembelajar berdasarkan Gaya Belajar
Model siswa pembelajar merupakan representasi abstrak dari siswa pembelajar dalam sistem modul online adaptif. Terdapat dua proses penting bagaimana sistem modul online adaptif ini merealisasikan fungsi adaptifnya. Pertama, sistem modul online adaptif ini harus mengumpulkan data mengenai siswa pembelajar, kemudian memproses data tersebut untuk mengatur model siswa pembelajar, yang disebut pemodelan siswa. Kemudian sistem harus berlaku berdasarkan model siswa pembelajar, dan berperilaku adaptasi.
Model siswa pembelajar yang didesain dalam penelitian ini disusun dari profil siswa pembelajar, riwayat pembelajaran, dan gaya pembelajaran. Profil siswa pembelajar menyimpan informasi individual dasar, seperti nama, user name, dan password, juga bisa ditambahkan informasi individual lainnya sehingga sistem dapat mengidentifikasi siswa pembelajar. Riwayat pembelajaran menyimpan proses pembelajaran yang dilakukan siswa pembelajar, seperti mata kuliah yang sedang dipelajari oleh siswa, partisipasi dalam diskusi. Riwayat ini memfasilitasi dosen atau pengajar memahami siswa pembelajar. Gaya belajar dari siswa pembelajar merupakan dimensi yang sangat penting dalam model siswa pembelajar, karena merupakan kunci untuk mencapai adaptasi dalam sistem modul online adaptif. Peneliti menggunakan
stereotype untuk merepresentasikan gaya pembelajar dari siswa pembelajar.
Antara satu siswa pembelajar dengan yang lain mempunyai gaya belajar yang berbeda, dan gaya belajar yang berbeda tersebut sesuai dengan gaya mengajar yang berbeda juga. Sebagai contoh, siswa pembelajar lebih suka menerima informasi lebih baik melalui saluran sensor visual atau saluran sendor pendengaran. Dalam kasus ini, proses pembelajaran siswa pembelajar tersebut lebih baik disesuaikan untuk materi visual (seperti gambar atau diagram), dan suara atau teks (yang disusun oleh kata-kata, kemudian dihubungkan dengan pemrosesan informasi pendengaran).
Gaya belajar dapat direpresentasikan dalam model stereotype berdasarkan pada kategori gaya belajar Felder-Silverman. Dari empat dimensi yaitu
perception, input, processing dan understanding, kategori gaya belajar Felder-Silverman sebagai berikut [11].
1. Pembelajar Sensing vs. Intuitive : gaya belajar yang merepresentasikan level abstraksi dari material pembelajaran yang disukai oleh siswa. Pembelajar Sensing menyukai fakta dan memerlukan lebih banyak praktek studi kasus, sedangkan pembelajar intuitive biasanya lebih menyukai inovasi dan tidak menyukai pengulangan.
2. Pembelajar Visual vs.Verbal : gaya belajar yang mengindikasikan apakah siswa lebih menyukai dokumen yang didengarkan (tekstual) atau dokumen visual.
3. Pembelajar Active vs. Reflective : gaya belajar yang mengindikasikan bagaimana siswa lebih menyukai memproses informasi secara actively
(melalui keterlibatan dalam kegiatan atau diskusi) atau secara reflectively (melalui
introspection)
4. Pembelajar Sequential vs. Global : gaya belajar yang mengindikasikan bagaimana progress siswa memahami. Pembelajar Sequential lebih menyukai penjelasan berurutan sementara pembelajar global biasanya lebih menyukai sebuah overview dari keseluruhan topik yang menampilkan lebih banyak langkah penting dan hubungan yang mereka akan pelajari.
4. Arsitektur Sistem Modul Online Adaptif Sistem modul online adaptif ini mempunyai arsitektur utama yang terdiri dari media library, domain repository, student model, instruction model,
adaptive engine dan user interface, seperti yang
ditunjukkan pada gambar 1.
4.1 Media Library
Fungsi utama dari media library yaitu menyimpan semua jenis sumber daya instruksional berupa database sumber daya instruksional. Database tersebut menyimpan semua jenis material pembelajaran, seperti teks, gambar, audio, video, animasi, dan sebagainya.
4.2 Domain Repository
Domain repository merupakan repository
untuk menyimpan dan menata konten instruksional dalam area tertentu, seperti course. Domain repository terdiri dari hirarki tujuan pembelajaran. Berdasarkan hirarki tujuan pembelajaran dan sumber daya instruksional , domain knowledge disusun terdiri dari komponen pengetahuan dan hubungannya. Semua komponen pengetahuan disimpan dalam database sumber daya instruksional.
4.3 Student Model
Student model merupakan bagian yang sangat
penting dari sistem modul online adaptif, dan digunakan untuk menyediakan pondasi untuk mendiagnosa proses pembelajaran dan menyediakan dukungan pembelajaran adaptif untuk pembelajar. Berdasarkan permintaan sistem, student model
menyimpan informasi pembelajar seperti gaya belajar dan riwayat pembelajarannya. Sistem modul online adaptif ini membangun student model melalui pengisian kuesioner pada saat pembelajar login untuk pertama kalinya sebelum pembelajaran.
4.4 Instruction Model
Instruction Model digunakan untuk
mensimulasikan strategi mengajar dari pengajar, yang disimpan dalam aturan mengajar khusus, fungsi utamanya bertanggung jawab untuk memilih konten mengajar dan media mengajar berdasarkan materi pembelajaran tertentu, sehingga sistem dapat menyediakan konten pembelajaran adaptif ke pembelajar. Proses yang terjadi di instruction model
sebagai berikut : Penentuan materi pembelajaran,
instruction model menentukan konten mengajar
melalui domain repository, kemudian penentuan konten khusus mengajar, instruction model memilih media mengajar dalam media library berdasarkan gaya belajar dalam student model. Setelah itu
instruction model akan mengirim konten
pembelajaran adaptif ke adaptive engine.
4.5 Adaptive Engine
Adaptive engine menyimpan aturan adaptif dari sistem, termasuk aturan adaptasi konten dan aturan dukungan navigasi adaptif. Aturan konten adaptif memecahkan masalah adaptability dari presentasi konten. Dengan kata lain, untuk pengguna yang berbeda, sistem akan menyajikan informasi yang sesuai dengan pengguna sehingga pengguna dapat memahaminya. Aturan dukungan navigasi adaptif memecahkan masalah adaptability dalam tingkatan link, yang akan memandu pengguna untuk menuju ke informasi yang berhubungan. Teknologi umum dari presentasi konten adaptif termasuk conditional
text, stretch text, page variable, dan sebagainya.
Teknologi popular dari navigasi adaptif termasuk
direct guidance, adaptive link hiding, adaptive link sorting, adaptive link annotation, adaptive link
generation, map adaptation, dan sebagainya.
Berdasarkan aturan presentasi adaptif dan aturan navigasi adaptif, model adaptif menyajikan dan mengirimkan konten pembelajaran adaptif ke user interface.
4.6 User Interface
User interface menyediakan fungsi interaksi
antara pembelajar dan sistem modul online adaptif.
User interface berbeda-beda antara masing-masing
individu. Pembelajar mempelajari konten adaptif dan mengirim permintaan ke sistem. Sistem modul online adaptif menerima umpan balik dari pembelajar.
Gambar 1. Arsitektur sistem modul online adaptif berdasarkan FSLSM 5. Kesimpulan
Sistem modul online adaptif dapat menyediakan pembelajaran kustomisasi berdasarkan pembelajar yang berbeda-beda. Student model
adalah komponen kunci yang menjadikan sistem
modul online adaptif dapat mencapai proses adaptif.
Student model menyimpan karateristik individual
dari pembelajar. Arsitektur Sistem modul online adaptif ini terdiri dari media library, domain repository, student model, instruction model,
adaptive engine dan user interface. Untuk
menyimpan gaya belajar dari pembelajar, student
model menggunakan stereotype. Berdasarkan
kategori gaya belajar Felder-Silverman, gaya belajar dari pembelajar direpresentasikan dalam stereotype. Sistem modul online adaptif memilih konten pembelajaran melalui pemilihan media mengajar berdasarkan gaya belajar pembelajar yang akan ditampilkan di user interface.
Ucapan Terima Kasih
Peneliti mengucapkan terima kasih yang sebesarnya kepada Kemenristekdikti yang sudah memberikan dana hibah untuk penelitian ini.
Daftar Pustaka:
[1] Graf S., Kinshuk, Zhang Q., Maguire P., Shtern V., 2010, “An Architecture for Dynamic Student Modelling of Learning Styles in Learning Systems and its Application for
Adaptivity”, Proceedings of the International
Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA2010), October, Timisoara, Romania, pp. 103-110. [2] Brusilovsky, P.,1996, ”Methods and
Techniques of Adaptive Hypermedia”, User
Modelling and User-Adapted Interaction, Vol 6, No. 2-3, pp. 87-129.
[3] Carver, C.A., Howard, R.A. and Lane, WD.,1999, “Addressing Different Learning
Styles through Course Hypermedia”, IEEE
Transactions on Education, Vol. 42, No. 1, pp. 33-38.
[4] Shang, Y., Shi, H. and Chen, S.-S., 2001,“An
Intelligent Distributed Environment fo Active
Learning”, ACM Jounal of Educational
Resources in Computing, Vol. 1, No.2, 1-17. [5] Bajraktarevic, N., Hall, W. and Fullick, P.,
2003, “Incorporating Learning Styles in Hypermedia Environment : Empirical
Evaluation”, Proceedings of the Workshop on
Adaptive Hypermedia and Adaptive Web-Based Systems, Nottingham, UK, Eindhoven University, pp. 41-52.
[6] Brown, E., Stewart, C., Brailsford, T., 2006,
“Adapting form visual and verbal learning
styles in AEH”, Proceedings of the Sixth
International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT'06), Kerkrade, The Netherlands, July 5 - 7, 1145-1147.
[7] Felder, RM. And Silverman, L.K., 1998, “Learning and Teaching Styles in Engineering Education”, Enggineering Education, Vol. 78, No. 7, pp. 674-681.
[8] Kuljis, J. and Liu, F., 2005, “A Comparison of
Learning Style Theories on Suitability for
Elearning”, Proceedings of the Iasted
Conference on Web Technologies, Applications, and Services, Calgary, Alberta, ACPTA Press, pp. 191-197.
[9] Brusilovsky, P., 2001, “Adaptive
Hypermedia”, User Modeling and
User-Adapted Interaction, Vol 11, No. 1, pp. 87-110.
[10] Felder, R.M. and Soloman, B.A., 1997, Index
of Learning Styles questionnaire. Retrieved 11
January, 2016, from http://www.engr.ncsu.edu/learningstyles/
ilsweb.html.
[11] Sangineto, E., 2008, “An Adaptive
E-Learning Platform for Personalized Course Generation”. In Claus Pahl.(ed) Architecture Solutions for E-Learning Systems. IGI Publishing.
