Laboratorium Virtual untuk Praktikum Kimia dengan
Teknologi Augmented Reality
Herdi Agustina
Program Studi Ilmu Komputer, Universitas Pendidikan Indonesia Jl. Dr. Setiabudhi No. 229 Bandung 40154 Jawa Barat
Abstrak— Keberadaan laboratorium dalam proses belajar mengajar kimia sangat penting. Laboratorium praktikum kimia dapat menunjang proses pembelajaran kimia sehingga dapat meningkatkan pemahaman konsep. Namun dalam kenyataannya banyak kasus dimana laboratorium kimia tidak berfungsi karena keterbatasan alat dan bahan untuk praktikum atau resiko berbahaya. Tidak berfungsinya laboratorium praktikum menyebabkan siswa menjadi tidak memahami konsep dengan baik. Permasalahan ini dapat diatasi dengan virtual laboratory. Laboratorium virtual merupakan serangkaian alat-alat laboratorium yang berbentuk perangkat lunak (software) berbasis multimedia interaktif, yang dapat mensimulasikan kegiatan-kegiatan di laboratorium sebenarnya. Pengembangan laboratorium virtual harus mendekati laboratorium sebenarnya. Dengan menggunakan teknologi augmented reality
(realitas tambahan) para praktikan seolah-olah dapat melakukan praktikum seperti yang biasa dilakukan di laboratorium sebenarnya. Diharapkan dengan adanya aplikasi laboratorium virtual ini dapat menyelesaikan permasalahan yang dialami dalam proses belajar mengajar kimia, terutama tidak berfungsinya laboratorium dalam melaksanakan kegiatan praktikumnya.
Kata Kunci
—
Laboratorium Kimia, Virtual Laboratories,Augmented Reality
I. PENDAHULUAN Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) mengakibatkan banyak perubahan dalam berbagai bidang kehidupan. Dengan perkembangan IPTEK individu dituntut
untuk lebih kreatif dan aktif dalam mengembangkan aspek kehidupannya karena setiap individu memiliki
potensi untuk
berkembang[1]. Salah satu hasil dari perkembangan IPTEK adalah komputer yang bisa digunakan sebagai alat bantu untuk proses belajar mengajar. Banyak sekali bentuk program diperoleh lewat komputer[2]-[6].
Simulasi yang menambahkan objek digital ke dunia nyata (augmented reality) yang dapat dibuat dengan komputer, dan pengguna dapat berinteraksi langsung dengan hasil yang seolah-olah tampak seperti lingkungan sebenarnya dalam komputer[10]. Augmented reality ini sudah banyak diimplementasikan dalam berbagai bidang. Laboratorium virtual dengan menggunakan teknologi augmented reality dapat membantu mengatasi berbagai masalah dalam melakukan praktikum kimia seperti alat dan bahan yang sangat mahal, dan resiko terjadinya kecelakaan ketika praktikum berlangsung. Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka perlu upaya untuk membuat laboratorium kimia secara virtual.
Dengan menggunakan teknologi augmented reality, simulasi dapat dilakukan dengan sangat interaktif karena teknologi ini memungkinkan untuk melakukan simulasi yang
mirip dengan
sebenarnya[10]. Sehingga
pengguna akan merasa seperti melakukan kegiatan praktikum seperti yang biasa mereka lakukan di laboratorium sebenarnya. Selain menggunakan teknologi augmented reality, bisa juga dengan menggunakan teknologi virtual reality (kenyataan virtual). Namun, teknologi virtual reality dirasa kurang interaktif dibandingkan dengan teknologi augmented reality yang sangat interaktif[10].
Laboratorium virtual ini nantinya akan menjadi solusi untuk memecahkan permasalahan yang muncul dalam praktikum kimia, sehingga kegiatan praktikum dapat berjalan sebagaimana mestinya.
A. LATAR BELAKANG Laboratorium praktikum kimia merupakan penunjang proses belajar mengajar materi kimia yang sangat penting adanya. Dengan melakukan praktikum, para praktikan dapat lebih mengerti akan materi yang telah disampaikan di kelas. Bayangkan apabila dalam pelajaran kimia tidak diikuti dengan praktikumnya, maka para peserta didik akan sulit untuk memahami atau mendapatkan gambaran yang jelas tentang materi yang telah disampaikan di kelas.
Kendala-kendala yang sering dialami yang menyebabkan tidak dilakukannya praktikum di laboratorium adalah tidak tersedianya alat atau bahan untuk praktikum karena laboratorium tidak mampu membelinya serta menghindari resiko kecelakaan dalam praktikum seperti alat yang pecah, bahan berbahaya mengenai kulit, dan lain-lain[4].
B. BATASAN MASALAH Untuk menyederhanakan pembahasaan pada penelitian ini, masalah dibatasi sebagai berikut :
1) Laboratorium virtual dibuat dengan teknologi augmented reality. 2) Dalam implementasinya,
laboratorium virtual ini hanya berfokus pada praktikum kimia yang menggunakan alat dan bahan yang mahal serta praktikum yang menggunakan zat berbahaya.
II. LANDASAN TEORI
A. LABORATORIUM VIRTUAL
Laboratorium biasanya didefinisikan sebagai: (1) tempat yang dilengkapi untuk eksperimental studi dalam ilmu pengetahuan atau untuk pengujian dan analisa; tempat memberikan kesempatan untuk bereksperimen, pengamatan, atau praktek dalam bidang studi, atau (2) periode akademis disisihkan untuk laboratorium bekerja[2].
Sebuah laboratorium virtual didefinisikan sebagai lingkungan yang interaktif untuk menciptakan dan melakukan eksperimen simulasi: taman bermain untuk bereksperimen. Ini terdiri dari domain dependent program simulasi, unit eksperimental disebut objek yang mencakup file data, alat yang beroperasi pada benda-benda, dan buku[2].
Laboratorium virtual merupakan sistem yang dapat digunakan untuk mendukung sistem praktikum yang berjalan secara konvensional[2].
disebut dengan Virtual Laboratory atau V-Lab. Diharapkan dengan adanya laboratorium virtual ini dapat memberikan kesempatan kepada siswa khususnya untuk melakukan praktikum dengan V-lab sehingga siswa tersebut tidak perlu datang ke ruang laboratorium untuk melakukan praktikum. Hal ini menjadi pembelajaran efektif karena siswa dapat belajar sendiri secara aktif tanpa bantuan instruktur ataupun asisten seperti sistem yang berjalan. Dengan format tampilan berbasis teknologi augmented reality cukup membantu siswa untuk dapat mengikuti praktikum secara mandiri.
Keragaman model dan struktur untuk laboratorium virtual adalah sangat luas dan bervariasi sesuai dengan sifat proyek diteliti, tujuan, dan teknologi yang terlibat. Motivasi untuk implementasi laboratorium virtual termasuk, tetapi tidak terbatas pada[2]:
1) Keterbatasan pada sumber daya dan ruang dalam laboratorium dunia nyata. Jenis keterbatasan dapat menyebabkan
keterlambatan dalam kegiatan belajar siswa, yang mungkin menghadapi situasi di mana mereka harus bersaing atau menunggu ketersediaan sumber daya yang diberikan, selain fakta bahwa percobaan seseorang dapat terganggu sebelum
menyimpulkan, karena kebutuhan sumber daya terbagi.
2) Kemungkinan berbagi peralatan biasanya mahal.
3) Stimulus untuk kolaborasi penelitian atau bekerja dalam kelompok independen jarak fisik mereka. 4) Keberadaan lingkungan
belajar di luar laboratorium praktikum, yang memungkinkan
siswa untuk
berpartisipasi atau mengembangkan proyek mereka sendiri bersama-sama dengan siswa lain di waktu luang mereka.
5) Kemungkinan mengembangkan berbagai percobaan di lokasi yang berbeda. 6) Pengawasan terpencil
dan intervensi dalam eksperimen berbahaya, sehingga membantu untuk mencegah kecelakaan.
B. AUGMENTED REALITY
Augmented reality (AR) adalah sebuah istilah untuk lingkungan yang menggabungkan dunia nyata dan dunia virtual serta dibuat oleh komputer sehingga batas antara keduanya menjadi sangat tipis[3]. Ronald Azuma pada tahun 1997 mendenisikan Augmented Reality sebagai sistem yang
2) Berjalan secara interaktif dalam waktu nyata
3) Integrasi dalam tiga dimensi (3D)
Secara sederhana AR bisa didefinisikan sebagai lingkungan nyata yang ditambahkan objek virtual. Penggabungan objek nyata dan virtual dimungkinkan dengan teknologi display
yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input tertentu.
AR merupakan variasi dari Virtual Environments (VE), atau yang lebih dikenal dengan istilah Virtual Reality (VR)[3]. Teknologi VR membuat pengguna tergabung dalam sebuah lingkungan virtual secara keseluruhan. Ketika tergabung dalam lingkungan tersebut, pengguna tidak bisa melihat lingkungan nyata di sekitarnya. Sebaliknya, AR memungkinkan pengguna untuk melihat lingkungan nyata, dengan objek virtual yang ditambahkan atau tergabung dengan lingkungan nyata. Tidak seperti VR yang sepenuhnya menggantikan lingkungan nyata, AR sekedar menambahkan atau melengkapi lingkungan nyata[10].
Tujuan utama dari AR adalah untuk menciptakan lingkungan baru dengan menggabungkan
interaktivitas lingkungan nyata dan virtual sehingga pengguna merasa bahwa lingkungan yang diciptakan adalah nyata[3]. Dengan kata lain, pengguna merasa tidak ada perbedaan yang dirasakan antara AR dengan apa yang mereka lihat/rasakan di lingkungan nyata. Dengan bantuan teknologi AR lingkungan nyata disekitar kita akan dapat berinteraksi dalam bentuk digital (virtual)[10]. Informasi tentang objek dan lingkungan disekitar kita dapat ditambahkan kedalam sistem AR yang kemudian informasi tersebut ditampilkan diatas layer dunia nyata secara real time seolah-olah informasi tersebut adalah nyata. Informasi yang ditampilkan
oleh objek virtual membantu pengguna melaksanakan kegiatan-kegiatan dalam dunia nyata. AR banyak digunakan dalam bidang-bidang seperti kesehatan, militer, industri manufaktur dan juga telah diaplikasikan dalam perangkat-perangkat yang digunakan orang banyak, seperti pada telepon genggam[10].
Gambar 1 Contoh augmented reality dengan handphone[3]
III. PEMBAHASAN Laboratorium kimia virtual di desain sangat interaktif dengan dukungan teknologi augmented reality yang memungkinkan terjadinya interaksi antara laboratorium virtual dengan pengguna secara langsung dan hampir menyerupai kegiatan di laboratorium
Gambar 2 Contoh augmented reality yang interaktif[10]
Gambar 3 Contoh virtual laboratory tanpa menggunakan augmented
reality[6]
Inilah keunggulan dari laboratorium virtual yang menggunakan teknologi augmented reality, sehingga pengguna akan merasa melakukan aktivitas praktikum sungguhan dan menjadi lebih paham dengan materi yang di praktikumkan. Selain itu, dengan laboratorium kimia virtual ini kendala-kendala yang dialami seperti alat atau bahan yang harganya mahal serta resiko kecelakaan ketika praktikum dapat diatasi. Sekarang laboratorium virtual memberikan waktu yang panjang untuk belajar, walau pun seperti itu siswa seharusnya jangan mengharapkan untuk menggantikan pengalaman
belajar langsung di laboratorium sebenarnya[4].
IV. KESIMPULAN Menggunakan komputer dalam pengajaran ilmu pengetahuan sangat cocok, terutama ketika ilmu pengetahuan yang memerlukan pertimbangan sangat tepat[5]. Dengan menggunakan laboratorium kimia virtual dapat mengatasi berbagai kendala-kendala yang muncul dalam proses belajar mengajar kimia terutama praktikumnya seperti tidak tersedianya alat dan bahan karena harganya yang mahal serta kecelakaan yang mungkin terjadi ketika melakukan praktikum. Selain itu, dengan menggunakan laboratorium kimia virtual yang berbasis augmented reality ini praktikum dapat berjalan secara interaktif, efektif, dan dapat meningkatkan pemahaman pengguna terhadap materi kimia yang diberikan[5]–[9].
REFERENSI
[1] Naba Hamida, Bakti Mulyani, Budi Utami, “STUDI KOMPARASI
PENGGUNAAN
LABORATORIUM VIRTUAL DAN LABORATORIUM RIIL DALAM PEMBELAJARAN STUDENT TEAMS ACHIEVEMENT DIVISION (STAD) TERHADAP PRESTASI BELAJAR DITINJAU DARI KREATIVITAS SISWA PADA MATERI POKOK SISTEM KOLOID KELAS XI SEMESTER GENAP SMA NEGERI 1 BANYUDONO TAHUN PELAJARAN 2011/2012”, FKIP, UNS Surakarta, JPK, Jurnal Pendidikan Kimia Vol. 2 No. 2 Tahun 2013 Hal. 7-15 [2] Jaya, Hendra.,
“PENGEMBANGAN LABORATORIUM VIRTUAL UNTUK KEGIATAN PRAKTIKUM DAN MEMFASILITASI
PENDIDIKAN KARAKTER DI SMK”, FT Universitas
Negeri Makassar, Jurnal Pendidikan Vokasi, Vol 2, Nomor 1, Februari 2012 [3] Chapter II, BAB 2 Dasar
Teori, Universitas Sumatera Utara.
[4] Robinson, Jamie, “Virtual Laboratories as a teaching environment A tangible solution or a passing novelty?”, Southampton University
[5] Tuysuz, Cengiz, “The Effect of the Virtual Laboratory on Students’ Achievement and Attitude in Chemistry”, International Online Journal of Educational Sciences, 2010, 2 (1), 37-53
[6] L.A. Dobrzanski, R. Honysz, “Materials science virtual laboratory as an example of the computer aid in materials engineering”, Division of Materials Processing Technology, Management, and Computer Techniques in Materials Science, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland
[7] Lawrence O. Flowers, “Investigating the Effectiveness of Virtual Laboratories in an Undergraduate Biology Course”, Assistant Professor of Microbiology, Fayetteville State University, USA [8] Zaynep Tatli, Alipasa Ayas,
“Effect of a Virtual Chemistry Laboratory on Students’ Achievement”, Karadeniz Technical University Faculty of Education, Trabzon, Turkey and Bilkent University, Faculty of Education, Ankara, Turkey
[9] Haipan Salam, Agus Setiawan, Ida Hamidah, “PEMBELAJARAN
BERBASIS VIRTUAL LABORATORY UNTUK MENINGKATKAN
PENGUASAAN KONSEP PADA MATERI LISTRIK DINAMIS”, Jurusan Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, 40154, Indonesia
