Review Jurnal : Integrating Augmented Reality into Mathematics Teaching and Learning and Examining it’s Effectiveness

Identitas Jurnal :

Tim Penulis :

Timur Koparan
Mathematics and Science Education Department
Bulent Ecevit University, Turkey

Hakan Dinar
Ministry of National Education, Turkey

Ezgi Taylan Koparan
Mathematics and Science Education Department
Bulent Ecevit University, Turkey

Zeliha Sema Haldan
Mathematics and Science Education Department
Bulent Ecevit University, Turkey

Review Jurnal :

Pendahuluan :

• Perkembangan teknologi yang cepat
• Berdampak signifikan pada proses pembelajaran
• Dampak dari teknologi terbaru memengaruhi gaya belajar
• Terdapat berbagai fitur ponsel yang ditawarkan
• Alat pembelajaran di mana saja dan kapan saja (Maiti & Tripathy, 2012)
• Kemajuan teknologi berperan penting dalam bidang pendidikan
• Salah satu teknologi adalah komputer
• Komputer menyediakan visualisasi objek tiga dimensi
• Dalam geometri, siswa seringkali tidak berhasil mengembangkan pemahaman konseptual yang kuat (Mistretta, 2000)
• Berbagai penelitian menunjukkan adanya kesulitan dalam pencapaian geometri tiga dimensi dalam kurikulum (Katona, 2008; Koparan & Yilmaz, 2015)
• Kesulitan yang muncul adalah menginterpretasikan objek tiga dimensi (Accana & Rogora, 2006; Koparan & Yilmaz, 2015)
• Kesulitan lainnya adalah menciptakan bentuk tiga dimensi dalam dua dimensi (Koparan & Yilmaz, 2015)
• Masalah seperti ilusi optik, kesalahan gambar, dan melihat objek hanya dari satu sudut pandang seringkali muncul (Baki et al., 2008)
• Mengembangkan visualisasi dan keterampilan spasial siswa, perlu direncanakan sehingga mereka terlibat dalam pengalaman, membuat kesimpulan, dan generalisasi (Gurbuz & Gulburnu, 2013)
• Geometri dan keterampilan spasial memiliki peran penting dalam menginterpretasikan, menjelaskan, dan berpikir secara mendalam tentang objek-objek yang ada di sekitar (NCTM, 2000)
• Keterampilan spasial adalah kemampuan untuk menciptakan, mempertahankan, mengatur ulang, dan mengubah gambar visual yang terstruktur (Ramirez dkk., 2012)
• Geometri merupakan bagian penting dan sulit dalam kurikulum matematika
• Kecerdasan spasial bukanlah keterampilan bawaan, melainkan keterampilan dinamis yang dapat dikembangkan melalui interaksi dengan objek nyata atau virtual
• Kemampuan spasial dapat ditingkatkan melalui Augmented Reality (AR)
• AR digunakan untuk menggabungkan objek 2D/3D dari dunia virtual ke dunia nyata (Motejlek & Alpay, 2021; Kaufman dkk., 2000)

1.1. Augmented Reality in Education

• Jesionkowska dkk. (2020) menunjukkan teknologi AR dapat membantu dalam pembelajaran Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM)
• Aplikasi AR dapat memungkinkan siswa untuk mengembangkan efikasi diri dan motivasi, serta lebih terbuka terhadap ide-ide tingkat tinggi (Cai, dkk., 2021)
• Keefektifan teknologi AR bergantung pada kemampuannya untuk mendukung dan memfasilitasi pembelajaran yang bermakna
• Untuk membuat aplikasi AR yang bermanfaat bagi guru, para ahli dibidangnya juga harus terlibat (Miranda dkk., 2021)

1.2. How Can AR Improve The Math Learning Process?

• Cai dkk. (2020) menyarankan bahwa AR dapat memberikan siswa lingkungan pembelajaran matematika yang komprehensif yang dapat membantu mereka memahami konsep-konsep matematika
• Dalam Bidang Geometri, AR dapat membantu memahami struktur tiga dimensi. Dengan menggunakan AR, pengguna dapat melihat struktur geometri bergerak secara realistis pada perangkat seluler atau tablet (Cai, Dkk., 2020)

1.3. Rumusan Masalah Penelitian

1. Apa pengalaman dalam proses perancangan dan pengembangan materi AR?
2. Apa pendapat para ahli dan guru tentang materi AR yang dikembangkan?
3. Adakah perbedaan signifikan antara siswa yang menggunakan aplikasi AR dan siswa yang menggunakan alat pembelajaran lainnya dalam hal tingkat pembelajaran?
4. Adakah perbedaan signifikan antara sikap siswa kelompok intervensi terhadap penggunaan materi AR sebelum dan setelah aplikasi?

Metoe Penelitian :

Holistic Single-Case : Examination of the use and effect of AR application in teaching and learning mathematics

Research and Development :

Model Waterfall
(1) Requirements (2) Design (3) Implementation (4) Verification (5) Maintenance

Quasi-Experimental : Pre-Test & Post-Test

2.1. Working Group

2.2. Quasi-experimental Process

• Pre-Test
• Pre-Attitude Scale
• Teaching & Learning : Intervention Group & Control Group
• Post-Test
• Post-Attitude Scale

2.3. Data Collection

• Penulis pertama dan ketiga memberikan pengajaran pengembangan materi kepada calon guru di universitas
• Formulir pendapat ahli dan guru untuk materi AR yang terdiri dari 14 item dibuat oleh dua peneliti
• Keempat belas item ini mencakup masalah-masalah yang harus dipertimbangkan saat mengembangkan materi
• Penulis pertama adalah seorang ahli dalam bidang pendidikan matematika dan telah mengajar matematika dan geometri kepada siswa sekolah menengah, sekolah tinggi, dan universitas
• Peneliti mengamati kesulitan terkait dengan luas permukaan kubus pada siswa sekolah menengah sebelumnya dan mengembangkan materi konkret yang ditunjukkan dalam gambar dibawah untuk mengatasi kesulitan tersebut

2.4. Analysis of Data

Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini mencakup data tentang :

1. Proses pengembangan materi AR
2. Pendapat ahli dan guru tentang kecocokan materi AR
3. Pencapaian tes dan sikap mengenai efektivitas materi AR

Hasil Penelitian :

3.1. Findings obtained for the first sub-problem

The first sub-problem of the research is “What are the experiences in the process of designing and developing AR material?” The findings obtained for the problem are presented within the framework of the Waterfall Model stages”.

3.1.1. Requirements

• Pada tahap pertama, kebutuhan untuk desain ditentukan
• Kebutuhan ini dapat dinyatakan sebagai kebutuhan desain (pendidikan dan pengalaman), kebutuhan fisik (teknologi yang sesuai), kebutuhan antarmuka, dan kebutuhan aplikasi
• Dalam penelitian untuk kebutuhan ini, dua penulis pertama adalah peserta proyek TUBITAK 4005 tentang Augmented Reality (AR) dan Virtual Reality (VR) dan Academic and Teacher Collaboration in Material Design pada 01–09 September 2021
• 38 peserta, terdiri dari akademisi, guru, dan pelatih yang terlibat dalam proyek, tetap berkomunikasi melalui grup sosial selama dan setelah proyek
• Berbagi informasi dan pertukaran ide tentang kesulitan yang dihadapi, saran solusi, dan materi AR yang dikembangkan untuk melanjutkan

3.1.2. Design

• In this research, Tinkercad, Unity 3D, and Vuforia software were used to develop mobile AR materials related to geometry

3.1.3. Application

3.1.4. Verification

• Pada tahap verifikasi produk AR Mobile, setelah observasi di kelas setelah penggunaan AR, terlihat bahwa materi tersebut sepenuhnya sesuai dengan kebutuhan yang ditentukan selama tahap desain
• Hasil verifikasi produk menunjukkan bahwa materi AR cocok untuk digunakan dalam pembelajaran matematika
• Verifikasi ini adalah verifikasi yang terjadi ketika materi digunakan oleh semua siswa dengan smartphone mereka dan memenuhi tujuan yang diinginkan.

3.1.5. Maintenance

• Untuk materi AR yang dikembangkan digunakan melalui smartphone dengan output gambar kubus, perlu diperiksa apakah APK berfungsi
• Karena jika APK dari materi tersebut tidak berfungsi dengan baik, materi tersebut tidak akan muncul di ponsel dan tidak dapat digunakan
• Selain itu, fitur tambahan dapat ditambahkan ke materi jika diperlukan
• Jika terdapat kesalahan kecil yang tidak muncul sebelumnya, diperlukan pemeliharaan untuk mengatasinya. Proses pengembangan dan pemeliharaan berlanjut hingga materi mencapai tingkat yang optimal

3.1.5. Maintenance

3.2. Findings obtained for the second sub-problem

• The second sub-problem of the research is “What are the opinions of experts and teachers about the developed AR material?“
• The evaluation results of experts and mathematics teachers are presented in Figs. 8 and 9.
• The developed material was evaluated with an average of 4.79 points by instructional technology experts and an average of 4.65 points by mathematics teachers

3.3. Findings obtained for the third sub-problem

• The third sub-problem of the research is “Is there a significant difference between the students who use AR applications and the students who use other learning tools in terms of learning levels?”
• The findings obtained for the problem are presented with the distribution of pre-test and post-test achievement test answers, dependent and independent t-test and ANCOVA analysis

Diskusi :

Terdapat beberapa kesulitan dalam pengembangan materi AR :

1. Bagi tim pengembang materi : kesulitan dalam penggunaan lebih dari satu perangkat lunak, perangkat lunak berlisensi relative mahal, memerlukan pengetahuan pemrograman yang cukup, masalah kompatibilitas perangkat lunak, dan kebutuhan untuk bekerja secara intensif dan memerlukan waktu yang lama untuk membuat konten.
2. Masalah teknis (kurangnya peralatan, ketidakstabilan sistem, biaya) sering dihadapi dalam alat pengembangan materi AR.
3. Dalam hal siswa, ketiadaan peralatan dan alat, serta ketiadaan struktur pengajaran yang sesuai dalam aplikasi AR mungkin menjadi alasan kesulitan.
4. Tidak semua siswa mungkin memiliki smartphone yang dapat menjalankan aplikasi AR.
5. Ketika membuat aplikasi AR, aplikasi tersebut harus berfungsi dengan baik di semua platform dan perangkat. Pada praktiknya, mungkin untuk memberikan konten AR dengan kualitas yang sama di semua platform dan perangkat (Shafeey & Lakulu, 2021).

Kesimpulan dan Rekomendasi :

1. Penting untuk menyediakan aktivitas dan alat pendidikan yang efisien dalam matematika yang membantu siswa mengatasi tantangan
2. Hal tersebut harus bertujuan untuk meningkatkan dan menstimulasi minat dan pemahaman mereka dalam mata pelajaran
3. Teknologi baru dapat memberikan kontribusi penting untuk membantu mengatasi masalah tersebut di masa depan (Schutera et al., 2021)
4. Studi ini bertujuan untuk mengungkap proses pengembangan materi AR dan menguji efektivitasnya untuk mengembangkan keterampilan matematika yang terkait dengan kecerdasan spasial
5. Dalam proses merancang dan mengembangkan materi AR, ditemukan masalah seperti kebutuhan untuk menggunakan lebih dari satu perangkat lunak, lisensi dan biaya, pengetahuan pemrograman, masalah kompatibilitas perangkat lunak, overwork, dan manajemen waktu
6. Pendapat para ahli dan guru matematika dalam penelitian ini mengungkapkan bahwa materi AR yang dikembangkan cocok untuk mengajar tentang luas permukaan kubus, dan integrasi AR melalui metodologi yang terkontekstualisasi dalam proses pembelajaran pengajaran keterampilan spasial membuat perbedaan signifikan pada prestasi akademik dan sikap siswa
7. Penelitian ini menunjukkan bahwa AR membantu meningkatkan penggunaan perangkat seluler tidak hanya untuk membaca, berkomunikasi, atau bermain game, tetapi juga sebagai mekanisme pendukung untuk belajar matematika
   Materi AR yang dikembangkan menawarkan cara berbeda bagi siswa dan/atau guru untuk menggunakan perangkat seluler dalam belajar dan mengajar matematika
8. Materi AR yang dikembangkan terbatas pada tujuan pengajaran dan pembelajaran tentang perubahan luas permukaan kubus. Oleh karena itu, perlu berhati-hati dalam menggeneralisasi hasil penelitian terhadap konten dan tingkat pendidikan matematika lainnya
9. Teknologi AR memungkinkan kami untuk memberikan pengalaman interaktif dengan memperkaya dunia nyata dengan elemen virtual
10. AR memiliki banyak potensi dalam mengajar dan mempelajari mata pelajaran yang memerlukan visualisasi siswa (Saidin et al., 2015)
11. Penelitian ini, untuk mengajar matematika, sangat penting merancang aplikasi realitas tambahan yang dapat diakses dan digunakan oleh siswa dengan mudah dan mentransfernya ke lingkungan pembelajaran
12. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan untuk menganalisis efek aplikasi AR dalam dan di luar kelas dalam situasi dan konteks yang berbeda melalui perangkat seluler sebagai bagian dari pembelajaran matematika
13. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan untuk menganalisis efek aplikasi AR dalam dan di luar kelas dalam situasi dan konteks yang berbeda melalui perangkat seluler sebagai bagian dari pembelajaran matematika
14. Peneliti merekomendasikan agar para guru mengintegrasikan perangkat lunak AR ke mata pelajaran lain di berbagai tingkat pengajaran dalam pengembangan aktivitas pembelajaran yang juga dapat disesuaikan dengan pengembangan konsep lainnya
15. Telah ditemukan bahwa sangat sedikit variabel yang digunakan dalam penelitian akademik tentang pengajaran matematika dengan AR (Akkus & Ozhan, 2017)
16. Penelitian yang akan dilakukan selanjutnya mungkin tentang variabel yang berbeda seperti mental modeling, perception of reality, and geometric thinking
17. Aplikasi AR interaktif dan gamified AR dapat dikembangkan pada mata pelajaran yang memiliki banyak pemahaman yang salah dalam pengajaran matematika
18. Peneliti menyarankan agar pendidik melakukan studi kualitatif untuk menilai persepsi mereka tentang penggunaan dan integrasi TIK seperti AR dalam pengajaran matematika
19. Kesulitan yang dihadapi dalam penelitian ini menunjukkan bahwa pengembang aplikasi AR pendidikan perlu memecahkan masalah teknis, meningkatkan fitur tertentu, dan memberikan petunjuk yang lebih jelas kepada pengguna
20. Peneliti menyadari bahwa aplikasi ini memiliki potensi besar sebagai alat pendidikan. Pengembangan di masa depan harus berfokus pada mengatasi kekurangan ini, memperluas penggunaan aplikasi AR ke topik pendidikan yang lebih luas, dan menargetkan audiens khusus untuk memperluas adopsi teknologi

humamnuralam