1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi informasi yang begitu pesat sekarang ini memberikan dampak yang besar terhadap kinerja manusia khususnya dalam bekerja. Segala sesuatu yang dahulu masih dikerjakan secara manual kini sudah mulai berangsur-angsur bergeser ke arah digital. Dalam menyelesaikan aktivitasaktivitas manusia kini banyak dibantu oleh keberadaan komputer. Hal ini mengakibatkan aktivitas manusia dapat dikerjakan dengan lebih cepat dan lebih mudah. Salah satu contoh aktivitas yang dapat dimudahkan dengan adanya teknologi informasi yaitu aktivitas penyusunan paket soal. Ujian nasional (UN), dalam hal ini UN SMA merupakan suatu tahapan yang harus ditempuh oleh siswa sekolah menengah atas agar dapat dinyatakan lulus dalam tingkat SMA. Dalam pelaksanaannya, materi yang diujikan pada saat UN SMA untuk jurusan IPA adalah bahasa indonesia, bahasa inggris, matematika, fisika, kimia, dan biologi. Masing-masing mata pelajaran tersebut dibuat paket soal kedalam beberapa tipe soal dimaksudkan agar siswa tidak dapat saling bertukar jawaban saat mengerjakan ujian. Namun persebaran soal dan tingkat kesulitan soal yang terdapat pada masing-masing tipe dirasakan tidak memiliki standar yang sama. Sehingga terdapat tipe soal yang lebih mudah dan ada juga yang lebih susah dibandingkan dengan tipe soal yang lain. Penyusunan paket soal merupakan aktivitas yang umum dilakukan di suatu lembaga pendidikan. Dalam melaksanakan kegiatan ujian nasional tentunya memerlukan paket soal yang memenuhi suatu standar yang sudah ditetapkan oleh lembaga pendidikan tersebut. Hal ini dimaksudkan agar peserta yang lulus ujian adalah peserta yang benar-benar memiliki kemampuan sesuai dengan standar yang ditetapkan. Untuk menentukan paket soal yang sesuai dengan standar tentunya tidak mudah, apalagi bila terdapat banyak kumpulan soal yang harus dipilih secara manual oleh seseorang. Tentunya akan sangat menyusahkan dan hasil paket soal yang dihasilkan belum tentu sesuai dengan standar yang diinginkan karena dalam pemilihannya masih dilakukan secara manual. Oleh karena itu dibutuhkan suatu aplikasi yang dapat membantu aktivitas penyusunan paket soal agar dapat dikerjakan dengan lebih mudah dan hasilnya pun sesuai dengan standar yang diinginkan. Untuk merealisasikan hal tersebut, penyusun mengusulkan pembuatan aplikasi penyusunan paket soal yang mengimplementasikan algoritma genetika dan fuzzy set. Algoritma genetika diperlukan untuk menyelesaikan masalah ini karena soal yang akan disusun memiliki atribut tingkat kesulitan dan daya beda (tingkat diskriminan) [3]. Kedua nilai atribut tersebut yang akan dijadikan pertimbangan untuk mendapatkan susunan soal yang sesuai dengan keinginan tim 1
penyusun paket soal ujian nasional. Selain itu pembuatan paket soal kedalam sejumlah tipe harus memperhatikan waktu pengerjaan dari tiap-tiap tipe tersebut. Waktu pengerjaan paket soal sebaiknya tidak melewati batas waktu maksimum yang ditetapkan, dan waktu pengerjaan antara tipe paket soal yang satu dengan tipe paket soal yang lainnya sebaiknya relatif sama. Berdasarkan permasalahan tersebut maka dengan menggunakan Algoritma Genetika akan dicari pasangan (susunan) soal yang memiliki nilai terbaik (fitness cost) berdasarkan nilai-nilai atribut dari soal tersebut yang mendekati atau sama dengan spesifikasi soal yang diinginkan oleh pembuat soal. Penggunaan Algoritma Genetika dimaksudkan untuk menyelesaikan masalah kombinasi dalam pemilihan soal-soal yang akan dipaketkan. Algoritma Genetika ini sendiri sangat cocok untuk diterapkan dalam hal ini karena masalah yang dihadapi adalah masalah kombinasi nilai-nilai atribut soal, dimana nilai dari masing-masing atribut akan sangat mempengaruhi kualitas dan kesesuaian soal yang terpilih. Sehingga diharapkan dengan menggunakan Algoritma Genetika, hasil penyusunan paket soal yang didapat adalah hasil yang optimal. Dalam pencarian solusi, terkadang Algoritma Genetika bisa terjebak pada suatu nilai optimum lokal yang menyebabkan nilai (solusi) yang sebenarnya paling optimum tidak dapat dicapai. Dalam kasus ini, hal ini sangat dipengaruhi oleh soal-soal yang dipilih oleh Algoritma Genetika untuk mengisi nilai gen-gen yang ada pada kromosom individu. Oleh karena itu, untuk menjamin agar soal-soal yang dibangkitkan (terpilih) oleh Algoritma Genetika adalah soal-soal yang terbaik (soal yang paling mendekati keinginan pembuat soal), maka digunakan fuzzy set untuk memilih kumpulan soal-soal (pada database) yang memiliki nilai-nilai atribut yang sama atau paling tidak mendekati nilai atribut soal yang diinginkan oleh pembuat soal. Dengan menambahkan fuzzy set pada sistem yang akan dibangun maka akan menjamin bahwa Algoritma Genetika tidak akan memilih soal-soal pada database yang memiliki selisih (perbedaan) nilai atribut yang jauh dari keinginan pembuat soal. Hal ini tentunya akan menyebabkan solusi yang akan didapatkan oleh Algoritma Genetika akan bisa lebih optimal. Proses pemilihan soal dimulai dari pengkodean soal kedalam kromosom yang dilanjutkan dengan pembuatan populasi awal dengan fuzzy set. Dari populasi awal yang terbentuk dilakukan proses regenerasi yang terdiri dari proses mutasi dan crossover, dari hasil regenerasi dilakukan seleksi dengan menggunakan fitness cost. Proses regenerasi akan terus diulang hingga mencapai jumlah generasi maksimal atau sudah ditemukan kromosom yang sesuai dengan keinginan. Dengan menerapkan metode ini diharapkan dapat membantu penyusunan paket soal ujian nasional yang memenuhi standar yang diinginkan [5]. 2
1.2. Perumusan Masalah Dengan melihat pada latar belakang di atas, permasalahan yang akan dijabarkan dan diteliti pada Tugas Akhir ini adalah: 1. Bagaimana mengimplementasikan Algoritma Genetika dan Fuzzy Set dalam penyusunan tipe paket soal Ujian Nasional SMA jurusan IPA agar sesuai dengan spesifikasi soal yang telah ditetapkan oleh penyusun soal. 2. Bagaimana pengaruh jumlah individu dalam setiap generasi terhadap hasil paket soal yang didapat. 3. Seberapa optimal hasil paket soal yang didapatkan oleh aplikasi dilihat dari nilai fitness cost yang didapat. 4. Bagaimana pengaruh jumlah maksimum generasi terhadap hasil paket soal yang dipilih. Batasan Masalah Adapun batasan-batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Materi soal yang akan disusun paket soalnya adalah materi UN SMA jurusan Ilmu Pengetahuan Alam mata pelajaran matematika dan bahasa indonesia. 2. Database soal yang digunakan merupakan database contoh (dummy). 3. Soal yang dipilih adalah soal yang terdapat pada database soal. 4. Jenis soal yang digunakan adalah soal pilihan ganda. 5. Atribut-atribut yang melekat pada soal seperti tingkat kesulitan soal, tingkat daya beda, indikator soal, dan lama pengerjaan soal sudah terdefinisi di database soal. 6. Jumlah soal yang akan dihasilkan, jumlah tipe soal, tingkat kesulitan dan tingkat daya beda soal yang diinginkan, serta batas waktu pengerjaan soal, ditetapkan oleh penyusun soal (user). 7. Tidak terdapat fitur penambahan atribut soal yang ada di database soal. 1.3. Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengimplementasikan Algoritma Genetika dan Fuzzy Set untuk membangun aplikasi yang dapat menyusun soal-soal Ujian Nasional SMA jurusan IPA ke dalam beberapa tipe paket soal yang memiliki nilai fitness cost terbaik. 2. Menganalisis pengaruh jumlah individu dalam setiap generasi terhadap hasil paket soal yang didapat. 3. Menganalisis seberapa optimal hasil paket soal yang terbentuk dilihat dari kesesuain hasil paket soal dengan spesifikasi soal yang ditetapkan penyusun soal, dengan melihat nilai fitness cost yang didapat. 3
4. Menganalisis pengaruh jumlah maksimal generasi terhadap hasil paket soal yang didapat. 1.4. Metode Penyelesaian Masalah Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahanpermasalahan dalam Tugas Akhir ini terdiri dari 5 tahap, yaitu: 1. Pengumpulan data dan Studi Literatur a. Pencarian referensi dan sumber-sumber yang berhubungan dengan Algoritma Genetika dan Fuzzy Set. b. Pencarian referensi dan sumber-sumber yang berhubungan dengan optimasi menggunakan Algoritma Genetika. c. Mempelajari dan memahami penerapan Algoritma Genetika dan tahapantahapannya, serta memahami penerapan Fuzzy set. d. Melakukan pencarian informasi ke Pusat Penilaian Pendidikan (Puspendik) dalam hal teknik pembobotan soal dan permohonan data soal. 2. Tahap Perancangan Sistem Pada tahap ini akan dirancang sistem yang mengimplementasikan Algoritma Genetika dan Fuzzy Set, yang mampu melakukan pemilihan soal dari database soal yang tersedia untuk dikelompokkan kedalam beberapa paket soal yang sesuai dengan spesifikasi soal yang telah ditetapkan oleh tim penyusun soal. Pada tahap ini juga akan dijabarkan tentang fungsi fuzzy yang digunakan serta akan dijabarkan juga tentang komponen-komponen Algoritma Genetika yang digunakan. 3. Tahap Implementasi Pada tahap ini, akan dilakukan implementasi dari rancangan sistem yang telah dibuat sebelumnya. a. Mengumpulkan soal-soal yang kemudian dimasukkan ke dalam database soal yang nantinya akan menjadi input dari sistem yang akan dibangun. b. Membuat aplikasi penyusunan paket soal dengan menerapkan Algoritma Genetika dan Fuzzy Set. c. Membuat aplikasi yang mampu menampilkan hasil susunan soal yang telah terpilih menjadi paket soal. 4. Tahap Pengujian & Analisis Sistem Rancangan pengujian (testing) yang akan dilakukan yaitu dengan pengujian fungsionalitas dari program yang terdiri dari pengujian fungsi penyusunan paket soal. Pengujian juga dilakukan dengan mengubah-ubah nilai parameter jumlah individu dalam setiap generasi dan jumlah maksimal generasi yang boleh dibangkitkan. Berdasarkan hasil pengujian yang didapat akan dilakukan analisa 4
tentang pengaruh besarnya nilai parameter-parameter yang digunakan terhadap hasil yang didapatkan oleh sistem. 5. Tahap Pembuatan Laporan Pada tahap ini, akan dilakukan penyusunan laporan akhir dan pengumpulan dokumentasi dengan mengikuti kaidah penulisan yang benar dan sesuai dengan ketentuan-ketentuan atau sistematika yang telah ditetapkan oleh institusi. 5