EFEKTIFITAS MODUL PEMROGRAMAN ARDUINO MENGGUNAKAN SCRATCH UNTUK SISWA SEKOLAH DASAR (SD) Prahenusa Wahyu Ciptadi Program Studi Teknik Informatika, Universitas PGRI Yogyakarta Email : nusa@upy.ac.id Abstrak Kebutuhan penguasaan bahasa pemrograman komputer semakin terasa, bukan hanya di kehidupan sehari-hari, tetapi dalam dunia pendidikan telah banyak diajarkan, diantaranya dalam bidang Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika (STEM). Dibutuhkan metode pembelajaran yang baru agar proses pembelajaran bahasa pemrograman terasa nyaman. Solusi yang diberikan adalah proses pembelajaran dengan praktik disertai dengan module. Disini yang akan diajarkan adalah pemrograman Arduino dengan Scratch. Arduino sendiri telah banyak digunakan dalam berbagai bidang sebagai pengendali untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Sedangkat scratch adalah perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram Arduino tersebut. Konsep Scratch adalah konsep menyusun blok-blok perintah secara visual. Dikarenakan betapa pentingnya penguasaan bahasa pemrograman tersebut, penulis mencoba melakukan pembelajaran kepada anak SD (Sekolah Dasar), dengan tujuan lebih mempersiapkan bahasa pemrograman pada anak-anak, diama merupakan generasi enerus bangsa agar makin siap dalam persaingan di masa mendatang. Konsep scratch yang berupa visual, diharapkan dapat meningkatkan motivasi siswa dalam mempelajari bahasa pemrograman Scratch. Scratch for Arduino (S4A) adalah perangat lunak yang diturunkan dari Scratch agar dapat digunakan untuk berinteraksi dengan papan Arduino. Kata-kata kunci: STEM, Arduino, Scratch, Scratch for Arduino Pendahuluan Beberapa tahun terakhir, pemrograman komputer telah banyak digunakan dalam berbagai bidang, diantaranya Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika (STEM) [2]. Alasannya sederhana, karena komputer telah menjadi dasar bagi ilmuwan dan insinyur untuk menulis/memahami program-program komputer [2]. Tenaga pendidik, yang memiliki tanggung jawab pada mata pelajaran ini menghadapi tantangan yang kompleks, siswa STEM biasanya hanya mempelajari konsepkonsep pemrograman [2]. Mereka menganggap hal tersebut tidak terkait dengan bidang mereka, dan mereka akan merasa tidak nyaman ketika belajar program untuk pertama kalinya [2]. Metodologi pengajaran yang baru mungkin membantu siswa untuk mengatasi kesulitan awal mereka [2]. Beberapa penelitian telah mengusulkan penggunaan paradigma komputasi fisik (physical computing paradigm) [2]. Paradigma ini mengambil konsep komputasi keluar dari layar atau out of the screen, dan menampilkan ke dalam dunia nyata [2]. Sehingga siswa dapat berinteraksi dengan mereka. Anak-anak, merupakan aset masa depan bangsa dan Negara, dimana kelangsungan hidup bangsa dan negara Indonesia bergantung pada kualitas anak-anak masa kini sebagai generasi penerus dalam mempertahankan keutuhan dan kedaulatan negara Indonesia dimasa depan. Bahkan dengan kualitas itu pula, anak-anak dapat menjadikan Indonesia menjadi sebuah negara yang kuat, modern, dan sejahtera. Menjadi negara kuat, modern dan sejahtera adalah dambaan setiap bangsa di dunia. Semua itu dapat terwujud apabila suatu bangsa memiliki kualitas yang baik diberbagai bidang kehidupan, sehingga dapat dijadikan modal 65
SEMINAR NASIONAL Dinamika Informatika 2017 Universitas PGRI Yogyakarta dalam persaingan antar negara, bahkan memenangkan persaingan tersebut. Anak-anak perlu menjadi peserta aktif (produsen) atau pencipta, bukan peserta pasif (konsumen). Belajar pemrograman sejak dini memungkinkan akan meningkatkan kreativitas dan kontrol atas dunia mereka. Ilmu komputer memberi kita kemampuan untuk mengatur dan memanipulasi data. Pada kondisi saat ini, keterampilan pemrograman komputer adalah alat inovasi. Terbukti dari pentingnya pemrograman untuk siswa STEM, dan alangkah baiknya apabila pemrograman tersebut diajarkan sejak usia dini, salah satunya adalah anak SD. Untuk dapat melakukan pemrograman, diperlukan keterampilan dalam menentukan algoritma, logika, analisa, penguasaan bahasa pemrograman, dan di banyak kasus, pengetahuan-pengetahuan lain seperti matematika. Sebagian besar aplikasi ini merupakan bagian dari Computer Science Education Week dan code.org s Hour of Code untuk anak dengan harapan mereka akan memiliki skill tambahan, pola pikir yang lebih kreatif, pola pikir logis dan sistematis, dan menumbuhkan jiwa kerja sama/gotong royong. Beberapa penelitian terkait diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Miguel A. Rubio dengan judul Using Arduino To Enhance Computer Programming Courses In Science And Engineering. Lalu penelitian yang dilakukan oleh P. Michalopoulos dengan judul Introducing STEM to Primary Education Students with Arduino and S4A dan penelitian yang dilakukan Filiz Kalelioðlu yang berjudul The Effects of Teaching Programming via Scratch on Problem Solving Skills : A Discussion from Learners Perspective. wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware-nya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Beberapa kelebihan dari Arduino, yang pertama adalah tidak perlu perangkat chip programmer, karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer. Kelebihan kedua sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak memiliki port serial/rs323 bisa menggunakan nya. Kelebihan ketiga bahasa pemrogramannya relatif lebih mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap. Kelebihan keempat memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll. Sebenarnya ada banyak jenis papan Arduino yang dapat kita digunakan, namun dengan tujuan yang berbeda. Papan arduino memiliki ukuran, jumlah pin, dan mikrokontroler yang berbeda. Seperti pada gambar di bawah ini, merupakan papan arduino yang sering digunakan untuk awal belajar Arduino. Gambar 1. Arduino Uno Dasar Teori Arduino adalah pengendali mikro singleboard yang bersifat open-source, diturunkan dari 66
Berikut ini adalah beberapa hal yang perlu diketahui tentang Arduino Uno : Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 Uno memiliki 14 pin digital input / output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Arduino Uno menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Fitur Atmega16U2 diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU. Berikut ini adalah spesifikasi dari Arduino Uno : Scratch for Arduino (S4A) adalah perangat lunak yang diturunkan dari Scratch agar dapat digunakan untuk berinteraksi dengan papan Arduino. S4A dikembangkan oleh citilab pada tahun 2010. Tujuan pembuatan perangkat lunak ini adalah memungkinkan anak-anak dapat mempelajari pemrograman sekaligus elektronika dalam usia sedini mungkin. Jika menggunakan Arduino IDE, anak-anak akan mengalami kesulitan, terutama dalam memahami penulisan perintah. Namun berkat Scratch for Arduino, rangkaian elektronika dapat dikendalikan atau diprogram hanya melalui blok-blok gambar. Gambar 3. Scratch for Arduino Gambar 4. Pengembangan dari Scratch for Arduino Gambar 2. Spesifikasi Arduino Uno Sementara scratch merupakan proyek MIT Media Lab dari Massachusetts Institute of Technology. Proyek scratch telah didukung dana dari National Science Foundation, Intel Foundation, Microsoft, MacArthur Foundation, LEGO Foundation, Google, Dell, Inversoft, dan MIT Media Lab. Konsep Scratch adalah konsep menyusun blok-blok perintah (visual). Siswa dapat memprogram dengan menyusun blokblok berisi perintah (disebut blocks), seperti bergerak, bersuara/berinteraksi ketika suatu tombol keyboard ditekan. Scratch diperuntukkan utamanya bagi anak-anak usia 8-16 tahun. Semboyan dari Scratch adalah Imagine-Program-Share. Hasil Dalam penelitian ini, metode yang dilakukan survey terhadap siswa. Ditemukan bahwa proses belajar yang berdasar pada 67
SEMINAR NASIONAL Dinamika Informatika 2017 Universitas PGRI Yogyakarta praktik, dengan disertai modul pelatihan akan meningkatkan pembelajaran siswa, dimana 74% siswa penguasaan pemrogramannya menningkat. Dimana meningkat 32% dibandingkan dengan cara tradisional. Terjadi peningkatan 64% dalam kepercayaan diri siswa terkait penguasaan bahasa pemrograman, dimana meningkat 21%. Pemrograman diatas Platform Arduino diterima dengan baik oleh siswa, 95% melalui sesi praktik dan 85% menikmati sesi ceramah. Kesimpulan Proses pembelajaran berupa praktik disertai dengan Modul Arduino meningkatkan penguasaan siswa dalam mempelajari dan memahami bahasa pemrograman. Disamping itu diharapkan dengan adanya pelajaran bahasa pemrograman sejak usia dini, diharapkan dapat mempersiapkan anak-anak, sebagai generasi penerus bangsa dalam menghadapi persaingan global di masa mendatang dan mempersiapkan siswa dalam memahami bahasa pemrograman, dimana telah banyak digunakan dalam berbagai bidang, diantaranya Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika (STEM). Gambar 5. Persentasi tingkat pemahaman pemrograman pada siswa terkait Module Arduino Referensi [1] Partha, Pratim Ray. 2017. A Survey on Visual Programming Languages in Internet of Things, Scientific Programming Volume 2017, Nomor Edisi 1231430 [2] Miguel A. Rubio et al. Using Arduino To Enhance Computer Programming Courses In Science And Engineering, Proceedings EDULEARN13 Conference, 1-3 Juli 2013, Barcelona, Spain [3] Jan Verveckken et al. 2013. Developing Engineering-oriented Educational Workshops Within a Student Branch, IEEE EUROCON 2013 [4] P. Michalopoulos et al. 2013. Introducing STEM to Primary Education Students with Arduino and S4A, School of Pedagogical and Technological Education (ASPAITE) Branch of Patras, Department of Primary Education, University of Patras. Gambar 6. Persentasi tingkat kepuasan pada siswa terkait Module Arduino. 68
[5] Filiz Kalelioðlu, Yasemin Gülbahar. 2014. The Effects of Teaching Programming via Scratch on Problem Solving Skills : A Discussion from Learners Perspective, Informatics in Education, Vilnius University, Vol. 13, No. 1, 33 50 [6] B. Kauèiè, T. Asiè. 2011. Improving Introductory Programming with Scratch?. Faculty of Education/Department of mathematics and computer science, Ljubljana, Slovenia. 69