Augmented  Reality  for  Teaching  Cell  Materials  in  Biology  for  Undergraduate Students
A.J. Rahmwati, Gunahardi, M. Muchtaron
Universitas Sebelas Maret anisarahmawati@student.uns.ac.id
Article History received 15/09/2022 revised 30/11/2022 accepted 15/12/2022

## Abstract
Technological  advances  in  Biology  are  needed  to  visualize  cell  material  that  cannot  be  seen with  the  direct  five  senses.  The  aims  of this  study  include: (1)  Identifying  problems  in  learning cell material for students. (2) Explaining learning media in cell material in Biology. (3) Describe the benefits of augmented reality in Biology learning for students. The research method uses a qualitative method with a grounded theory . Data collection techniques using questionnaires, observations,  and  interviews.  The  results  of  the  study  include:  (1)  Problems  in  learning  cell material including activeness in discussion is not good and the material needs to be visualized. Augmented  reality includes  three  main  menu,  namely:  materials,  assistance,  and  quizzes. A ugmented reality-based smartphones include: increasing learning motivation, understanding  material and science vocabulary, active discussion, and critical thinking skills. It is expected that Biology lecturers will use augmented reality to make it easier for students to understand the lesson.
Keywords: Augmented  Reality, cell, biology, undergraduate students

## Abstrak
Kemajuan  teknologi  dalam  Biologi  diperlukan  untuk  memvisualisasikan    materi  sel  yang  tidak dapat dilihat dengan panca indera langsung. Tujuan penelitian ini meliputi: (1) Mengidentifikasi problematika  dalam  pembelajaran  materi  sel  bagi  mahasiswa.  (2)  Menjelaskan  media pembelajaran dalam materi sel pada Biologi. (3) Menguraikan manfaat augmented reality dalam pembelajaran  Biologi  bagi  mahasiswa.  Metode  penelitian  menggunakan  metode  kualitatif dengan  pendekatan  grounded  theory.  Teknik  pengumpulan  data  menggunakan  angket, observasi  dan  wawancara.  Hasil  penelitian  antara  lain:  (1)  Problematika  dalam  pembelajaran materi  sel  diantaranya:  keaktifan  dalam  berdiskusi  kurang  baik  dan  materi  perlu divisualisasikan. (2) Media augmented reality mencakup tiga menu utama yaitu: materi, bantuan dan quiz. (3) Manfaat media augmented reality berbasis smartphone antara lain: meningkatkan motivasi  belajar,  pemahaman  materi  serta  kosakata  sains,  keaktifan  dalam  diskusi  dan kemampuan  berpikir  kritis.  Diharapkan  dosen  Biologi  menggunakan  media  pembelajaran augmented reality untuk mempermudah mahasiswa dalam memahami pelajaran.
Kata kunci: Augmented Reality, sel, biologi, mahasiswa

## PENDAHULUAN
Ilmu  Biologi  merupakan  ilmu  yang  membahas  hal-hal  berkaitan  dengan makhluk  hidup  serta  interaksinya  dengan  lingkungan  (Jayawardana  &  Gita,  2020). Biologi sering dikatakan sulit dipelajari karena konsepnya yang abstrak (Palmer, 1999). Diperkuat  oleh  dosen  Biologi  Sekolah  Tinggi  Ilmu  Al- Qur’an  dan  Sains  melalui wawancara pada studi pendahuluan. Berikut hasil wawancara dengan dosen Biologi:
“Biologi  ini  sifatnya  abstrak  khususnya  dalam  materi  sel.  Sifatnya yang  abstrak  dikarenakan  tidak  dapat  dilihat  dengan  panca  indera secara langsung dan hanya bisa dilihat melalui mikroskop”. (Dosen Biologi/02/10/2021).
Padahal  sejatinya  pembelajaran  Ilmu  Biologi  dimulai  dari  fakta  dan  diakhiri dengan  fakta.  Sebagaimana  Einsten  menjelaskan  “Science  must  withfacts  and  end with facts”  (Juanda,  2015).  The  Encarta World English  Dictionary  menjelaskan  istilah fakta dalam sains dengan lima definisi diantaraya:
a.  Sesuatu yang dapat dibuktikan ada, benar dan telah terjadi.
b.  Kebenaran  aktual  atau  realitas  dari  sesuatu  sebagai  lawan  daripada anggapan.
c.  Suatu informasi seperti statistik maupun pernyataan kebenaran.
d.  Peristiwa  sebenarnya  mencakup  keadaan  dari  suatu  peristiwa  dan  bukan sebuah interpretasi yang signifikan.
e.  Sesuatu berdasarkan bukti yang disajikan (Alabdulkareem, 2013).
Sains  merupakan  proses  pencarian  kebenaran  tanpa  akhir.  Kemajuan  ilmiah merupakan hasil representasi yang baru menggantikan yang lama. Sains dipengaruhi dua  faktor  penting  yaitu  kemajuan  teknologi  dan  guiding  vision.  Hubungan  yang seimbang  antara  keduanya  merupakan  kunci  keberhasilan  pengembangan  ilmu pengetahuan. Kemajuan teknologi menjadikan proses pengembangan berjalan dengan baik  (Woese,  2004).  Carin  &  Sund    menjelaskan  bahwa  Ilmu  Biologi  mengandung unsur  technology  dan  society  (pembelajaran  berbasis  sains  dan  teknologi) (Jayawardana & Gita, 2020).
Hasil kuesioner pada tabel 1.1. yang diberikan kepada 28 mahasiswa semester 2 mata  kuliah  Biologi  di  Sekolah  Tinggi  Ilmu  Al- Qur’an  dan  Sains  Lamongan menunjukkan bahwa 51,7% responden belum  benar-benar memahami materi sel dan belum  mampu  menjelaskan  kembali.Terkait  media  yang  digunakan  selama  ini  72,4% menyatakan  belum  menggunakan  media  interaktif.  Secara  umum  mahasiswa mempunyai  smartphone  namun,  65,5%  responden  menyatakan  smartphone  belum dimanfaatkan  sebagai  media  interaktif.  96,6%  menyatakan  setuju  menggunakan aplikasi augmented reality dalam pembelajaran Biologi.
Tabel 1. Analisis Kebutuhan Mahasiswa terhadap Augmented Reality
No.  Pertanyaan Jawaban Siswa (%) Ya Tidak 1. Apakah anda benar-benar memahami materi sel yang disampaikan dosen Biologi dan bisa menjelaskannya kembali saat ini? 48,3% 51,7% 2. Apakah  dosen  Biologi    menggunakan  media pembelajaran  interaktif di kelas? 27,6% 72,4% 3. Apakah dosen Biologi memanfaatkan smartphone sebagai  media  pembelajaran interaktif selama di dalam kelas? 34,5% 65,5% 4. Apakah  anda  setuju  jika  menggunakan aplikasi augmented reality dalam 96,6% 3,4%
pembelajaran Biologi ? 5. Apakah  anda  memiliki  smartphone  berbasis android? 100% 0
Penjelasan  diatas  menjelaskan  pentingnya  kemajuan  teknologi  dalam  Biologi untuk  menyajikan  pengetahuan  faktual.  Hasil  kuesioner  menunjukkan  kebutuhan mahasiswa  terhadap  aplikasi  augmented  reality.  Augmented  reality  mendapatkan perhatian yang cukup besar secara global dalam beberapa tahun terakhir di berbagai bidang  (Zhao  et  al.,  2016).  Augmented  reality  membantu  memvisualisasikan  materi- materi  yang  tidak  dapat  dilihat  dengan  panca  indera  sehingga  membantu  mereka memahami materi melalui proses pembelajaran konstruktivisme.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka rumusan masalah penelitian ini sebagai  berikut:  (1)  Problematika  dalam  proses  pembelajaran  materi  sel  bagi Mahasiswa  (2) Media pembelajaran augmented reality dalam materi sel pada Biologi bagi  mahasiswa.  (3)  Manfaat  augmented  reality  dalam  pembelajaran  Biologi  bagi mahasiswa.  Manfaat  teoritisnya  adalah  untuk  memberikan  kontribusi  ilmiah  dalam dunia pendidikan khususnya yang berkaitan dengan augmented reality dalam  Biologi. Sedangkan  manfaat  praktisnya  bagi  dosen  mata  kuliah  Biologi  untuk  mempermudah dalam  menjelaskan  materi  sel.  Sedangkan  manfaat  praktisnya  bagi  mahawasiswa adalah mempermudah dalam memahami pelajaran.

## METODE
Bagian  ini  disajikan  jika  artikel  merupakan  hasil  penelitian  (hasil  kajian  tidak  perlu menyajikan bagian ini). Bagian ini disajikan maksimal 200  kata . Bagian ini dipaparkan pendekatan  dan/atau  metode  penelitian,  data  dan  sumber  data,  teknik  dan  alat pengumpulan data, serta teknik analisis data yang digunakan.
Penelitian ini menggunakan metode penelitian kualitatif dengan pendekatan grounded theory.  Dua  pendekatan  populer  dalam  grounded  theory  merupakan  prosedur sistematis  dari  Strauss  dan  Corbin  serta  pendekatan  konstruktivis  dari  Charmaz (Cresswell, 2015). a.  Teknik Pengumpulan Data Pengumpulan  data  menggunakan  observasi,  wawancara  dan  angket. Pengumpulan  data  dalam  penelitian  kualitatif  dilakukan  pada  natural  setting (kondisi  ilmiah),  sumber  data  primer  dan  pengumpulan  data  yang  lebih  banyak dengan participant observation, wawancara mendalam dan dokumentasi. Catherine Marshall,  Gretchen  B.  Rossman  menyatakan  bahwa  “the  fundamental  methods relied  on  by  qualitative  researchers  for  gathering  information  are,  participation  in setting, direct observation and in- depth interviewing” (Sugiyono, 2012).
Observasi  partisipatif  pasif  dilakukan  peneliti  di  kelas  Biologi  semester  2 Sekolah  Tinggi  Ilmu  Al- Qur’an  dan  Sains.  Sedangkan  wawancara  tak  berstruktur dilakukan  dengan  dosen  mata  kuliah  Biologi.  Dokumentasi  kegiatan  belajar mengajar.
b.  Teknik Analisis Data
Miles  dan  Huberman  menyatakan  bahwa  aktifitas  analisis  data  dalam penelitian  kualitatif  dilaksanakan  secara  interaktif  dan  terus  menerus  sampai tuntas.  Aktivitas  dalam  analisis  data  meliputi:  data  reduction,  data  display  dan conclusion  drawing/verification.  Setelah  peneliti  mengumpulkan  data  peneliti melakukan  antisipatory  sebelum  melakukan  reduksi  data.  Anticipatory  data reduction is occurring as the research decides (often without full awareness) which conceptual frame work, which sites,  which research question, wich data collection approaches to choose (Sugiyono, 2012) .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a.  Problematika dalam Proses Pembelajaran Materi Sel bagi Mahasiswa.
Hasil  observasi  di  Sekolah  Tinggi  Ilmu  Al- Qur’an  dan  Sains  menunjukkan bahwa dosen Biologi tidak mempunyai modul pembelajaran demikian juga mahasiswa tidak  mempunyai  buku  teks  rujukan.  Pada  setiap  pertemuan  dalam  mata  kuliah  Ilmu Hayat  kegiatan  intinya  adalah  penjelasan  materi  oleh  masing-masing  kelompok, diskusi kemudian ditambahkan sedikit penjelasan dari dosen. Mahasiswa dari masing- masing  kelompok  menjelaskan  materi  menggunakan  LCD  proyektor  dengan  media power  point.  Media  pembelajaran  selama  ini  masih  kurang  interaktif.  Ketika  setiap kelompok  mempresentasikan  materi,  beberapa  mahasiswa  kurang  memahami  materi yang akan disampaikannya terbukti bahwa mereka menjelaskan materi secara tekstual dengan  membaca  makalah.  Mahasiswa  sendiri  juga  masih  bingung  dan  belum  bisa menjelaskan  bentuk  dari  setiap  organel-organel  sel  secara  jelas.  Karena  sejatinya organel-organel  sel  tersebut  tidak  bisa  dilihat  secara  langsung  dengan  panca  indera manusia dan hanya bisa dilihat melalui mikroskop. Maka dari itu, perlu adanya proses visualisasi  dalam  materi  sel.  Disisi  lain,  audiens  juga  masih  kurang  aktif  dalam bertanya serta berdiskusi.
Dosen menyatakan bahwa belum mampu mengembangkan media pembelajaran  yang  mampu  memvisualisasikan  materi  sel.  Hal  tersebut,  disebabkan oleh beberapa kendala waktu karena dosen sendiri terbebani oleh tugas administrasi. Sekolah  belum  mampu  memfasilitasi  pengembangan  media  pembelajaran  yang interaktif.  Padahal,  setiap  mahasiswa  mempunyai  smartphone  berbasis  android  yang dapat  digunakan  untuk  mendukung  proses  pembelajaran.  Kurangnya  media pembelajaran  yang  menarik  dan  interaktif  menyebabkan  siswa  menjadi  kurang antusias dalam mempelajari sains secara aktif dan mandiri. Padahal menurut Carin & Sund,  proses  pembelajaran  dalam  Ilmu  Hayat  seharusnya  mengandung  unsur technology  dan  society  (pembelajaran  berbasis  sains  dan  teknolgi  untuk menyelesaikan masalah dalam kehidupan sehari-hari) (Jayawardana & Gita, 2020: 60).
Pengembangan media augmented reality dalam materi sel mata kuliah Biologi dibutuhkan karena beberapa hal berikut: (1) Pemahaman mahasiswa terhadap Biologi kurang  baik  (2)  Media  pembelajaran  kurang  interaktif  (3)  Materi  pembelajaran  perlu divisualisasikan  4)  Keaktifan  mahasiswa  dalam  berdiskusi  kurang  baik  5)  Fasilitas pengembangan  media  pembelajaran  di  sekolah  belum  ada  6)  Pemanfaatan smartphone atau android masih kurang maksimal.
b.  Media Pembelajaran Augmented Reality dalam Materi Sel pada Biologi
Berdasarkan  masalah  di  atas  maka  dikembangkan  media augmented  reality dalam materi sel pada mata kuliah Biologi di Sekolah Tinggi Ilmu Al- Qur’an dan Sains. Pada  home  terdapat  tiga  menu  utama  yaitu:  materi,  bantuan  dan  quiz.  Pada  menu materi  terdapat  kamera  AR  yang  menghubungkan  objek  3D.  Materi  sel  mencakup objek 3D sel eukariot dan sel prokariot beserta organel selnya. Organel sel dalam sel eukariot  mencakup:  nukleus  (inti  sel),  retikulum  endoplasma,  sitoplasma,  ribosom, mitokondria dan badan golgi. Menu bantuan mencakup penjelasan pemakaian aplikasi AR. Menu quiz berisi soal-soal terkait sel eukariot, sel prokariot dan organelnya. Menu home  dalam augmented  reality dapat  dilihat  dalam  Gambar  1.  Materi  sel  prokariot dapat dilihat dalam Gambar 2.
Gambar 1. Menu Home Augmented Reality
Gambar 2. Materi Sel Prakariot
c.  Manfaat Augmented Reality dalam Pembelajaran Biologi Bagi Mahasiswa Diagram  lingkaran  pada  gambar  3  merupakan  hasil  kuesioner  mahasiswa semester  2  Sekolah  Tinggi  Ilmu  Al- Qur’an  dan  Sains  terkait  ketertarikan  mahasiswa terhadap augmented reality berbasis smartphone. Motivasi mereka mempelajari materi sel  karena  adanya  ketertarikan  terhadap  augmented  reality.  Beberapa  penelitian menyatakan  bahwa  penggunaan  augmented  reality  mampu  meningkatkan  motivasi mahasiswa melalui visualisasi materi sehingga pemahaman menjadi baik (Kaur et al., 2020).

## Gambar 3. Ketertarikan Mahasiswa Terhadap Augmented Reality

## SIMPULAN
Augmented  reality  menjadi  faktor  penting  dalam  proses  pembelajaran  karena dapat meningkatkan pemahaman terkait materi yang diajarkan (Low et al., 2022). Hasil observasi  menunjukkan  peningkatan  keaktifan  mahasiswa  di  dalam  kelas  setelah
menggunakan  augmented  reality  berbasis  smartphone  dengan  indikasi  mahasiswa lebih  semangat  dalam kegiatan  diskusi.  Ketika  pemahaman  materi meningkat melalui augmented  reality  maka  membentuk  lingkungan  belajar  yang  aktif  dalam  kegiatan diskusi.
Pegembangan  augmented  reality  berbasis  smartphone  terbukti  efektif  untuk meningkatkan kualitas pembelajaran. Hasil penelitian Ahmad Syawaluddin, Gunarhadi dan  Rintayati  menunjukkan  bahwa  pengembangan  multimedia  interaktif  berbasis augmented  reality  mampu  meningkatkan  kemampuan  berpikir  kritis  pada  mahasiswa Pendidikan Guru Sekolah Dasar (PGSD) dalam pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (Syawaludin, n.d.). Don D. McMahon, David F. Cihak, Rachel E. Wright & Sherry Mee Bell juga mengembangan augmented reality berbasis smartphone untuk mengajarkan kosakata  sains  yang  mampu  memberikan  dampak  positif  terhadap  pemahaman mahasiswa tentang istilah kosakata sains dengan melalui penggabungan antara dunia nyata dan dunia virtual (McMahon et al., 2016).
Manfaat  media  augmented  reality  berbasis  smartphone  antara  lain: meningkatkan  motivasi  belajar,  pemahaman  materi  serta  kosakata  sains,  keaktifan dalam diskusi dan kemampuan berpikir kritis.
Problematika  dalam  pembelajaran  materi  sel  diantaranya:  keaktifan  dalam berdiskusi  kurang  baik  dan  materi  perlu  divisualisasikan.  Media  augmented  reality mencakup  tiga  menu  utama  yaitu:  materi,  bantuan  dan  quiz.  Manfaat  media augmented  reality  berbasis  smartphone  antara  lain:  meningkatkan  motivasi  belajar, pemahaman  materi  serta  kosakata  sains,  keaktifan  dalam  diskusi  dan  kemampuan berpikir kritis.
Penelitian  ini  belum  menyajikan  proses  pengembangan  media  augmented reality  dalam  Biologi.  Maka,  penelitian  selanjutnya  dapat  meneliti  terkait  proses pengembangan AR dalam mata pelajaran lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdulkareem,  S.  A.  (2013).  Science,  Fact,  and  Absolute  Truth:  Critical  Views  of Learning. Procedia  -  Social  and  Behavioral  Sciences , 93 ,  2100 –2108. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.10.173
Alkhattabi,  M.  (2017).  Augmented  reality  as  e- learning  tool  in  primary  schools’ education:  Barriers  to  teachers’  adoption. International  Journal  of  Emerging Technologies in Learning , 12 (2), 91 –100. https://doi.org/10.3991/ijet. v12i02.6158 Campbell  Nell,  A.,  Reece  B.  Jane.  (2008). Biologi:  Edisi  Kedelapan  Jilid  1. Jakarta: Erlangga.
Creswell, J. W. (2015). Qualitative Inquiry & Research Design: Choosing Among Five Approaches. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Jayawardana,  H.  B.  A.,  &  Gita,  R.  S.  D.  (2020).  Inovasi  pembelajaran  biologi  di  era revolusi industri 4.0. Prosiding Seminar Nasional Biologi , 6 (1), 58 –66.
Juanda,  A.  (2015).  Profesionalisme  mahasiswa  biologi  mengintegrasikan  pelajaran biologi  dengan  agama  islam. Scientiae  Educatia:  Jurnal  Pendidikan  Sains , 4 (1),
83 –92.
Kaur, D. P., Mantri, A., & Horan, B. (2020). Enhancing Student Motivation with use of Augmented  Reality  for  Interactive  Learning  in  Engineering  Education. Procedia Computer Science , 172 , 881 –885. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.05.127
Low,  D.  Y.  S.,  Poh,  P. E.,  &  Tang,  S.  Y. (2022).  Assessing  the  impact of  augmented reality  application  on  students’  learning  motivation  in  chemical  engineering.
Education for Chemical Engineers , 39 , 31 –43.
McMahon, D. D., Cihak, D. F., Wright, R. E., & Bell, S. M. (2016). Augmented reality for teaching science vocabulary to postsecondary education students with intellectual disabilities  and  autism. Journal  of  Research  on  Technology  in  Education , 48 (1). https://doi.org/10.1080/15391523.2015.1103149
Palmer,  D.  H.  (1999).  Exploring  the link between students’ scientific and nonscientific conceptions. Science Education , 83 (6), 639 –653.
Purnomo,  F.  A.,  Ayuningrat,  S.  J.,  Lukitasari,  Y.,  &  Kusuma,  A.  N.  (n.d.).  Evaluasi Media  Pembelajaran  Interaktif  Pengenalan  Tata  Surya  dengan  Teknologi Augmented Reality dan Virtual Reality. Teknodika , 18 (1), 1 –15.
Sirakaya,  M.,  &  Cakmak,  E.  K.  (2018).  The  effect  of  augmented  reality  use  on achievement, misconception and course engagement. Contemporary Educational Technology , 9 (3), 297 –314. https://doi.org/10.30935/cet.444119 Sugiyono.  (2012).  Metode  Penelitian  Kuantitatif  ,  Kualitatif  dan  RnD.  Bandung: Alfabeta.
Syawaludin,  A.  (n.d.).  Gunarhadi,  \&  Rintayati,  P.(2019).  Development  of  augmented reality-based  interactive  multimedia  to  improve  critical  thinking  skills  in  science learning. International Journal of Instruction , 12 (4), 331 –344.
Woese,  C.  R.  (2004).  A  New  Biology  for  a  New  Century. Microbiology  and  Molecular Biology  Reviews , 68 (2),  173 –186.  https://doi.org/10.1128/MMBR.68.2.173- 186.2004
Zhao,  M.  Y.,  Ong,  S.  K.,  &  Nee,  A.  Y.  C.  (2016).  An  Augmented  Reality-Assisted Therapeutic  Healthcare  Exercise  System  Based  on  Bare-Hand  Interaction. International  Journal  of  Human –Computer  Interaction , 32 (9),  708 –721. https://doi.org/10.1080/10447318.2016.1191263