## Rancang Bangun Media Pembelajaran Matematika Berbasis Android pada Materi Persamaan Diferensial
Rosyid Ridlo Al Hakim 1) , Glagah Eskacakra Setyowisnu 2) , Agung Pangestu 3)
Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Global Jakarta 1) , Fakultas Biologi, Universitas Jenderal Soedirman 2) , Prodi Matematika,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta 3)
Corresponding author: rosyidridlo@student.jgu.ac.id
Abstrak. Pembelajaran  yang  memanfaatkan  teknologi  informasi  dapat  meningkatkan kompetensi dan cakupan pemahaman ilmu bagi siswa. Matematika merupakan queen of science bagi  perkembangan  ilmu pengetahuan  dan teknologi (IPTEK).  Seiring  dengan perkembangan teknologi, peran ilmu matematika sangat penting sebagai buah kontribusi dari lajunya perkembangan IPTEK yang dewasa ini sudah teradaptasi dengan teknologi terkini.  Kesulitan  utama  siswa  dalam  memahami  materi  pembelajaran  salah  satunya materi persamaan diferensial pada ilmu matematika di kelas dipengaruhi beberapa faktor, sehingga perlu adanya sebuah media pembelajaran khusus yang memanfaatkan fasilitas teknologi  guna  kemudahan  proses  pembelajaran  dan  pemahaman  materi  bagi  siswa, seperti  media  pembelajaran  matematika  materi  persamaan  diferensial  yang  berbasis aplikasi mobile. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membangun  media  pembelajaran matematika pada materi persamaan diferensial, dan media ini berbasis aplikasi Android, sehingga  dapat  digunakan  oleh  para  pengguna  smartphone  Android  dalam  memahami materi  persamaan  diferensial.  Metode  penelitian menggunakan  metode  pengembangan sistem secara waterfall . Hasil berupa implementasi sistem dalam bentuk aplikasi Android media  pembelajaran  materi  persamaan  diferensial.  Aplikasi  media  pembelajaran matematika materi persamaan diferensial ini dapat berjalan dengan baik pada smartphone Android dan setiap pengujian fitur berhasil menghasilkan sesuai harapan.
Kata  kunci: Android,  Matematika, Media  Pembelajaran,  Pendidikan, Persamaan Diferensial
Abstract. Learning that utilizes information technology can increase the competence and scope of knowledge for students. Mathematics is the queen of science for the development of science and technology (IPTEK). Along with the development of technology, the role of  mathematics  is  very important  as  a  result  of  the  rapid  development  of  science  and technology which has now been adapted to the latest technology. The main difficulty of students  in  understanding  learning  material,  one  of  which  is  the  material  differential equations in mathematics in class utilizing several factors, so there is a need for a special learning  media  that  utilizes  technology  for  the  learning  process  and  understanding material for students, such as mathematics learning media, application-based differential equation  material  mobile.  This  study  aims  to  build  mathematics  learning  media  on differential equation material, and this media is based on Android applications, so that it
can be used by Android smartphone users in understanding the material on differential equations. The research method uses the waterfall system development method. The result is a system implementation in the form of an Android application as a learning media for differential equations. This differential equation math learning media application can run well  on  Android  smartphones  and  each  feature  test  succeeds  in  producing  what  is expected.
Keywords: Android, Mathematics, Learning Media, Education, Differential Equations

## PENDAHULUAN
Metode  pembelajaran  dengan  implementasi  teknologi  informasi  dapat  mengasah kompetensi  dan  cakupan  pemahaman  ilmu  bagi  siswa.  Matematika  sebagai queen  of science untuk  perkembangan  IPTEK.  Perkembangan  Teknologi  yang  sangat  pesat, matematika berkontribusi sangat banyak dalam perkembangan IPTEK, sehingga hal ini memerlukan  peningkatan  inovasi  di  bidang  pendidikan  dan  pembelajaran  matematika (Heflin et al.,  2017;  Mulyani,  2018; Sung et al., 2016;  Widjajanti et al., 2018).  Siswa maupun guru mulai terbiasa dengan metode pembelajaran yang memanfaatkan teknologi terkini (McCulloch et al., 2018; Sulistyaningrum & Al Hakim, 2020; Volk et al., 2017).
Menurut Dwiranata et al. (2019) kesulitan utama siswa dalam memahami materi pembelajaran  di  kelas  secara  konvensional  antara  lain  seperti  pengulangan  penjelasan materi yang diberikan oleh guru di dalam kelas, kendala di mana ketika siswa tidak siap dalam  menerima  materi  pembelajaran,  dan  pemakaian  media  pembelajaran  yang terkendala ketika proses belajar-mengajar berlangsung. Dalam mengatasi persoalan inilah media  pembelajaran  perlu  mengimplementasikan  teknologi  guna  kemudahan  proses pembelajaran dan pengayaan materi (Heflin et al., 2017; Sulistyaningrum & Al Hakim, 2020).  Teknologi  terkini  yang  dapat  dijadikan  sebagai  pengembangan  sarana  media pembelajaran  berupa  aplikasi  atau  program  yang  diperuntukkan  untuk smartphone dengan sistem operasi Android (Al Hakim, 2020; Al Hakim et al., 2020; Dwiranata et al., 2019; Mulyani, 2018).
Beberapa  hasil  penelitian  yang  pernah  dilaporkan  terkait  dengan  pemanfaatan teknologi  untuk  media  pembelajaran  antara  lain  media  pembelajaran  matematika interaktif berbasis Android pada materi dimensi tiga (Dwiranata et al., 2019). Aplikasi yang berbasis Android juga pernah dilaporkan oleh Mulyani (2018) untuk pembelajaran
materi bangun ruang. Media pembelajaran untuk penyediaan latihan soal-soal matematika yang dapat diakses melalui ponsel juga berhasil dirancang oleh Widjajanti et al. (2018).
Bahkan,  penelitian  Papadakis  et  al.  (2018)  berhasil  melaporkan  beberapa  penelitian- penelitian  terkait  aplikasi-aplikasi  edukasi  yang  ada  pada  ponsel  Android  yang diperuntukkan untuk anak-anak yang akan mulai menginjakkan kaki di bangku sekolah. Selain aplikasi yang berbasis mobile smartphone, penelitian Mariko (2019) merancang aplikasi berbasis website untuk penyelesaian fungsi integral pada perkuliahan kalkulus.
Persamaan diferensial berupa salah satu persamaan matematika yang mengandung turunan suatu fungsi yang belum dapat diidentifikasi,  sebagai fungsi dan  hendak ditemukan  penyelesaiannya  berdasarkan  persamaan  tersebut.  Persamaan  diferensial sering  digunakan  dalam  aplikasi  sehari-hari  seperti  perhitungan  laju  pertumbuhan populasi suatu jenis makhluk hidup, percepatan gerak suatu benda (Ningsih & Jayanti, 2016),  bahkan  sering  digunakan  sebagai  aplikasi  materi  prasyarat  pada  kalkulus diferensial dan integral di perkuliahan (Murtafiah, 2017). Persamaan diferensial bersifat abstrak  pada  konsepnya,  disisi  lain  pemahaman  untuk  menyelesaikan  permasalahan persamaan diferensial bukanlah hal yang mudah. Dalam membantu pemahaman ketika menyelesaikan  persoalan  persamaan  diferensial  ada  kalanya  memperhatikan  media pembelajaran yang mendukung (Ningsih & Jayanti, 2016). Kami berusaha membangun media  pembelajaran  matematika  yang  dengan  harapan  dapat membantu  proses  belajar dan pengayaan materi pada materi persamaan diferensial, dan media ini berbasis aplikasi Android,  sehingga  dapat  digunakan  oleh  para  pengguna smartphone Android  dalam memahami materi persamaan diferensial.

## METODE PENELITIAN
Perancangan Aplikasi Secara Waterfall Method
Metode  perancangan  aplikasi  dalam  penelitian  ini  dengan  metode waterfall . Menurut Al Hakim (2020); Al Hakim et al. (2020); Hidayanti et al. (2020) metode ini seperti layaknya air terjun, dalam proses pengembangan sistem perangkat lunak secara berurut,  dari  atas  hingga  mengalir  ke  bawah  dengan tahapan-tahapan  yang  terdiri atas perencanaan,  pemodelan,  implementasi,  dan  pengujian.  Metode waterfall ini
menggunakan  analisis  kebutuhan  dalam  desain  UML  ( unified  modeling  language ) sehingga mudah diimplementasi ke dalam sistem.
Gambar 1. Alur tahapan dalam metode waterfall Al Hakim et al., 2020).
Secara lebih rinci tahapan dari metode waterfall antara lain (Al Hakim et al., 2020):
1. Analysis (analisis kebutuhan sistem); melakukan observasi permasalahan pada sistem yang  berjalan,  kebutuhan  yang  diperlukan  sistem,  dan  jawaban  dari  permasalahan yang ada di sistem. Tahap ini, penulis mendapatkan informasi mengenai alur sistem berjalan  dan  hal-hal  lainnya  yang  diperlukan  untuk  membangun  sistem  lebih  baik. Penulis menghimpun berbagai informasi dari studi literatur jurnal-jurnal seperti Nature ( www.nature.com ),  Science  Direct  ( www.sciencedirect.com ),  dan  portal  Google Scholar ( www.scholar.google.com ).
2. Design (desain  sistem);  penulis  mendesain  sistem  dalam  bentuk  UML  untuk memodelkan aplikasi media pembelajaran ini sehingga lebih mudah diimplementasi ke sistem.
3. Coding (implementasi  program  dalam source  code );  penulis  mengimplementasikan sistem dengan menulis kode program ( coding ) dalam perangkat lunak Android Studio
4.0.
4. Testing (pengujian dan pemeliharaan); setelah sistem berhasil dibuat dengan coding pada Android Studio 4.0,  selanjutnya perlu dilakukan pengujian ( black-box testing )
dan pemeliharaan guna memastikan aplikasi media pembelajaran ini berjalan dengan baik dan tidak ditemukan adanya bug.

## Analisis Kebutuhan Sistem
Masalah  yang  ditemukan  berupa  belum  banyak  tersedia  media  pembelajaran matematika  yang  berbasis  aplikasi  Android.  Disisi  lain,  salah  satu  topik  dalam matematika  yang  cukup  menguras  pemahaman  mendalam  untuk  dapat  memahami materinya berupa materi persamaan diferensial (Ningsih & Jayanti, 2016). Berdasarkan
analisis  inilah  penulis  merancang  sistem  ini  yang  diperuntukkan  untuk smartphone bersistem  operasi  minimum  Android  OS  versi  4.4  Kitkat  atau  lebih  tinggi,  sehingga harapannya berbagai persoalan tersebut dapat diatasi dengan sistem ini.

## UML Sistem Berjalan
UML ( unified modeling language ) sistem berjalan pada aplikasi ini terdiri atas use case diagram (Gambar 2) dan activity diagram (Gambar 3) .
Gambar 2. Use case diagram sistem berjalan
Gambar 3. Activity diagram sistem berjalan

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Implementasi Sistem
Aplikasi media pembelajaran matematika materi persamaan diferensial terdiri atas beberapa tampilan antar muka pengguna ( graphical user interface; GUI ), halaman awal berisi beranda terkait informasi aplikasi  media pembelajaran ini, dijelaskan Gambar 4.

## Gambar 4. Halaman awal berupa beranda aplikasi
Gambar 4 menyediakan ilustrasi gambar terkait persamaan diferensial dan tombol untuk membuka materi persamaan diferensial yang ada pada sistem. Jika tombol “ Buka materi persamaan diferensial ” di pilih, maka sistem akan membawa halaman ke daftar materi yang tersedia, cuplikan dapat disimak pada Gambar 5.
Gambar 5. Halaman daftar isi materi persamaan diferensial yang ada pada sistem
Gambar  5  menjelaskan  bahwa  pada  sistem  aplikasi  media  pembelajaran matematika materi persamaan diferensial menyediakan berbagai materi terkait persamaan diferensial, materi-materi tersebut antara lain: (1) pendahuluan; (2) persamaan diferensial variabel  terpisah;  (3)  reduksi  ke  bentuk  persamaan  diferensial  variabel  terpisah;  (4) persamaan diferensial homogen; (5) persamaan diferensial tak homogen; (6) persamaan diferensial eksak; (7) reduksi ke bentuk persamaan diferensial eksak (faktor integrasi); (8)  persamaan  diferensial  linier  orde  satu;  dan  (9)  persamaan  diferensial  Bernoulli.
Contoh  pada  Gambar  6  berisi  halaman  sistem  yang  berisi  pendahuluan  pada  materi persamaan diferensial.
Gambar 6. Halaman materi pendahuluan
Pengujian Sistem
Sistem  yang  berjalan  dilakukan  pengujian  secara black-box  testing untuk memastikan tidak adanya kesalahan fitur yang ada pada sistem (Al Hakim et al., 2020).
Secara lebih rinci hasil pengujian yang dilakukan dijelaskan dalam Tabel 1.
No. Fitur Diujikan Rencana Uji Hasil yang Diharapkan Hasil Uji 1 Halaman awal (beranda aplikasi) Menampilkan ilustrasi persamaan  diferensial  dan tombol “Buka materi persamaan diferensial” Berhasil menampilkan ilustrasi persamaan diferensial dan  menampilkan  tombol “Buka materi persamaan diferensial” Sesuai harapan 2 Halaman daftar materi persamaan diferensial Menampilkan daftar materi persamaan diferensial Berhasil  menampilkan  daftar materi persamaan diferensial Sesuai harapan 3 Halaman pendahuluan  Menampilkan materi pendahuluan Berhasil  menampilkan materi pendahuluan Sesuai harapan 4 Halaman  persamaan diferensial variabel terpisah Menampilkan materi persamaan diferensial variabel terpisah Berhasil  menampilkan  materi persamaan diferensial variabel terpisah Sesuai harapan 5 Halaman  reduksi  ke bentuk persamaan diferensial variabel terpisah Menampilkan materi reduksi ke bentuk persamaan diferensial variabel terpisah Berhasil  menampilkan  materi reduksi  ke  bentuk  persamaan diferensial variabel terpisah Sesuai harapan 6 Halaman  persamaan diferensial homogen Menampilkan materi persamaan diferensial homogen Berhasil  menampilkan  materi persamaan diferensial homogen Sesuai harapan 7 Halaman  persamaan diferensial tak homogen Menampilkan materi persamaan  diferensial  tak homogen Berhasil  menampilkan  materi persamaan  diferensial  tak homogen Sesuai harapan 8 Halaman  persamaan diferensial eksak Menampilkan materi persamaan diferensial eksak Berhasil  menampilkan  materi persamaan diferensial eksak Sesuai harapan 9 Halaman  reduksi  ke bentuk persamaan diferensial eksak (faktor integrasi) Menampilkan materi reduksi ke bentuk persamaan diferensial eksak (faktor integrasi) Berhasil  menampilkan  materi reduksi  ke  bentuk  persamaan diferensial eksak (faktor integrasi) Sesuai harapan 10 Halaman  persamaan diferensial  linier  orde satu Menampilkan materi persamaan diferensial linier orde satu Berhasil  menampilkan  materi persamaan  diferensial  linier orde satu Sesuai harapan 11 Halaman  persamaan diferensial Bernoulli Menampilkan materi persamaan diferensial Bernoulli Berhasil  menampilkan  materi persamaan diferensial Bernoulli Sesuai harapan

## Sumber: Data diolah (2020)
Tabel 1. Pengujian black-box testing pada sistem berjalan

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan penelitian ini maka dapat disimpulkan bahwa media pembelajaran matematika untuk persamaan diferensial ini dibangun pada aplikasi berbasis Android dan pengujian seluruh fitur aplikasi ini sesuai harapan.

## DAFTAR PUSTAKA
Al  Hakim,  R.  R.  (2020).  Pencegahan  Penularan  Covid-19  Berbasis  Aplikasi  Android Sebagai Implementasi Kegiatan KKN Tematik Covid-19 di Sokanegara Purwokerto Banyumas. Community Engagement  and Emergence Journal (CEEJ) , 2 (1), 7–13. https://doi.org/10.37385/ceej.v2i1.125
Al Hakim, R. R., Rusdi, E., & Setiawan, M. A. (2020). Android Based Expert System Application for Diagnose COVID-19 Disease : Cases Study of Banyumas Regency. Journal  of  Intelligent  Computing  &  Health  Informatics , 1 (2),  1–13. https://doi.org/10.26714/jichi.v1i2.5958
Dwiranata,  D.,  Pramita,  D.,  &  Syaharuddin,  S.  (2019).  Pengembangan  Media Pembelajaran  Matematika  Interaktif Berbasis  Android Pada Materi Dimensi  Tiga Kelas X SMA. Jurnal Varian , 3 (1), 1–5. https://doi.org/10.30812/varian.v3i1.487
Heflin, H., Shewmaker, J., & Nguyen, J. (2017). Impact of mobile technology on student attitudes,  engagement,  and  learning. Computers  and  Education , 107 ,  91–99. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.01.006
Hidayanti,  N.,  Widyawati,  W.,  Fatullah,  R.,  &  Budiono,  B.  (2020).  Rancang  bangun aplikasi  monitoring  kegiatan  kuliah  kerja  mahasiswa  berbasis  Android  di Universitas Banten Jaya. Teknika: Jurnal Sains Dan Teknologi , 16 (02), 267–278.
Mariko, S. (2019). Aplikasi website berbasis HTML dan JavaScript untuk menyelesaikan fungsi  integral  pada  mata  kuliah  kalkulus. Jurnal  Inovasi  Teknologi  Pendidikan , 6 (1), 80–91. https://doi.org/10.21831/jitp.v6i1.22280
McCulloch, A. W., Hollebrands, K., Lee, H., Harrison, T., & Mutlu, A. (2018). Factors that  influence  secondary  mathematics  teachers’  integration  of  technology  in mathematics lessons. Computers and Education , 123 , 26–40. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.04.008
Mulyani, E. W. S. (2018). Dampak Pemanfaatan Aplikasi Android dalam Pembelajaran Bangun  Ruang. Kwangsan:  Jurnal  Teknologi  Pendidikan , 6 (2),  122–136. https://doi.org/10.31800/jtp.kw.v6n2.p122--136
Murtafiah,  W.  (2017).  Profil  Kemampuan  Berpikir  Kreatif  Mahasiswa  dalam Mengajukan  Masalah  Persamaan  Diferensial. JIPM  (Jurnal  Ilmiah  Pendidikan Matematika) , 5 (2), 73. https://doi.org/10.25273/jipm.v5i2.1170
Ningsih, Y. L., & Jayanti. (2016). Hasil Belajar Mahasiswa Melalui Penerapan Model Blended Learning Pada Mata Kuliah Persamaan Diferensial. In Jurnal Pendidikan Matematika JPM RAFA (Vol. 2, Issue 1). http://jurnal.radenfatah.ac.id/index.php/jpmrafa/article/view/1237 Papadakis,  S.,  Kalogiannakis,  M.,  &  Zaranis,  N.  (2018).  Educational  apps  from  the Android Google Play for Greek preschoolers: A systematic review. Computers and Education , 116 , 139–160. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.09.007
Sulistyaningrum,  D.,  &  Al  Hakim,  R.  R.  (2020).  Pendampingan  Pembelajaran  Siswa Melalui  Teknologi  Informasi  Selama  Pandemi  Covid-19 :  Studi  Kasus  KKN Tematik Covid-19. ANDASIH Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat , 1 (02), 1–7.
Sung, Y. T., Chang, K. E., & Liu, T. C. (2016). The effects of integrating mobile devices with teaching and learning on students’ learning performance: A meta-analysis and research synthesis. Computers and Education , 94 , 252–275.
https://doi.org/10.1016/j.compedu.2015.11.008
Volk, M., Cotič, M., Zajc, M., & Istenic Starcic, A. (2017). Tablet-based cross-curricular maths vs. traditional maths classroom practice for higher-order learning outcomes. Computers and Education , 114 , 1–23. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.06.004
Widjajanti, K., Mustafa, L. D., & Kusumawardani, M. (2018). BANTUAN BELAJAR
MATEMATIKA  MENGGUNAKAN  MEDIA  HANDPHONE. Jurnal  Ilmiah Edukasi & Sosial , 7 (2), 155–159. http://jiesjournal.com/index.php/jies/article/view/71