## PERANCANGAN BUKU ELEKTRONIK  PADA PELAJARAN MATEMATIKA BANGUN RUANG SEKOLAH DASAR BERBASIS AUGMENTED REALITY
Qadhli Jafar Adrian
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Program Studi Sistem Informasi Universitas Teknokrat Indonesia Email: qadhliadrian@teknokrat.ac.id
Agus Ambarwari
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Program Studi Informatika
Universitas Teknokrat Indonesia
Email: ambarwariagus@teknokrat.ac.id
Muharman Lubis Fakultas Rekayasa Industri, Program Studi Sistem Informasi Universitas Telkom Email: muharmanlubis@telkomuniversity.ac.id

## ABSTRAK
Augmented  Reality  (AR)  Book dapat  digunakan  sebagai  langkah  dalam  meningkatkan  pembelajaran  dan pengajaran  di  sekolah  dasar.  Hal  ini  disebabkan AR dapat  memberikan  siswa  kemampuan  untuk  belajar  yang interaktif  di  berbagai  tempat  serta  waktu  yang  mereka  inginkan.  Penelitian  ini  bertujuan  mengembangkan MathARbook  atau Mathematics  AR  Book ,  yaitu  suatu prototype buku  Matematika  tingkat  Sekolah  Dasar  yang kontennya ditampilkan dalam AR . Konten materi pada buku Matematika ini antara lain bangun datar dan bangun ruang.  Selanjutnya,  pengembangan  aplikasi  memanfaatkan  teknologi  AR  yang  menggabungkan  elemen-elemen multimedia seperti teks, gambar, video, animasi, dan suara. Metode yang digunakan dalam pengembangan aplikasi adalah prototyping, sehinga  diharapkan  aplikasi  ini  sesuai  dengan  kebutuhan  pengguna.  Pengujian  aplikasi dilakukan menggunakan ISO 9126-functionality terhadap guru  matematika yang mengajar di salah  satu sekolah dasar di Bandar Lampung.  Hasil pengujian diperoleh 100%  guru  menerima aplikasi  yang telah dikembangkan, sehingga  dapat  dikatakan  aplikasi  layak  untuk  digunakan  dan  dapat  digunakan  sebagai  alteratif  bahan  ajar matematika di sekolah dasar.
Kata kunci: AR ; prototyping; matematika; sekolah dasar; bangun ruang.

## ABSTRACT
Augmented  Reality  (AR)  Book  can  be  used  as  a  step  in  improving  learning  and  teaching  in  elementary schools. This is because AR can give students the ability to learn interactively in any place and time they want. This study aims to develop MathARbook or Mathematics AR Book, which is a prototype of elementary school level mathematics books whose content is displayed in AR. The content of the material in this Mathematics book includes geometry and two dimensional shapes. Furthermore, application development utilizes AR technology that combines multimedia  elements  such  as  text,  images,  video,  animation,  and  sound.  The  method  used  in  application development is prototyping, so this application is expected to be in accordance with user requirements. Application testing is carried out using ISO 9126-functionality on mathematics teachers who teach in one elementary school in Bandar Lampung. The test results obtained 100% of teachers accept applications that have been developed, so it can be said the application is feasible to use and can be used as an alternative teaching material in elementary school mathematics.
Keywords: AR ; prototyping; mathematics; elementary school ; geometry.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia menempati posisi 62 dari 70 negara dalam hal ilmu pengetahuan, membaca, dan matematika [1]. Hal ini  merupakan  tantangan bagi dunia akademis berkaitan  dengan pengembangan  dan  pembuatan bahan ajar yang dapat memudahkan seseorang memahami ilmu pengetahuan. Sekolah dasar merupakan pondasi utama bagi siswa untuk membangun keilmuannya, sehingga mengajarkan ilmu hingga siswa paham dan mengerti itu penting. Semakin  berkembangnya  teknologi  saat  ini  juga  memberikan  pengaruh  terhadap  pendidikan  di  sekolah  dasar. Kemudahan dalam mengakses teknologi, menjadikan proses belajar mengajar mulai menyesuaikan diri dalam hal
pemanfaatan  teknologi. Bahkan saat ini penggunaan alat-alat instruksi  dalam bentuk digital  mulai digunakan di dunia Pendidikan [2].
Teknologi  yang  sudah  dikenal  dan  mulai  mengubah  dunia  pendidikan  saat  ini  adalah Augmented  Reality (AR) . Kemampuan dalam menggabungkan multimedia ke dalam dunia nyata menggunakan perangkat elektronik telah  berhasil  memberikan  informasi  bagi  siswa  kapanpun  dan  dimanapun.  Sehingga,  hal  ini  memiliki  potensi untuk memberikan materi pelajaran kepada siswa dengan cara yang berbeda [3]. AR juga merupakan salah satu teknologi yang memiliki potensi pedagogis yang besar dan telah diakui oleh para peneliti di dunia pendidikan [4] Dalam  pembelajaran  kelas  tradisional,  terdapat  pilihan  sumber  daya  yang  tersedia.  Sehingga  sistem pembelajaran yang digunakan untuk mengajar siswa agar aktif di dalam kelas juga terbatas. AR technology dapat dimanfaatkan  menggunakan  banyak  media,  termasuk  diantaranya desktop,  mobile  devices dan smartphones . Teknologi  ini  sendiri portable dan  dapat  digunakan  di  berbagai  keadaaan.  AR  dapat  digunakan  untuk meningkatkan  instruksi  dan  konten  dalam  kelas  tradisional,  instruksi  tambahan  di  kelas  khusus,  menambahkan konten dunia luar kelas, dan dapat dikombinasikan dengan teknologi lain untuk memperkaya aplikasi [5]. Menurut siswa,  metode  pembelajaran  menggunakan  AR  lebih  menstimulasi  dan  menarik  daripada  menggunakan slide persentasi.  Hal  ini  dikarenakan  siswa  lebih  memilih  audio,  video  dan  perasaan  ketika  menggunakan  objek  3 dimensi yang dialihkan di dunia nyata [6].
Penelitian terkait penggunaan AR pada dunia pendidikan telah banyak dilakukan. Beberapa diantaranya pada mata pelajaran biologi dengan bahasan pengenalan sel [7]. Pada aplikasi ini materi pembelajaran dibuat dengan menggabungkan  gambar  dan  teks  tanpa  ada  animasi  tiga  dimensi  dari  objek  selnya.  Penelitian  lain  yang menerapkan AR yaitu pada bahasan tata surya yang telah dilengkap dengan animasi tiga dimensi pada perputaran tata surya [8].
Berdasarkan  literature  review  yang  pernah  dilakukan,  para  desainer  AR  dalam  dunia  pendidikan  harus menentukan produk yang tepat agar proses pembelajaran berlangsung dengan baik. Para perancang teknologi AR harus memahami bagaimana menciptakan pengalaman yang berintegrasi dengan pedagogi kelas. Seperti contohnya , menciptakan teknologi yang dapat diintegrasikan dengan kurikulum yang ada. Perancangan aplikasi pintar yang dapat berintegrasi dengan konten yangs sudah ada seperti buku.[9]
Berdasarakan  hal  tersebut, Pada penelitian  ini,  AR diterapkan pada  mata pelajaran  matematika  di  sekolah dasar  dengan  materi  bangun  datar  dan  bangun  ruang.  Pemilihan  materi  ini  didasarkan  atas  kesulitan  guru menggunakan  media  yang tepat  untuk  mengajarkan  materi tersebut. Hal ini disebabkan,  siswa sulit  memahami bentuk  beserta  istilah-istilah  yang  terdapat  dalam  bangun  ruang.  Sehingga,  solusi  guru  saat  ini  adalah  dengan membuat bangun ruang dari kertas karton agar siswa mudah memahami materi tersebut. Sebelumnya, penelitian AR  juga  pernah  dilakukan  pada  mata  pelajaran  matematika  dengan  bahasan  pengenalan  rumus  bangun  ruang. Fitur-fitur tersebut dihadirkan menggunakan kamera handphone [10].
Perbedaan  dengan  penelitian  sebelumnya,  yaitu  dengan  ditambahkannya  bentuk  jaring-jaring  dan  rusuk bangun ruang dalam bentuk animasi. Karena aplikasi AR menggunakan marker, maka seluruh marker yang ada dikumpulkan  dan  dibuat  menyerupai  buku  ( AR  book ).  Diharapkan  dengan  lebih  banyak  buku  sains  AR  akan dikembangkan dengan menggabungkan fitur unik ini untuk membuat pembelajaran sains lebih menarik bagi siswa. Sehingga,  ini  akan  memberikan  dampak  besar  pada  siswa  dan  memotivasi  mereka  untuk  mengejar  karir  dan pendidikan tinggi dalam sains bidang terkait [11].

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Tahapan  dalam  pengembangan  aplikasi  MathARbook  merujuk  pada  tahapan  pengembangan  sistem prototyping . Adapun tahapan prototyping antara lain pengumpulan kebutuhan, membangun mock up , pengkodean sistem,  dan  pengujian.  Tahapan  tersebut  secara  detail  dijelaskan  sebagai  berikut  [12].  Diaman  tahapan  yang diperlukan adalah pengumpulan kebutuhan, membangun mock-up dan terakhir adalah pengujian Fase pertama dalam metode ini adalah pengumpulan kebutuhan. Pengumpulan kebutuhan dilakukan dengan melakukan wawancara kepada guru pengajar matematika sekolah dasar di Bandar Lampung. Adapun informasi yang diperoleh dari wawancara diantaranya materi atau bahan ajar yang digunakan di sekolah tersebut, dalam hal ini dijadikan sebagai acuan pembuatan aplikasi agar sesuai dengan kebutuhan sekolah. Selain itu, masalah yang terjadi dalam pembelajaran matematika juga dapat dirangkum dengan baik pada tahap ini. Sehingga dari masalah yang terjadi, dapat ditemukan rancangan terbaik.
Tahapan yang kedua adalah pembangunan Mock-up . Pada tahap ini dilakukan perancangan aplikasi bangun datar  dan  bangun  ruang.  Dimana prototype dibuat  sesuai  dengan  masalah  yang  dihadapi  guru  dalam  mengajar matematika. Rancangan dibuat berdasarkan storyboard yang disesuaikan dengan user stories pada saat wawancara. Berikutnya sistem dikodekan menggunakan beberapa software diantaranya Blender, Photoshop, Corel Draw, dan Vuforia. Setiap kategori  yaitu bangun datar dan bangun ruang masing-masing memiliki objek unik.
Dan  tahapan  terkahir  adalah  tahapan  pengujian.  Pengujian  aplikasi  dilakukan  dengan  menggunakan ISO 9126-Functionality ,  yang  ditujukan  kepada  guru  matematika  sekolah  dasar  di  Bandar  Lampung.  Pengujian  ini dimaksudkan  untuk  memperoleh  masukan  dari  guru  matematika  terkait  kesesuaian  konten  yang  terdapat  pada aplikasi MathAR book. Hasil pengujian inilah yang dijadikan sebagai dasar perbaikan sistem berikutnya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengumpulan kebutuhan diperoleh materi yang digunakan sebagai acuan dalam pembuatan MathAR book. Adapun materi yang dikembangkan pada aplikasi MathAR book adalah materi bangun datar dan bangun ruang. Bangun datar dan bangun ruang yang dibuat terdiri dari 6 objek pada setiap kategori. Objek pada bangun  ruang  yang  di  kembangkan  adalah  kubus,  balok,  limas  segitiga,  limas  segiempat,  prisma,  dan  tabung. Sedangkan objek untuk bangun datar yang dikembangkan yaitu persegi, persegi panjang, segitiga, belah ketupat, layang-layang, dan lingkaran. Di setiap marker bangun ruang dan bangun datar, ditampilkan contoh benda untuk memudahkan  siswa  memahami  bentuk.  Tampilan  halaman  utama  aplikasi  MathAR  book  ditunjukkan  pada Gambar 1.

## Gambar 1. Halaman Utama Aplikasi
Beberapa menu yang terdapat pada aplikasi MathAR book sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 1 antara lain bangun datar, bangun ruang, tentang, dan keluar. Pada menu bangun datar dan bangun ruang apabila diklik akan langsung mengakses kamera dari smartphone yang digunakan untuk men- scan marker di dalam AR book. Menu tentang berisi informasi pengembang aplikasi, sedangkan menu keluar digunakan untuk menutup aplikasi. Aksi yang diberikan apabila menu bangun datar diklik ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. (a) Tampilan Objek  dan 2. (b) Rumus (Kanan) Bangun Datar
Pada Gambar 2 (a), menu rumus akan muncul ketika kamera diarahkan pada marker bangun datar. Tampilan menu rumus sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2 (b) berbeda-beda, sesuai dengan marker bangun datar yang ada. Sedangkan aksi yang diberikan ketika menu bangun ruang diklik ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. (a) Tampilan Objek  dan 3. (b) rumus (kanan) Bangun Ruang
Pada  Gambar  3  dapat  dilihat  perbedaan  menu  yang  terdapat  pada  bangun  datar  (3(a))  dan  bangun  ruang (3(b)).  Menu-menu  pada  bangun  ruang  juga  akan  tampil  ketika  kamera  diarahkan  pada  marker  bangun  ruang. Adapun menu-menu yang terdapat pada bangun ruang antara lain rumus, jaring-jaring, dan rusuk. Tampilan menu rumus  tidak  jauh  berbeda  dengan  tampilan  rumus  pada  bangun  datar.  Perbedaan  terletak  pada  objek  yang ditampilkan. Pada bangun ruang, objek yang ditampilkan dari marker berupa gambar 3D bangun ruang, sedangkan pada bangun datar yang ditampilkan berupa objek 2D. Menu jaring-jaring akan menampilkan animasi berupa objek jaring-jaring bangun ruang sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4 (kiri).
(a)
(b)
Gambar 4. (a) Tampilan Objek Jaring-Jaring (Kiri) dan 4. (b) Objek Rusuk (Kanan) Bangun Ruang
Animasi objek jaring-jaring pada Gambar 4 (a) akan tampil secara perlahan, yaitu dari objek bangun ruang (contohnya  tabung)  akan  membuka  bagian-bagiannya  sehingga  membentuk  jarring-jaring  bangun  ruang. Sedangkan  menu  rusuk  akan  menampilkan  objek  tabung  yang  hanya  berupa  rusuknya  saja  dari  bangun  ruang Gambar 4 (b). Contoh lain dari objek rusuk ditunjukkan pada Gambar 5.
Dengan  animasi  seperti  ini  siswa  akan  lebih  mudah  memahami  bagian  rusuk  maupun  jaring-jaring  dari sebuah  bangun  ruang..  Hal  ini  dilakukan  peneliti  untuk  menjawab  kebutuhan  guru  yang  kesulitan  menjelaskan bentuk hingga jaring-jaring dan rusuk bangun ruang didalam kelas. Diharapkan dengan adanya animasi, guru tidak perlu lagi menggunakan alat berupa karton untuk menjelaskan ke siswa. Adapun marker untuk menampilkan objek bangun datar dan bangun ruang adalah gambar objek yang ada disekitar kita seperti gambar ketupat, layang-layang, piramida, dan tong.
Aplikasi  yang  dikembangkan  ini  telah  diujikan  di  salah  satu  ekolah  dasar  di  Bandar  Lampung.    Hasil pengujian menggunakan ISO 9126-functionality yang terdiri dari beberapa sub karakteristik functionality seperti suitability,  accuracy,  interoperability  dam  compliance. Pengujian yang  ditujukan  kepada  guru  matematika  di sekolah  tersebut  menunjukkan,  bahwa  aplikasi  dinyatakan  telah  berfungsi  dengan  baik  dan  sesuai  dengan rancangan sebelumnya. Namun, dari sisi accuracy teknologi saat ini membutuhkan pencahayaan yang baik agar aplikasi dapat berfungsi dengan baik .
Pada saat pengujian respon dari aplikasi kurang maksimal dikarenakan ruang yang tidak cukup penerangan. Hal ini dikarenakan AR membutuhkan marker yang terlihat dengan jelas agar objek dapat terdeteksi dan berfungsi. Terdapat beberapa tambahan saran untuk aplikasi ini dari para guru, yaitu penambahan bangun ruang dan contoh dari bangun ruang tersebut.

## 4. KESIMPULAN
Aplikasi  AR  book  telah  berfungsi  dengan  baik  dan  dapat  diterapkan  di  kelas  dalam  mata  pelajaran matematika,  khususnya  bangun  ruang.  Aplikasi  ini  memiliki  fungsi-fungsi  yang  membantu  guru  dalam memberikan  penjelasan  kepada  murid.  Fungsi-fungsi  tersebut  adalah  fungsi  rumus,  jaring-jaring  dalam  bentuk animasi dan rusuk. Namun, diperlukan pencahayaan yang baik agar aplikasi berfungsi dengan sempurna,. Untuk penelitian  selanjutnya,  teknoklogi  AR  dapat  disertakan  dengan  latihan  soal  sehingga  siswa  dapat  langsung menerapkan ilmunya. Selain itu, agar dapat menyesuaikan lebih baik dengan kurikulum yang ada, aplikasi dapat ditambahkan  fitur  yang  memmungkinkan  siswa  dapat  berkolaborasi.  Aplikasi  AR  ini  juga  nantinya  dapat diintegrasikan dengan buku sekolah siswa.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kepada  Direktorat  Riset  dan  Pengabdian  Masyarakat,  Direktorat  Jenderal  Penguatan  Riset  dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah memberikan hibah penelitian melalui Program Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat tahun 2018.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  OECD,  ‘Programme  for  International  Student  Assessment.  Reading,  mathematical  and  scientific literacy 2015. Result in focus’, 2015.
[2]  L. E. Cozad and P. J. Riccomini, ‘Effects of Digital-Based Math Fluency Interventions on Learners with Math Difficulties: A Review of the Literature’, J. Spec. Educ. Apprenticesh. , vol. 5, no. 2, pp. 12–2016, 2016.
[3]  M. Bower, C. Howe, N. McCredie, A. Robinson, and D. Grover, ‘Augmented Reality in education - cases, places and potentials’, EMI. Educ. Media Int. , vol. 51, no. 1, pp. 1–15, 2014.
[4]  D. Nincarean, M. B. Alia, N. D. A. Halim, and M. H. A. Rahman, ‘Mobile Augmented Reality: The Potential for Education’, Procedia - Soc. Behav. Sci. , vol. 103, pp. 657–664, 2013.
[5]  M. Antonioli, C. Blake, and K. Sparks, ‘Augmented Reality Applications in Education’, J. Technol. Stud. , vol. 40, no. 2, pp. 96–107, 2014.
[6]  S.  C.-Y.  Yuen,  G.  Yaoyuneyong,  and  E.  Johnson,  ‘Augmented  Reality:  An  Overview  and  Five Directions for AR in Education’, J. Educ. Technol. Dev. Exch. , vol. 4, no. 1, 2011.
[7]  J.  Sahertian,  ‘Pengembangan  Media  Pembelajaran  Berbasis  Teknologi  Augmented  Reality  Pada Pokok Bahasan Sel’, J. Teknol. Elektro dan Kejuru. , vol. 19, no. 1, pp. 9–14, 2013.
[8]  S. Sagita and R. Amalia, ‘Pembelajaran Tata Surya Menggunakan Teknologi Augmented Reality’, Fakt. Exacta , vol. 7, no. 3, pp. 224–235, 2014.
[9]  I.  Radu,  ‘Augmented  reality  in  education:  A  meta-review  and  cross-media  analysis’, Pers. Ubiquitous Comput. , vol. 18, no. 6, pp. 1533–1543, 2014.
[10]  A. Subagyo, T. Listyorini, and A. Susanto, ‘Pengenalan Rumus Bangun Ruang Matematika Berbasis Augmented Reality’, Pros. SNATIF , vol. 2, no. 2, pp. 29–32, 2015.
[11]  V. Gopalan, A. N. Zulkifli, N. Fadziana, F. Mohamed, and A. Alwi, ‘Learning-A Brief Review’, no. June, 2016.
[12]  R.  A.S  and  M.  Shalahuddin, Rekayasa  Perangkat  Lunak  Terstruktur  dan  Berorientasi  Objek . Bandung: Informatika, 2018.