Jurnal Teknologi Terpadu
https://journal.nurulfikri.ac.id/index.php/JTT ISSN : 2477-0043 ISSN ONLINE : 2460-7908

## PENGEMBANGAN APLIKASI PERMAINAN PEMBELAJARAN MATEMATIKA MENGGUNAKAN MODEL-DRIVEN GAME DEVELOPMENT
Umair 1 , Hilmy Abidzar Tawakal 2
1, 2 Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Teknologi Terpadu Nurul Fikri Jakarta Selatan, DKI Jakarta, Indonesia 12640 umairbijeh@gmail.com , hilmiat@nurulfikri.ac.id

## Abstract
Computer games empirically prove to complement metacognitive abilities that cannot obtain through ordinary mathematics education.  Game-based  learning  also  shows  to  increases  engagement,  motivation,  critical  thinking,  and  learning  skills. However,  the  process  of  developing  learning  games  requires  collaboration  with  various  parties  who  have  different backgrounds.  The  model-driven  development  approach  simplifies  communication  and  collaboration  between  parties  with different backgrounds because it uses a modeling language easily understood by various parties. The Usability Testing that the authors get by using a questionnaire states that this game's usability rate is 87.22%. The test also shows that educational games with the platformer genre can encourage players to learn .
Keywords: Model-driven, game development , pola, matematika

## Abstrak
Permainan komputer secara empiris terbukti mampu melengkapi kemampuan metacognitive yang tidak didapatkan melalui pendidikan  matematika  biasa.  Pembelajaran  berbasis  permainan  juga  terbukti  meningkatkan  keterikatan,  motivasi,  berfikir kritis,  dan  keterampilan  belajar.  Namun  demikian  proses  pengembangan  permainan  untuk  pembelajaran  membutuhkan kolaborasi dengan berbagai pihak yang memiliki latar belakang yang berbeda. Pendekatan model-driven game development mempermudah proses komunikasi dan kolaborasi antar pihak dengan latar belakang yang berbeda karena menggunakan bahasa pemodelan yang mudah difahami berbagai pihak. Hasil dari Usability Testing yang didapatkan melaui kuesioner menunjukkan bahwa  aplikasi  permainan  yang  dihasilkan  memiliki  nilai usability 87,22%.  Hasil  pengujian  juga  menunjukkan  bahwa permainan edukasi dengan jenis platformer mampu mendorong minat pemain untuk belajar.
Kata kunci: Model-driven, game development , pola, matematika
1. PENDAHULUAN
Salah satu layanan digital yang populer di Indonesia adalah mobile  game ,  di  mana  sampai  dengan  bulan  Juni  2014, terdapat  sebanyak  48%  pengguna  yang  bermain game di mobile  phone milik  mereka  setiap  hari.  Hal  ini  dikuatkan pula dengan berdasar pada penelitian yang dilakukan oleh MoboMarket di Indonesia [1]. Sampai dengan bulan Maret tahun  2015 ,  mobile  game merupakan  aplikasi  yang  paling banyak  diminati  oleh  pengguna smartphone Android dengan  persentase  sebanyak  45.61%,  lebih  banyak dibanding  aplikasi  sosial  media  (11.64%)  dan  aplikasi fotografi (10.20%).
Berdasarkan  distribusi  500  jenis mobile  game teratas, mobile  game untuk  anak-anak  menempati  urutan  ke-7 dengan  persentase  sebanyak  5.02%.  Hal  ini  berbanding
terbalik dengan jumlah pencarian aplikasi, di mana aplikasi untuk  anak-anak  merupakan  aplikasi  dengan  tingkat pencarian  paling  tinggi  dengan  persentase  sebanyak 58.41%.  Padahal game juga  merupakan  salah  satu  bentuk edukasi untuk anak-anak. Melalui game edukasi, anak-anak dapat  belajar  sambil  bermain.  Anak-anak  tidak  merasa terbebani  dengan  pembelajaran  karena  dilakukan  dengan cara  yang  menyenangkan.  Belajar  melalui  permainan terbukti meningkatkan keterikatan, motivasi, berfikir kritis, serta kemampuan belajar [2].
Bentuk  edukasi  yang  penting  untuk  diajarkan  pada  anak adalah edukasi mengenai pola matematika. Menurut Susan Sperry  Smith  dalam  buku Early  Childhood  Mathematics [3], mencari pola merupakan salah satu bentuk logis dalam memecahkan masalah. Ketika terdapat urutan angka yang
terlibat  pada  masalah  tersebut  atau  ketika  tabel data  dapat diatur ke dalam pola, dapat dihasilkan sebuah aturan yang digunakan  untuk  membuat  prediksi  tentang  solusi  secara umum.  Aturan  tersebut  dapat  diubah  menjadi  sebuah formula  dan  diaplikasikan  ke  dalam  situasi  lain  yang memiliki kemiripan.
Pengembangan aplikasi permainan untuk pendidikan harus melibatkan berbagai pihak dengan beragam latar belakang, seperti  pendidikan  dan  psikologi.  Karenanya  diperlukan sautu  metode  pengembangan  game  yang  mampu menjembatani  porses  komunikasi  dan  kolaborasi  berbagai pihak  dengan  latar  belakang  yang  beragam.  Pendekatan model-driven  game  development mampu  memudahkan proses  kolaborasi  tersebut  [4].  Melihat  latar  belakang tersebut, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengembangkan  aplikasi  permainan  dengan  pendekatan model-driven  game  development untuk  pembelajaran  pola matematika melalui cerita bergambar.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
A. Mobile Games
Mobile  games secara  umum  disebut  sebagai game yang dimainkan di perangkat genggam ( handheld ) seperti telepon genggam  dan  PDA  dengan  fungsi  komunikasi  nirkabel. Dalam  hal  portabilitas  dan networkability ,  karakteristik mobile  game yang  berbeda  dari platform yang  lain perangkat seperti PC dan console game yang tidak memiliki portabilitas  dan  kemampuan  nirkabel.  Peserta  didik  lebih mudah  disiapkan  untuk  menggunakan  perangkat mobile untuk  belajar  karena  perangkat mobile adalah  hal  yang menarik  untuk  digunakan  [5].  Selain  itu  menurut  U. Ritterfield, M. J. Cody, dan P. Vorderer [6], game berbasis skenario  pembelajaran  sering  disebut  sebagai  lingkungan belajar yang memotivasi dan memenuhi kebutuhan generasi muda.
Permainan  komputer  secara  empiris  terbukti  mampu melengkapi kemampuan metacognitive yang tidak didapatkan melalui pendidikan matematika biasa.
Kemampuan metacognitive yang  mampu  ditingkatkan antara  lain:  (a) multitasking ,  (b) land  navigation ,  (c) teamwork , (d) bottom-up approach to problem solvin g, dan (e) concentration  skills [7].  Pembelajaran  berbasis permainan  juga  terbukti  meningkatkan  keterikatan, motivasi, berfikir kritis, dan keterampilan belajar. Suasana belajar  dengan  permaninan  juga  menjadi  lebih  dinamis, kreatif dan menantang [2].
B. Model-Driven Game Development
Pengembangan  aplikasi  permainan  dengan  mendekatan model-driven adalah  pengembangan  aplikasi  dengan terlebih  dahulu  membuat  model  yang  merepresentasikan aplikasi  yang  akan  dibuat.  Model  dapat  digambarkan dengan  dokumen  standar  seperti  layaknya  dokumen pengembangan software pada  umumnya.  Pendekatan  ini
memang  membutuhkan initial  cost karena  pendekatan  ini memerlukan proses modeling sebelum game dibuat, proses modeling ini membutuhkan sumber daya tambahan di awal proses  pembuatan game .  Namun  proses  pembuatan  model ini menjadi alat yang efektif untuk proses komunikasi dan kolaborasi antar pihak dengan latar belakang yang berbeda [7].
Pendekatan model-driven  game  development juga  mampu meningkatkan  produktifitas  dan  kecepatan  pembuatan program  setelah  model  telah  dibuat.  Aplikasi  pembuatan game sudah memungkinkan proses generate code langsung dari  model.  Hal  ini  tentu  saja  akan  mempercepat  dan meningkatkan  proses  pembuatan game [8].  Gambar  1 menunjukkan  proses  transformasi  dari  model  ke  model. Sedangkan gambar 2 menunjukan proses transformasi dari model ke kode.
Gambar 1. Proses Transformasi Model-To-Model [7]
Gambar 2. Proses Transformasi Model-To-Artefac [7]

## C. Pembelajaran Pola
Menurut Dodge, D. T., Colker, L. J., & Heroman, C pada buku  The  Creative  Curriculum  for  Preschool,  pola  adalah sebuah  susunan  yang  teratur  dari  benda,  bentuk  ataupun angka [9]. Sedangkan dalam buku Mahkota Permata Yang Hilang  (Seri  Genius  Matematika,  #2,  Pola)  yang diterjemahkan  oleh  Simamora,  Pola  adalah  angka  atau
bentuk yang disusun dalam urutan tertentu. Segala sesuatu yang dapat dilihat dan didengar memiliki irama sendiri, dan segala  sesuatu  yang  berirama  dapat  dikatakan  memiliki pola.  Pola  bisa  ditemukan  pada  kehidupan  sehari-hari. Pergantian  hari,  pergantian  musim,  lagu  yang  memiliki bunyi-bunyian yang berulang-ulang, dan bentuk sisik ikan yang  berulang-ulang  merupakan  contoh  pola  pada kehidupan sehari-hari [10].
Pembelajaran  pola  menjadi  hal  yang  penting  dikarenakan pola  merupakan  salah  satu  pendekatan  dalam  pemecahan masalah.  Menurut  Susan  Sperry  Smith  [3],  mencari  pola merupakan  salah  satu  bentuk  logis  dalam  memecahkan masalah.  Ketika  terdapat  urutan  angka  yang  terlibat  pada masalah tersebut atau ketika tabel data dapat diatur ke dalam pola, dapat dihasilkan sebuah aturan yang digunakan untuk membuat  prediksi  tentang  solusi  secara  umum.  Aturan tersebut  dapat  diubah  menjadi  sebuah  formula  dan  di aplikasikan ke dalam situasi lain yang memiliki kemiripan.

## D. Game Platformer
Platformers adalah  suatu genre  video-game yang  bertitik berat  kepada  pemain  untuk  mengontrol  karakter  yang berjalan  dan  melompat  ke  sebuah platform ,  lantai,  tepian, tangga  atau  objek  lain  yang  digambarkan  dalam  layar permainan  tunggal  atau  bergulir  (horizontal  dan  vertikal). Platformer sering juga disebut sebagai sub-genre dari game aksi [11].
E. Penelitian Terkait
Penelitian yang berhubungan dengan pengembangan mobile game edukasi  sudah  pernah  dilakukan  sebelumnya,  akan tetapi yang meng-implementasikan mobile game menggunakan  pembelajaran  pola  dengan genre  platform belum  pernah  dilakukan.  Pada  penelitian  pertama, permainan  dibuat  dalam  bentuk mobile  game.  Game ini menyalurkan  ilmu  pola  matematika  menggunakan  cerita bergambar.  Dengan  menggunakan  cerita  bergambar, karakter  pemain  akan  diberikan  suatu  masalah  berbentuk puzzle pola  matematika  yang  harus  diselesaikan  oleh pemain  untuk  menyelesaikan  permainan.  Pola  yang digunakan adalah pola non-numerik yang dalam penelitian ini menggunakan objek buah sebagai elemen polanya.
Pada  penelitian  kedua,  permainan  dibuat  dalam  bentuk mobile game. Game ini berisikan list materi mengenai ilmu pengetahuan alam yang di dalamnya terdapat materi inti dan kuis terkait dengan materi tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan minat belajar ilmu pengetahuan alam dari  siswa  sekolah  dasar.  Dengan  sistem  skor/nilai  yang tertanam di dalam game membuat siswa siswi menjadi lebih antusias dan kompetitif terhadap pelajaran tersebut.
Berikutnya  adalah  penelitian  mengenai  aplikasi mobile game edukatif dengan materi inti matematika yang berbasis Android.  Pada  penelitian  ini,  materi  matematika  tidak disuguhkan  secara  langsung,  melainkan  menggunakan
genre  endless  runner untuk  menambah  antusias  pemain terhadap  aplikasi  tersebut.  Materi  matematika  disuguhkan ketika  sang  pemain  berpapasan  dengan  musuh.  Untuk mengalahkan  musuh  tersebut  dan  melanjutkan  permainan, pemain  harus  menyelesaikan  kuis  matematika  berbentuk pilihan ganda.
Sedangkan  pada  penelitian  ini  akan  dibuat  permainan pembelajaran  pola  matematika  ber- genre  platformer . Genre  platformer pada  penelitian  ini  diterapkan  dengan tujuan  menambah  antusias  pemain  dan  membuat pembelajaran  terkesan  lebih  menyenangkan.  Dalam aplikasi permainan ini akan dibuat Non Playable Character atau  yang  biasa  disebut  dengan  NPC  sebagai  sarana penyaluran  pembelajaran.  Pemain  diharuskan  untuk menyelesaikan  semua  misi  yang  diberikan  untuk menyelesaikan permainan dalam level tersebut.

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  metode  deskriptif-kualitatif. Metode  deskriptif-kualitatif  dipilih  karena  pada  penelitian ini  dilakukan  pengukuran  mengenai  hasil  penelitian  yang didapatkan  melalui  proses  survei  dan  wawancara.  Proses survei  memang  merupakan  metode  yang  lazim  digunakan pada  penelitian  terkait  pengembangan  aplikasi  permainan untuk  pembelajaran  [12].  Hasil  dari  kuesioner  ini  berupa dan  wawancara  disimpulkan  dengan  dalam  bentuk deskriptif.  Tahapan-tahapan  penelitian  ini  terdiri  dari beberapa langkah berikut:
1. Requirement:  requirement adalah  proses  identifikasi semua persyaratan game sebagai bagian dari perangkat lunak yang harus memenuhi tujuan dan harapan game . Dokumen ini harus memiliki desain untuk antarmuka utama permainan, layar shell , mekanika game , desain seni,  dan content seperti  misi,  tingkat,  dan  teka-teki. Hasil keluaran dari proses ini adalah Use Case Model .
2. Analysis: tujuan  dari  tahap  analisis  persyaratan dokumen desain teknis adalah untuk mengambil model use  case dari  permainan,  yang  menggambarkan permainan  dalam  hal  interaksi  pemain,  dan menciptakan  model  analisis  permainan  di  tingkat tertinggi desain teknis untuk pengembang aplikasi.
3. Design: setelah  dilakukan  analisa  persyaratan,  maka tahap  selanjutnya  adalah  membentuk  desain  dari pendefinisian  kebutuhan user tersebut  dengan menggunakan  UML  antara  lain class  diagram, sequence  diagram,  activity  diagram,  component diagram .
4. I mplementation: proses  selanjutnya  setelah  desain adalah  proses  implementasi.  Pada  proses  ini  desain yang  telah  dibuat  dibentuk  ke  dalam  kode  program hingga siap untuk dilakukan uji coba.
Adapun  untuk  mengembangkan  aplikasi mobile  game ini, dilakukan dengan menggunakan tahapan berikut:
Describing The Game, Defining The Event Flow, Creating The Object, Adding Sound and Music , dan Tracking Scores .
A. Describing The Game
Pada  tahap  ini,  penulis  mendeskripsikan  bagaimana game akan  berjalan.  Di  sini  digambarkan  seorang tokoh  karakter  yang  akan  melakukan  petualangan. Dalam  melakukan  petualangan,  tokoh  karakter  akan menemukan halangan dalam berbentuk pola.

## B. Defining The Event Flow
Pada tahap ini penulis akan merencanakan bagaimana flow dari game akan  berjalan. Game akan  terbagi menjadi  beberapa stage .  Setiap stage memiliki challenge tentang pola.
C. Creating The Object
Pada  tahap  ini  penulis  akan  merancang object yang akan  digunakan  di  dalam game antara  lain  karakter yang akan dimainkan, scene dalam cerita, scene dalam game , dan lain-lain.
D. Adding Sound and Music
Pada tahap ini penulis akan menambahkan musik dan suara  untuk  menemani  pemain  saat  membaca  cerita dan saat bermain menyusun pola.
E. Tracking Scores
Pada  tahap  ini  penulis  akan  menambahkan tracking score , setelah pemain menyelesaikan permainan pola di  setiap stage .  Pemain  akan  diberikan score berupa bintang. Jumlah bintang yang didapat tergantung dari jumlah soal yang terjawab dengan benar. Pemain dapat mengulang stage yang  telah  dimainkan  untuk mendapatkan score bintang yang lebih baik.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  analisis,  penulis  membuat  daftar  fitur terkait  kebutuhan  yang  diperlukan  dalam  aplikasi permainan  ini  yang  dibuat  dalam  bentuk  diagram  model. Diagram  model  adalah  bagian  dari model-driven  game development yang  merupakan  rancangan  fitur  yang digunakan  dalam  pengembangan  aplikasi  dengan  metode ini.  Pada  gambar  3  ditampilkan  model  diagram  dari perancangan permainan ini berdasarkan proses analisis.
Permainan platformer 2D (dimensi) dapat di spesifikasikan menggunakan class  diagram dengan tambahan stereotype . Stereotype adalah  suatu  profil  kelas  yang  menjelaskan bagaimana  suatu metaclass yang  ada  dapat  diperluas. Sebagai bagian dari profil dan perluasan ini memungkinkan pembuatan  elemen  model  yang  cocok  untuk  domain masalah, dalam kasus ini adalah permainan platformer 2D. Contohnya stereotype PlayerCharacter menjelaskan entitas yang  dikendalikan  oleh  pemain  dan stereotype  enemy mendefinisikan entitas game yang dikendalikan oleh sistem permainan  yang  akan  melawan  pemain  utama.  Ada  pula stereotype entitas yang menjelaskan entitas permainan pasif lainnya seperti Platform dan Quest item.
Diagram  controller adalah Plastform-Spesific  Model (PSM).  Target Technology  Platfrom mencakup  perangkat keras tempat permainan akan dimainkan. Di masa sekarang ini  ada  banyak  variasi  dari  target technology  platforms seperti  PC, flatbed dan handheld  console (seperti  PSP, PSvita, Switch), arcade, mobile phone, dan lain sebagainya. Aspek  pengembangan  ini  dapat  diotomatisasi  melalui penggunaan Platform-Spesific Model seperti diagram yang digunakan  oleh  penulis.  Gambar  4  menjelaskan  diagram meta controller dari permainan yang dikembangkan.
Gambar 4. 2D Platformer Meta-Controller Model Diagram
Keseluruhan alur dari permainan yang dikembangkan pada penelitian ini digambarkan melalui diagram pada gambar 5. Diagram pada gambar 3 merupakan bagan alir keseluruhan permainan dari memulai permainan hingga selesai.

## Gambar 5. Alur Aplikasi Permainan
Permainan  yang  dikembangkan  mengakomodir  bentuk pembelajaran  matematika  dalam  bentuk quiz dan puzzle . Kemunculan quiz dan puzzle ini terjadi berdasarkan proses penjelajahan  dari  pemain  dalam  permainan.  Gambar  6 menunjukkan proses eksplorasi permainan yang dikembangkaan,  sedangkan  gambar  7  dan  8  merupakan
contoh  halaman quiz dan puzzle yang  ditampilkan  pada permainan ini.
Gambar 6. Alur Aplikasi Permainan
Gambar 7. Alur Aplikasi Permainan
Gambar 8. Alur Aplikasi Permainan
Setelah permainan yang dikembangkan pada penelitian ini selesai,  maka  dilakukan  proses  pengujian  sistem  dengan black-box testing untuk menguji apakah seluruh fitur yang dikembangkan  dapat  berjalan  dengan  baik.  Selanjutnya permainan ini diujikan pada pengguna. Adapaun target dari proses pengujian aplikasi permainan ini adalah anak usia SD kelas 5 serta guru matematika.
Pada  proses  pengujian black-box  testing, aplikasi  mampu berjalan sesuai dengan perancangan yang dilakukan, namun ada  sedikit  kendala  dari  sisi  performa  aplikasi  ketika mengakses fitur permainan puzzle. Aplikasi berjalan sedikit lebih lambat dibandingkan tampilan lainnya, namun masih dalam batas kewajaran. Sedangkan untuk usability testing , aplikasi  ini  mendapatkan  skor  cukup  baik,  yakni  87.22%.
Skor  tertinggi  didapatkan  pada  proses  navigasi  permainan yang  dianggap  mudah,  konsisten,  dan  sederhana. Sedangkan,  nilai  terendah  pada  poin  di  mana  pengguna masih  mampu  untuk  membuat  permainan  memunculkan kesalahan.

## 5. KESIMPULAN
Dari  hasil  wawancara  yang  disertakan  dengan  kuesioner usability  testing ,  dapat  disimpulkan  bahwa  penggunaan jenis platformer dalam  permainan  edukasi  dapat  memberi sedikit  dorongan  baru  terhadap  pemain  untuk  belajar mengenai suatu ilmu pengetahuan baru. Akan tetapi, aspek yang  sebenarnya  memberikan  dorongan  yang  lebih  besar datang  dari  sisi  kompetitifnya.  Sisi  kompetitif  yang diadaptasikan  oleh  penulis  dalam  permainan  ini  adalah sistem  “ highscore ”  atau  “nilai  tertinggi”.  Nilai usability testing sebesar 87.22% menunjukkan aplikasi permainan ini sangat  layak  untuk  digunakan  dalam  proses  pembelajaran matematika.
Dalam  pembangunan  aplikasi  permainan  ini,  penulis menggunakan  pendekatan  pengembangan  aplikasi model- driven  game  development ,  hal  ini  dilakukan  dengan beberapa  tahapan  yaitu envisioning , iteration  modeling , model storming , test-driven development, dan yang terakhir adalah review .  Pada  pengembangan  aplikasi  permainan berbasis  android  ini,  penulis  menggunakan Game  Engine Unity dengan  fokus build Android.  Pendekatan model- driven  game  development terbukti  mampu  menuangkan proses pembelajaran pada bentuk permainan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] MoboMarket,  “ Q1  2015  Indonesia  Mobile  Data Report  Based  on  MoboMarket  Users  Data
Research, ” 2015.
[2] S.  Viswanathan  and  B.  Radhakrishnan,  “ A  Novel Game  Design  Methodology  for  STEM  Program, ”
International  Journal  of  Game-Based  Learning (IJGBL), Vol. 8, No. 4, pp. 1-17, 2018.
[3] S. S. Smith, “ Early Childhood Mathematics ,” 2009.
[4] S.  Tang  and  M.  Hanneghan,  “ State-of-The-Art Model  Driven  Game  Development:  A  Survey  of
Technological Solutions for Game-Based Learning, ” Journal  of  Interactive  Learning Research , Vol. 22, No. 4, pp. 551-605, 2011.
[5] B. Schmitz, R. Klemke, M. Specht, M. Hoffmann, R.  Klamma,  “ Developing  a  Mobile  Game Environment to Support Disadvantaged Learners ,” In  2012  IEEE  12th  International  Conference  on Advanced  Learning  Technologies, pp.  223-227,
2012
[6] U. Ritterfeld, M. Cody, P. Vorderer (Eds.), “ Serious Games: Mechanisms and Effects, ” Routledge, 2009
[7] S. T. Yong, P. Gates, A. T. Y. Chan, “ Similarities and  Differences  in  Learning  of  Metacognitive Skills:  Computer  Games  Versus  Mathematics Education ,” International  Journal  of  Game-Based Learning (IJGBL), Vol. 9, No. 1, pp. 1-14, 2019.
[8] E. M. Reyno, J. Á. C. Cubel, “ Model Driven Game Development: 2D Platform Game Prototyping, ” In
GAMEON, pp. 5-7, 2008.
[9] D.  T.  Dodge,  L.  J.  Colker,  C.  Heroman,  “ The Creative  Curriculum  [R]  for  Preschool ,”  Fourth Edition, 2001.
[10]  Rosi  L.  Simamora  (Penterjemah),  “Mahkota Permata yang Hilang (Seri Genius Matematika, #2, Pola),” Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama, 2010.
[11]  M. Klappenbach,  “ Lifewire ,”  dotdash,  27
November
2019. [Online]. Available: https://www.lifewire.com/what-is-a-platform- game-812371. [Diakses 25 January 2020].
[12]  B.  Selic,  “ The  Pragmatic  of  Model-Driven Development ,” IEEE Computer Society, 2003.