Abstrak
Robotika pendidikan melibatkan siswa dalam pendekatan STEM terpadu yang membantu siswa memahami konsep STEM serta meningkatkan persepsi positif terhadap mata pelajaran STEM sejak usia dini. Ketika pandemi COVID-19 merebak, robot fisik di kelas tatap muka menjadi suatu hal yang mustahil. Program robot virtual segera dikembangkan agar berfungsi dengan platform pengkodean yang sudah dikenal guna menyediakan solusi robotik alternatif bagi siswa dan guru yang dapat digunakan dari mana saja. Dalam makalah ini, data penggunaan lebih dari satu juta siswa di seluruh dunia akan ditafsirkan bersama dua studi kasus guru. Kombinasi data ini memberikan wawasan tentang robot virtual sebagai alat pembelajaran, sekaligus sumber pengajaran. Studi kasus guru juga mengungkap serangkaian kebutuhan kritis yang memfasilitasi pengajaran dalam situasi yang tidak dapat diprediksi seperti itu. Akhirnya, data ini menunjukkan bahwa lingkungan belajar robot virtual dapat digunakan sebagai pelengkap simbiosis terhadap robot fisik untuk membantu siswa memperoleh kepercayaan diri dengan pemrograman berulang, meningkatkan minat terhadap robotika pendidikan, dan memberi guru pilihan pengajaran yang sangat fleksibel untuk maju.
Kata Kunci
Robot virtual, robotika pendidikan, pengajaran robotika, solusi COVID-19, pendidikan STEM, ilmu komputer, pemrograman
Perkenalan
Robotika dan ilmu komputer semakin terintegrasi ke dalam sekolah dasar dan menengah (dari taman kanak-kanak hingga kelas 12) di Amerika Serikat dalam beberapa tahun terakhir, didorong oleh laporan dan kebijakan nasional. Pada tahun 2015, Yayasan Sains Nasional menyatakan bahwa perolehan pengetahuan dan keterampilan sains, teknologi, teknik, dan matematika (STEM) semakin penting bagi warga Amerika untuk terlibat sepenuhnya dalam ekonomi global yang padat teknologi, sehingga sangat penting bagi setiap orang untuk memiliki akses ke pendidikan berkualitas tinggi dalam topik STEM. Komite Pendidikan STEM pada Dewan Sains dan Teknologi Nasional mengeluarkan laporan pada tahun 2018 untuk menguraikan strategi federal untuk pendidikan STEM. Laporan ini mencatat bahwa, “Karakter pendidikan STEM sendiri telah berkembang dari serangkaian disiplin ilmu yang saling tumpang tindih menjadi pendekatan yang lebih terintegrasi dan interdisipliner terhadap pembelajaran dan pengembangan keterampilan. Pendekatan baru ini mencakup pengajaran konsep akademis melalui aplikasi dunia nyata dan menggabungkan pembelajaran formal dan informal di sekolah, masyarakat, dan tempat kerja. Tujuannya adalah untuk memberikan keterampilan seperti berpikir kritis dan pemecahan masalah bersama dengan keterampilan lunak seperti kerja sama dan kemampuan beradaptasi.” Fokus nasional pada pembelajaran STEM ini telah disertai dengan peningkatan penelitian dan inovasi dalam lingkungan pendidikan tentang cara yang lebih baik untuk menggabungkan teknologi ke dalam kelas untuk topik STEM.
Robotika menyediakan cara langsung bagi siswa untuk mengeksplorasi konsep STEM. Topik STEM dasar merupakan topik penting dalam pendidikan dasar dan menengah, karena merupakan prasyarat penting untuk studi perguruan tinggi dan pascasarjana tingkat lanjut serta meningkatkan keterampilan teknis di dunia kerja1. Sebuah metanalisis2 mengungkapkan bahwa secara umum, robotika pendidikan meningkatkan pembelajaran untuk konsep STEM tertentu. Studi di berbagai kelompok usia mengungkapkan bahwa robotika meningkatkan minat siswa dan persepsi positif terhadap mata pelajaran STEM3, 4, 5, yang pada gilirannya meningkatkan prestasi sekolah dan memajukan pencapaian gelar sains6, 7, 8. Untuk siswa sekolah menengah, robotika telah digunakan untuk mendukung kesiapan kuliah dan keterampilan karier teknis9, 10, 11, sementara robotika telah diperkenalkan kepada siswa sekolah dasar untuk mengembangkan keterampilan bertanya dan memecahkan masalah, dan menumbuhkan persepsi positif terhadap topik STEM12, 13. Memperkenalkan robotika pendidikan khususnya bermanfaat bagi siswa muda, yang dapat mulai membentuk sikap negatif terhadap mata pelajaran STEM sejak kelas 414. Siswa muda mendapat manfaat dari konteks pembelajaran terpadu dan mengembangkan sikap yang lebih positif terhadap mata pelajaran STEM dengan pengalaman awal keberhasilan15.
Penelitian juga menunjukkan bahwa pengenalan robotika selama pendidikan prajabatan guru meningkatkan kemanjuran diri guru, pengetahuan konten, dan keterampilan berpikir komputasional16. Meskipun logis bahwa manfaat robotika dapat ditemukan pada guru dan siswa, pengenalan robotika dalam pendidikan guru formal masih terbatas. Di banyak negara, pendidikan guru tradisional berfokus pada topik berbasis disiplin dalam sains dan matematika, sehingga sebagian besar guru kurang siap dalam bidang teknik dan teknologi17dan kurang percaya diri dalam mengajar topik STEM yang tidak tercakup dalam pelatihan guru formal atau membuat hubungan lintas disiplin STEM18, 19. Bybee20 mencatat bahwa keterbatasan topik STEM dalam pendidikan guru menyebabkan kurangnya representasi teknik dan teknologi, khususnya dalam pendidikan K–8. Meskipun manfaat memasukkan robotika dalam pendidikan guru jelas16, alternatifnya dapat dicapai melalui pengembangan profesional berkelanjutan dan pembelajaran informal melalui komunitas praktik. Bandura21 mengemukakan aspek kritis konteks pembelajaran sosial, dan dari konsep tersebut Lave dan Wenger22 menguraikan konsep komunitas praktik (CoP). Untuk CoP, para anggota berkumpul berdasarkan minat yang sama pada suatu domain, mengembangkan komunitas, dan berbagi penelitian serta wawasan untuk mengembangkan keterampilan dan pengetahuan lebih lanjut—mengembangkan praktik22. Sebagai pengganti robotika dalam pendidikan guru formal, pembelajaran informal dan CoP dapat memberikan manfaat serupa bagi guru, dan lebih jauh lagi, bagi siswa.
Sayangnya, pandemi COVID-19 menyebabkan gangguan global yang meluas terhadap pembelajaran tatap muka, yang memengaruhi hampir semua siswa di seluruh dunia23. Pengalaman belajar langsung dihentikan, yang merupakan bagian mendasar dari sebagian besar kurikulum STEM robotik, termasuk kurikulum robotik yang digunakan oleh lini robotika pendidikan VEX. Solusi pembelajaran jarak jauh diperlukan untuk segera menyediakan lingkungan belajar virtual yang tetap dapat membantu siswa terlibat dengan topik STEM dengan cara yang autentik dan bermakna. VEX Robotics dengan cepat menciptakan VEXcode VR (selanjutnya disebut sebagai "VR"), sebuah platform dengan robot virtual yang dapat digunakan dengan cara yang sama seperti robot fisik.
Makalah ini akan mengulas data penggunaan yang dikumpulkan oleh platform VR untuk memperoleh wawasan tentang bagaimana pengganti virtual ini selama gangguan global ini. Dua studi kasus juga akan disajikan yang memberikan konteks tentang bagaimana guru menerapkan VR di lingkungan pembelajaran jarak jauh mereka. Dua pertanyaan penelitian utama untuk makalah ini adalah sebagai berikut:
- Wawasan apa yang dapat diungkapkan oleh data penggunaan dan studi kasus guru tentang pembelajaran siswa dengan VR setelah wabah COVID-19?
- Wawasan apa yang dapat diberikan guru tentang penerapan VR di kelas?
Kekacauan yang ditimbulkan oleh COVID-19 khususnya dirasakan oleh para pendidik. Puluhan tahun pengalaman dan pelajaran yang dirancang untuk pembelajaran tatap muka langsung berubah total, tetapi gangguan ini juga mendorong para pendidik untuk bereksperimen dengan alat dan metode pengajaran baru. Memahami keputusan yang dibuat dan hasil yang dicapai dari perspektif para pendidik yang memimpin melalui solusi inovatif dapat memberikan wawasan tentang cara menggabungkan teknologi baru untuk memperkuat pembelajaran siswa dalam mata pelajaran robotika dan STEM di masa mendatang.
Metode
VEXcode VR. Ketika sekolah-sekolah di Amerika Serikat ditutup pada bulan Maret 2020, dibutuhkan solusi yang dapat membuat siswa tetap tertarik dengan topik robotika dan STEM sambil bekerja jarak jauh. VR dikembangkan dan diluncurkan pada tanggal 2 April 2020, hanya beberapa minggu setelah sebagian besar sekolah beralih ke format virtual. Aktivitas VR dibuat agar konsisten dengan kurikulum robotik lainnya dengan pelajaran interdisipliner yang selaras dengan standar konten. Platform pengkodean VEXcode VR sama dengan lingkungan pengkodean yang biasanya digunakan siswa dengan robot fisik dengan tambahan antarmuka virtual, seperti yang terlihat pada Gambar 1. Sebagai pengganti robot fisik, siswa membuat proyek untuk mengendalikan robot virtual di “taman bermain” tematik yang berubah berdasarkan aktivitas. Siswa coding pemula menggunakan pemrograman berbasis blok, dan siswa tingkat lanjut menggunakan teks berbasis Python.
Gambar 1. Antarmuka platform VEXcode VR untuk Aktivitas Pembersihan Terumbu Karang.
Aktivitas VR diciptakan untuk bersifat interdisipliner, menggabungkan keterampilan ilmu komputer yang menjadi dasar pengendalian robot virtual dengan topik dari sains atau matematika. Selama kegiatan VR ini, siswa tidak hanya belajar tentang pemrograman, tetapi juga penyelidikan ilmiah, pemikiran matematika, dan literasi teknis—semua komponen kerangka kerja STEM terpadu19. Keadaan unik yang ditimbulkan oleh COVID-19 mengharuskan siswa dapat mengerjakan pelajaran secara mandiri dalam lingkungan campuran, sinkron, atau asinkron. Untuk mencapai hal ini, siswa diperkenalkan pada tujuan pembelajaran dan sasaran kegiatan. Instruksi langsung kemudian digunakan untuk memberikan instruksi langkah demi langkah dan perancah yang disengaja untuk mengurutkan pembelajaran demi pemahaman24, 25. Siswa kemudian menerima perancah yang ditargetkan untuk memecahkan tantangan pengkodean akhir26. Siswa belajar bahwa robotika dan pengkodean digunakan untuk memecahkan masalah praktis dan interdisipliner. Misalnya, dalam Kegiatan Pembersihan Terumbu Karang, siswa ditantang untuk menavigasi robot mereka di sekitar terumbu karang untuk mengumpulkan sampah sebanyak mungkin sebelum baterai bertenaga surya mereka habis. Polusi adalah masalah global yang akan dipecahkan oleh siswa masa depan, dan terlibat dalam proyek berbasis skenario yang autentik ini membantu siswa menerapkan keterampilan ilmu komputer di berbagai disiplin ilmu.
Gambar 2. Konteks misi untuk Kegiatan Pembersihan Terumbu Karang.
Mengingat bahwa siswa terpisah dari instrukturnya, lingkungan virtual perlu dibuat semulus mungkin untuk mengurangi perhatian terbagi dan beban kognitif27, 28. Siswa dapat menarik dan melepas perintah ke dalam proyek mereka, dan menyaksikan robot mereka menavigasi taman bermain VR di jendela yang sama. Siswa dapat menambahkan sejumlah balok sekaligus, menjalankan proyek setelah setiap penambahan, untuk melihat bagaimana robot mereka bergerak di taman bermain. Hal ini memberi siswa umpan balik langsung dan perasaan awal tentang keberhasilan.
Selain itu, pembelajaran jarak jauh menciptakan rintangan praktis yang harus diatasi oleh VR. Komputer sekolah sering kali memiliki batasan untuk mengunduh aplikasi, yang menyebabkan penambahan program menjadi kendala dalam situasi paling normal, apalagi saat siswa belajar dari jarak jauh dengan komputer sekolah. Tetapi siswa mungkin bahkan tidak memiliki akses ke komputer sekolah untuk mengerjakan tugas mereka. Untuk memaksimalkan akses ke VR, program ini dibuat agar sepenuhnya berbasis web (tidak perlu mengunduh atau plugin) dan berjalan di berbagai jenis perangkat untuk meningkatkan kemungkinan siswa dapat menggunakannya.
Hasil
Data Penggunaan. Data yang disajikan disediakan oleh Google Analytics. Karena VEXcode VR sepenuhnya berbasis browser, ada sejumlah metrik berbeda yang memberikan wawasan tentang bagaimana lingkungan robot virtual ini telah digunakan secara global. Sejak diluncurkan pada April 2020, telah terjadi peningkatan pengguna VR setiap bulannya, yang jumlahnya mencapai lebih dari 1,45 juta pengguna di lebih dari 150 negara.
Gambar 3. Negara-negara dengan pengguna VR secara global.
Mengingat jangka waktu COVID-19 dan peluncuran VR, kami juga meninjau penggunaan dari waktu ke waktu. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, jumlah pengguna meningkat dengan cepat segera setelah peluncuran, lalu menurun selama bulan-bulan musim panas ketika siswa tidak bersekolah. Bulan-bulan kembalinya ke sekolah (Agustus/September) mengalami peningkatan signifikan yang bertahan hingga akhir tahun ajaran. Penurunan jumlah pengguna secara berkala menunjukkan berkurangnya penggunaan di akhir pekan dan masa liburan.
Gambar 4. Jumlah pengguna dari waktu ke waktu sejak peluncuran VR.
Proyek adalah program yang dibuat siswa untuk pelajaran atau tantangan. Proyek tidak harus disimpan agar dapat dijalankan, tetapi proyek yang disimpan diunduh agar pengguna dapat mengaksesnya kembali di lain waktu. Ada lebih dari 2,52 juta program yang tersimpan. Namun, suatu proyek tidak harus disimpan agar dapat dijalankan. Karena VR sepenuhnya berbasis browser, pengeditan proyek dan pengujiannya dapat dilakukan segera dengan memilih “MULAI”. Telah ada lebih dari 84 juta proyek yang dijalankan dalam perangkat lunak tersebut, yang menunjukkan bahwa siswa menguji proyek mereka secara berkala. Karena adanya siklus umpan balik langsung ini, siswa memiliki kesempatan untuk bereksperimen dan mengulangi dengan kecepatan yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan bekerja dengan robot fisik. Proses berulang ini merupakan indikasi yang baik untuk pembelajaran siswa karena beberapa pengulangan telah terbukti dapat mempertahankan keterlibatan dan minat siswa29.
| Data VR VEXcode | |
|---|---|
| Pengguna | 1.457.248 |
| Proyek Tersimpan | 2.529.049 |
| Jalankan Proyek | 84.096.608 |
| Negara-negara | 151 |
Tabel 1. Semua data penggunaan VEXcode VR dari April 2020 hingga April 2021.
Data Sertifikasi. Selain program VR itu sendiri dan kurikulum yang menyertainya, VR mencakup pelatihan guru gratis yang disebut Kursus Sertifikasi Pendidik VR CS dengan VEXcode. Sejak diluncurkan pada bulan Juni 2020, lebih dari 550 pendidik telah menyelesaikan sertifikasi, yang berisi lebih dari 17 jam kurikulum dan dukungan, untuk menjadi Pendidik Bersertifikat VEX. Kursus sertifikasi berisi 10 unit materi yang ditujukan untuk mempersiapkan guru yang mungkin tidak memiliki pengalaman dengan ilmu komputer atau robotika. Kontennya mencakup topik-topik seperti dasar-dasar pemrograman, cara membuat kode robot VR, cara mengajar dengan aktivitas VR, dan cara menerapkan VR di kelas. Gambar 5 menunjukkan jumlah pendidik bersertifikat bulanan dan kumulatif dari Juni 2020 hingga Maret 2021. Tren dalam data menunjukkan peningkatan jumlah pendidik bersertifikat sekitar waktu kembali ke sekolah, yang mencakup bulan Agustus dan September hingga Oktober 2020.
Studi Kasus 1
Aimee DeFoe adalah kepala sekolah di Kentucky Avenue School, sebuah sekolah swasta kecil di Pittsburgh, AS, yang menggabungkan metode pengajaran dan pembelajaran tradisional dan inovatif. Seperti kebanyakan sekolah, Sekolah Kentucky Avenue terganggu oleh COVID-19 dan harus mengidentifikasi rencana alternatif untuk memulai tahun ajaran Musim Gugur 2020, tanpa mengetahui bagaimana keadaan akan berubah. Enam minggu pertama tahun ini diajarkan sepenuhnya secara virtual, dan sisa tahun dihabiskan dalam format hibrida dengan kelompok siswa bergantian menjalani pembelajaran tatap muka dan jarak jauh. Bahkan ketika siswa belajar di rumah, sangat penting bagi siswa untuk terus terlibat dalam kegiatan pemecahan masalah dan berpikir kritis yang sama seperti di lingkungan kelas.
Aimee memilih menggunakan VR dengan murid-muridnya di kelas enam dan tujuh karena beberapa alasan. Karena VR merupakan lingkungan belajar yang sepenuhnya virtual, siswa dapat beralih antara rumah dan sekolah tanpa perubahan kebijakan yang memengaruhi aktivitas belajar mereka. Lingkungan pengkodean berbasis blok tidak akan menakutkan bagi siswa yang baru mengenal pengkodean dan ada aktivitas yang dirancang untuk tingkat pengalaman yang berbeda-beda. Ia juga yakin bahwa siswa akan menganggap robot VR menarik dan memotivasi—dan ternyata memang benar. Saat merenungkan apa yang ia harapkan akan didapatkan siswa dari VR, Aimee menyatakan:
Saya berharap penggunaan VR akan sama ketatnya, menantangnya, dan mengasyikkannya seperti penggunaan robot fisik, dan bahwa para siswa saya tidak akan merasa kehilangan sebuah pengalaman, tetapi malah memperoleh pengalaman pengkodean baru yang sama mengasyikkannya. Saya ingin mereka merasakan jenis pencapaian yang sama seperti yang mereka rasakan di kelas ketika mereka harus mengulang dan bertahan melalui tantangan dan kemudian akhirnya mencapai keberhasilan.
Sebagai satu-satunya guru robotika, Aimee mengajar 23 siswa sekali seminggu antara awal sekolah dan liburan musim dingin, dengan total 15 pelajaran. Siswa memulai dengan kursus “Ilmu Komputer Tingkat Satu - Blok”. Aimee mengerjakan unit pertama dengan siswa sebagai kelompok, tetapi untuk pelajaran selanjutnya membiarkan siswa bekerja dengan kecepatan mereka sendiri dan bertindak sebagai fasilitator. Kebanyakan siswa menyelesaikan antara tujuh dan sembilan unit, dengan aktivitas pembersihan laut tambahan.
Aimee menemukan bahwa siswa sangat termotivasi oleh tantangan dalam pelajaran; sedemikian rupa sehingga terkadang sulit membuat mereka mengerjakan pelajaran secara sistematis. Beberapa siswa yang kesulitan dengan perhatian atau membaca membutuhkan dukungan tambahan, dan konsep lebih besar dari/kurang dari dan Boolean menjadi tantangan. Namun, sebagian besar siswa menghadapi tantangan, perjuangan, dan keberhasilan yang tepat. Para siswa bersemangat dengan gagasan bekerja dengan robot fisik saat kembali ke kelas. Setelah berlatih dengan VR, Aimee mencatat, “Semua orang meninggalkan kelas sebagai programmer yang lebih percaya diri, tanpa diragukan lagi.”
Studi Kasus 2
Mark Johnston mengajar siswa kelas tujuh dan delapan di Sekolah Menengah Bel Air di El Paso, AS. Untuk kursus STEM 1-nya, Mark mengajar kursus Project Lead the Way Gateway tentang Otomatisasi dan Robotika, serta Desain dan Pemodelan kepada sekitar 100 siswa. Kursus STEM 1 menggabungkan robot VEX IQ untuk mengajarkan mekanika dasar dan pengkodean mendasar dengan VEXcode IQ (perangkat robot plastik untuk siswa yang lebih muda). Kursus ini diajarkan pada semester musim gugur, jadi gangguan awal COVID-19 tidak memengaruhi robotikanya di musim semi. Namun, pada bulan April 2020 Mark melihat robot VEX VR dan mulai bekerja dengannya. “Ketika saya melihat VR menggunakan pengaturan yang sama (yaitu VEXcode), saya sangat gembira karena saya melihat potensinya—seperti potongan puzzle yang saya TAHU akan sangat cocok dengan apa yang sudah saya lakukan. Ketika VR diperbarui untuk menyertakan Python, saya bahkan lebih bersemangat.” Mark membuat video tutorial untuk guru lain dan mengumpulkan banyak pengikut di platform media sosial. Melalui perusahaan pendidikan nirlaba miliknya sendiri, Mark menawarkan perkemahan musim panas gratis untuk siswa di VR, selain pelatihan guru sebagai persiapan untuk tahun ajaran 2020/21.
Keadaan pengajaran yang tidak menentu membuat perencanaan menjadi sulit. “Ketika saya menyadari pembelajaran jarak jauh akan berlanjut hingga tahun ajaran 2020/21, saya memutuskan untuk mengajar desain terlebih dahulu, lalu robotika… Namun, banyak hal yang belum pasti, sehingga sulit untuk merencanakan apa pun. Saya tidak tahu apakah kami akan kembali bertemu langsung atau melanjutkan secara daring—sangat sedikit informasi yang jelas saat itu. Saya akhirnya hanya menggabungkan robotika dan desain, lalu merencanakannya satu atau dua hari sebelumnya.” Mark mulai menggunakan VR pada awal tahun ajaran (yang akan tetap 100% jarak jauh hingga tahun 2021) dengan memilih berbagai aktivitas dari situs, yang berjalan dengan baik karena terdapat berbagai tingkat pengalaman dan instruksi yang dapat diedit. Ketika kursus Ilmu Komputer Level 1 - Blok dirilis, ia memandu siswa menjalaninya secara keseluruhan, meskipun ia mencatat bahwa lain kali ia akan meringkas pelajaran menjadi kuliah yang lebih pendek. Penggunaan VR pada dasarnya berbeda dengan pelajaran robotika secara langsung, tetapi Mark tetap memiliki serangkaian tujuan utama untuk pelajaran ini:
- Biasakan siswa dengan VEXcode
- Membangun kepercayaan diri dalam pemrograman (self-efficacy)
- Memperkenalkan ide/kosakata pemrograman dengan cara yang tidak mengancam
- “Tipu” mereka agar menggunakan matematika tanpa menyadarinya ;)
- Minta siswa untuk memecahkan masalah yang terdefinisi dengan baik dengan batasan yang diberikan
- Memperkenalkan masalah yang tidak jelas
- Dorong sikap “gagal dan coba lagi”
- Jaga agar pemecahan masalah tetap menyenangkan
Meski pengalaman virtualnya berbeda, Mark menemukan keuntungan tersendiri saat menggunakan VR. Siswa tidak terlalu takut bereksperimen menggunakan VR dibandingkan RobotC (bahasa pengkodean lain yang digunakan dengan robot lain). Mark juga menggunakan pengukuran seberapa lama waktu yang dibutuhkan siswa untuk mendapatkan "kemenangan" guna menentukan seberapa baik suatu aktivitas STEM, dengan mencatat bahwa, "jika siswa membutuhkan waktu terlalu lama untuk mendapatkan hasil positif, akan jauh lebih sulit untuk membuat mereka tetap terlibat."
Ada kedekatan dengan VR yang mendorong eksplorasi dan keterlibatan aktif. Mark menggambarkan jenis “kemenangan” ini dengan contoh pengenalan VR kepada siswa:
Saya: “Semuanya, buka tab baru dan buka vr.vex.com. Semua orang melihat situs ini? Bagus. Sekarang buat robot melaju ke depan.”
Siswa: “Bagaimana?”
Saya: “Coba kamu pikirkan…”
Siswa: “Saya sudah menemukan jawabannya!”
Dan mereka pun terpikat! Pada saat itu, banyak di antara mereka yang bertanya kepada saya bagaimana melakukan berbagai hal yang berbeda. Mereka benar-benar meminta saya untuk mengajari mereka!
Hasil dan Pembahasan
VR sebagai Alat Pembelajaran. Data penggunaan dan studi kasus keduanya memberikan wawasan tentang pertanyaan penelitian pertama tentang bagaimana VR berfungsi sebagai alat pembelajaran selama pandemi COVID-19. Kesimpulan paling sederhana adalah dari besarnya volume penggunaan; platform VR digunakan oleh lebih dari satu juta siswa di seluruh dunia, yang menunjukkan lingkungan robotik virtual berfungsi dengan baik sebagai pengganti pembelajaran tatap muka selama keadaan krisis. Jumlah proyek yang dijalankan (84+ juta) juga merupakan temuan yang mengejutkan jika mempertimbangkan jumlah pengguna individu. Rata-rata, pengguna menyelesaikan 57 proyek, menunjukkan tingkat pengujian dan iterasi yang tinggi. Ini adalah hasil yang sangat menjanjikan mengingat pentingnya mengembangkan sikap “coba dan coba lagi” pada siswa. Ada beberapa cara yang mungkin untuk menyelesaikan aktivitas VR, yang merupakan pelajaran penting untuk dipelajari siswa. Ketika siswa memahami bahwa ada beberapa solusi untuk suatu masalah, kemungkinan besar siswa akan meminta umpan balik dari guru dan juga mereka memiliki pemahaman lebih tinggi tentang apa yang mereka pelajari30.
Dari studi kasus, ada juga konfirmasi bahwa VR berfungsi sebagai lingkungan belajar berisiko rendah. Aimee memperhatikan bahwa murid-muridnya menjadi pembuat kode yang lebih percaya diri dan bersemangat untuk bekerja dengan robot fisik. Mark memperhatikan bahwa para siswa tidak terlalu takut bereksperimen saat mereka membuat kode di VEXcode VR dan ada rasa langsung dalam perasaan mereka bahwa mereka “menang” di lingkungan ini. Ketika kita mempertimbangkan pengamatan guru ini bersama dengan data penggunaan mentah, tampaknya hal itu mengonfirmasi bahwa lingkungan robot virtual membuat siswa merasa lebih bebas untuk bereksperimen dan mengulangi selama proses pembelajaran mereka, dan meningkatkan persepsi positif terhadap robotika secara umum.
Pelajaran dari Guru. Ketika kita mempertimbangkan pertanyaan penelitian kedua tentang wawasan apa yang dapat diberikan guru tentang penerapan VR di kelas, kita dapat mengidentifikasi beberapa kesamaan dari studi kasus. Kedua studi kasus tersebut mengungkap informasi tentang bagaimana guru membuat keputusan dan menerapkan solusi selama COVID-19, tetapi juga tentang apa yang dibutuhkan untuk menyediakan solusi pembelajaran yang efektif bagi siswa dalam lingkungan virtual dan hybrid. Tema-tema ini meliputi solusi fleksibel, kontinuitas, serta kurikulum dan dukungan. Temuan ini harus dianggap sebagai persyaratan untuk semua solusi teknologi, karena mendukung guru berarti mendukung siswa.
Mengingat ketidakpastian seputar kondisi pengajaran, Mark dan Aimee mencatat bahwa mereka membutuhkan solusi yang fleksibel. Pembelajaran jarak jauh dapat berubah menjadi pembelajaran tatap muka, atau beberapa bentuk di antaranya. VR dapat terus digunakan dalam situasi apa pun, tetapi juga menawarkan fleksibilitas dalam pendekatannya. Siswa dapat dilibatkan dalam pelajaran terstruktur yang dipimpin guru seperti yang digunakan Mark dengan kegiatan dan kursus, atau pembelajaran yang dipimpin siswa dengan kecepatan mereka sendiri seperti yang dijelaskan Aimee. Guru juga membutuhkan fleksibilitas dalam tingkat pengalaman, baik dari segi kegiatan maupun jenis bahasa pemrograman yang ditawarkan untuk memenuhi kebutuhan semua siswa.
Kesinambungan pembelajaran ditunjukkan sebagai hal penting dalam kedua studi kasus. Aimee mencatat bahwa setelah bekerja di VR, para siswa bersemangat untuk mulai bekerja dengan robot VEX V5 yang siap digunakan saat pembelajaran tatap muka dilanjutkan. VR berfungsi sebagai batu loncatan untuk bekerja dengan robot fisik, dan meningkatkan kegembiraan dan persepsi positif siswa. Mark juga mencatat bahwa kesinambungan VEXcode dari VR ke IQ sangat penting baginya: “Saya tidak dapat memberi tahu Anda betapa hebatnya bahwa VEX memiliki perkembangan yang sangat mudah diikuti dari kelas 3 hingga perguruan tinggi, semuanya menggunakan VEXcode! Dan dengan VR, mereka dapat mulai mempelajarinya dari rumah!”
Kurikulum dan dukungan jelas penting bagi keberhasilan VR dalam situasi belajar mengajar yang terus berkembang ini. Unit VR menyediakan semua konten untuk dipelajari siswa serta materi yang dibutuhkan untuk mengajarkan pelajaran. Tidak semua guru memiliki latar belakang ilmu komputer dan pengkodean. Aimee mencatat bahwa program berbasis blok juga tidak menakutkan baginya dan murid-muridnya. Mark juga mengatakan bahwa dia tidak terbiasa mengajar banyak ilmu komputer, dan harus mempelajari pelajarannya sendiri sebelum mengajar. Namun, Mark mengakui, “Jika keadaan kembali “normal” besok, saya kini dapat mengajar mata kuliah pemrograman di kelas saya dengan lebih percaya diri.” Dukungan guru untuk kurikulum dan pemrograman VR sangat penting untuk penerapan VR di kelas.
Pembelajaran digital tidak hanya untuk siswa; guru juga berupaya mempelajari praktik dan sumber daya pengajaran melalui teknologi dan media sosial. Guru di hampir 50 negara menyelesaikan sertifikasi VR. Komunitas praktik global terbentuk di sekitar VR. Mark mulai mengunggah video tentang VR di media sosial dan dengan cepat memiliki lebih dari seribu pengikut; melalui karyanya dengan VR, ia berteman dengan guru-guru di Slovenia dan Taiwan. Saat guru berbagi pengalaman dan praktik, siswa akhirnya mendapat manfaat dari kelompok dukungan guru informal ini. Komunitas praktik dapat menyediakan jembatan antara ketersediaan robotika pendidikan saat ini dan penyertaan teknologi ini dalam pendidikan guru formal. Karena semakin banyak guru yang memahami robotika pendidikan melalui pengembangan profesional, seperti 550+ guru yang menyelesaikan kursus sertifikasi, atau melalui komunitas pembelajaran informal, lebih banyak siswa akan diperkenalkan dengan pembelajaran STEM terpadu.
Kesimpulan
VEXcode VR diciptakan pada masa penuh ketidakpastian dan kebutuhan besar akan solusi cepat. Solusi inovatif dapat muncul dari situasi yang mendesak. VR telah menyentuh lebih dari 1,45 juta pengguna yang menyimpan lebih dari 2,52 juta proyek dan menjalankan lebih dari 84 juta proyek—di lebih dari 150 negara. Meskipun pandemi telah memengaruhi siswa dan guru di seluruh dunia, VR telah memungkinkan siswa dan guru untuk terlibat dengan konsep robotika dan ilmu komputer tanpa memandang hambatan fisik. Dari studi kasus guru, tema fleksibilitas, kontinuitas, kurikulum, dan dukungan diidentifikasi sebagai hal penting dalam pengajaran dengan teknologi dalam situasi yang tidak pasti dan penuh tantangan seperti itu.
Beranjak dari masa yang belum pernah terjadi sebelumnya ini, pelajaran yang dipetik dari penciptaan dan penerapan VR menunjukkan jalan untuk penggunaannya di masa mendatang. Data penggunaan yang dikombinasikan dengan studi kasus guru menunjukkan bahwa siswa merasa tidak terlalu terhambat untuk mengulang saat membuat kode di lingkungan virtual. Hal ini menunjukkan bahwa VR mungkin merupakan alat perancah yang berharga yang dapat digunakan bersama dengan robot fisik. Hal ini juga didukung oleh kebutuhan akan fleksibilitas; menggunakan VR sebagai alat pembelajaran yang dikombinasikan dengan robot fisik dapat memberikan lingkungan pembelajaran robotik yang optimal dan fleksibel, di mana opsi yang mudah dan dilakukan di rumah melengkapi kurikulum robotika fisik secara langsung. Kami menantikan penelitian masa depan untuk menyelidiki bagaimana guru dapat menggabungkan robotika virtual dan fisik di dunia pascapandemi.
Ucapan Terima Kasih
Kami dengan penuh rasa terima kasih berterima kasih kepada Aimee DeFoe dan Mark Johnston karena telah berbagi pengalaman mengajar dan wawasan berharga mereka.