Desain Artificial Intelligence Untuk Pembelajaran Kimia

  Kita tidak sadar bahwa perkembangan IPTEKS (Ilmu Pengetahuan, Teknologi, dan Sains) terjadi dengan cepat. Perkembangan IPTEKS tidak hanya terjadi di dunia industri, ekonomi, politik, lingkungan, akan tetapi juga telah merambah ke dunia pendidikan. Perkembangan IPTEKS yang diiringi dengan rasa tanggung jawab yang tinggi akan membawa kemanfaatan bagi semua orang yang menggunakan teknologi tersebut.

      Banyak manfaat yang dapat diambil dari perkembangan IPTEKS, salah satunya yakni dalam dunia pendidikan. Peran IPTEKS dalam dunia pendidikan diantaranya dapat memudahkan guru untuk

mengakses sumber belajar melalui internet. Meskipun begitu, hadirnya teknologi mutakhir dalam dunia pendidikan dirasa masih sangat minim ditemukan terutama di Indonesia.

         Salah satu teknologi mutakhir yang dapat diterapkan pada dunia pendidikan yakni teknologi artificial intelligence atau sering disebut sebagai kecerdasan buatan. AI (Artificial Intelligence) merupakan teknologi yang dapat digunakan manusia sebagai asisten bergerak layaknya robot namun keberadaannya berupa tampilan virtual dalam suatu sistem komputer. AI dapat diibaratkan sebagai otak suatu robot.

 

A. DEFINISI ARTIFICIAL INTELLIGENCE (AI)

        Teknologi AI adalah salah satu bentuk kemajuan yang sangat pesat dari perkembangan IPTEKS di dunia. Teknologi AI masih sangat luas cakupannya sehingga pemanfaatannya jugabermacam-macam di berbagai bidang. Dunia pendidikan adalah salah satu bidang yang dapat mengadopsi adanya teknologi AI. Beberapa pendapat dikemukakan oleh para ahli tentang teknologi AI. Luckin et al., (2016, p. 14) berpendapat bahwa AI sebagai suatu sistem komputer yang dirancang untuk berinteraksi dengan dunia melalui kemampuan-kemampuan tertentu dan perilaku intelijen yang kita sadari seperti manusia pada umumnya. Hal tersebut dikuatkan oleh Colen (1997) yang menyatakan bahwa artificial intelligence merupakan teori yang mendasari tentang mekanisme suatu kecerdasan serta metode empirik untuk membangun dan menguji kemungkinan-kemungkinan model dalam mendukung suatu teori. Artificial intelligence adalah cara agar komputer mampu melakukan serangkaian tes berpikir yang dimiliki oleh manusia dan hewan (Millington & Funge, 2009, p. 7). Teknologi juga diadopsi dalam dunia permainan (game). 

      Berbeda dari pendapat-pendapat sebelumnya, Russel dan Norvig (2010, p. 2), membagi pengertian AI ke dalam empat kategori. Pertama, yakni thinking humanly, menyatakan bahwa teknologi AI merefleksikan pemikiran manusia dalam kegiatan-kegiatan sehari-hari seperti memecahkan masalah, pengambilan keputusan, dan tindakan lain. Kedua, acting humanly yang berarti bahwa AI adalah suatu mesin yang mampu menampilkan kegunaan dengan melibatkan kemampuan intelijen pada saat ditampilkan oleh manusia, serta mampu berbuat sesuatu saat ini yang memiliki kualitas lebih baik dari manusia. Ketiga, thinking rationally yang berarti bahwa AI mampu mengkoordinasikan kemampuan-kemampuan mental melalui komputasi model. Keempat, acting rationally menunjukkan bahwa AI dirancang untuk menciptakan agen yang cerdas melalui penciptaan menggunakan sistem yang canggih. 

      Berdasarkan beberapa pendapat dari ahli-ahli tersebut, maka dapat ditarik sintesis bahwa teknologi AI merupakan teknologi yang menciptakan sebuah sistem dan memungkinkan komputer sebagai salah satu mediumnya dalam rangka melakukan proses interaksi dan memudahkan manusia dalam menjalankan kegiatan sehari-hari.

  Artificial intelligence memberikan kemudahan kepada manusia apabila keberadaannya dimaksimalkan untuk hal-hal positif. Haugeland (1996) berpendapat bahwa AI merupakan mind design yang artinya mencitpakan sistem yang mirip dengan cara kerja otak manusia. Beberapa landasan dalam penciptaan AI dijelaskan oleh Russel dan Norvig (2010, p. 5) sebagai berikut :

 

a). Filosofi

     Beberapa pendapat berspekulasi bahwa mesin mampu bertindak dengan kehendaknya sendiri. Hal inilah yang dikhawatirkan oleh berbagai pihak tentang perkembangan pesat terhadap teknologi AI. Jangan sampai teknologi ini mengambil alih secara mutlak adanya manusia sebagai makhluk sosial dan khalifah di muka bumi ini.

 

b). Matematika

   Para filusuf dunia meyakini bahwa terdapat hal mendasar mengenai munculnya ide terhadap AI, namun lompatan terhadap sains diperlukan perumusan matematis yang tinggi, meliputi tiga hal fundamental, yakni: logika, komputasi, dan probabilitas. Artinya bahwa penemuan AI ini tidaklah lepas dari perhitungan-perhitungan ilmu matematis untuk membuat AI menjadi sebuah sistem yang bermanfaat bagi keperluan manusia. Pengembangan AI membutuhkan algoritma yang cukup rumit untuk dipelajari, sehingga ilmu matematika memberikan peran praktis terhadap pengembangan tekbologi AI di masa mendatang.

 

c). Ekonomi

    Banyak orang berpikir bahwa ekonomi adalah selalu tentang uang, namun para ekonom berpendapat bahwa mereka senantiasa mempelajari bagaimana orang-orang mengambil keputusan yang mengarahkan mereka pada hasil yang lebih menjanjikan. Pernyataan tersebut bermaksud memberikan penjelasan kepada semua orang bahwa untuk menghasilkan uang atau outcome yang menjanjikan, maka diperlukan usaha dan analisis yang kuat. Perkembangan ekonomi sedemikian rupa diprediksi akan memunculkan riset-riset lebih lanjut mengenai pengembangan AI dalam menganalisis, memonitor, serta berperan dalam pengambilan keputusan secara rasional.

 

d). Neurosains

     Neurosains merupakan cabang ilmu kesehatan yang mempelajari tentang sistem syaraf manusia, baik syaraf di seluruh tubuh maupun syaraf yang ada pada otak manusia. Pengembangan teknologi AI diprediksi akan mengadopsi perkembangan keilmuan tentang neurosains yang nantinya akan meningkatkan kinerja dan kualitas dari AI dalam berbagai bidang. Otak dan komputer digital adalah dua hal yang sangat berbeda, namun otak manusia jauh lebih canggih dari komputer manapun di dunia ini. Pernyataan tersebut bisa saja terbantahkan jika di masa mendatang dikembangkan teknologi AI yang mampu menyaingi otak manusia bahkan mengungguli otak manusia. Pengembangan teknologi AI ini harus dikaji secara ketat dan mendalam agar dampak negatif secara global dapat dicegah sejak dini.

 

e). Psikologi

      Beberapa riset yang telah dilakukan menunjukkan bahwa model komputer dapat digunakan untuk menuntun memori psikologi, bahasa, dan kemampuan berpikir logika secara berturutturut. Pernyataan tersebut memberikan indikasi bahwa teori kognitif seharusnya seperti sebuah program komputer yang di dalamnya mengandung berbagai mekanisme pemrosesan informasi dan beberapa fungsi kongitif dilibatkan di dalam proses tersebut. Hal inilah juga menjadi pertimbangan mendasar di dalam mengembangkan teknologi AI terutama dalam hal pemroses informasi dalam sistem otak manusia.

 

f). Teknik Komputer

  Hal yang diperlukan agar penerapan AI berjalan sukses ada dua, yakni inteligensi dan benda.Perkembangan komputer dari waktu ke waktu semakin canggih dengan indikasi meningkatnya kapasitas memori, kecepatan, serta akurasi data yang dihasilkan. AI juga dikendalikan oleh seberapa dalam dan canggih dari software yang ada pada sebuah komputer, yang menyuplai sistem operasi, bahasa pemrograman, serta alat-alat yang dibutuhkan untuk menciptakan suatu program. Semakin canggih komputer tersebut, maka program yang dihasilkan akan semakin baik, sehingga tingkat kecerdasan dari AI akan meningkat.

 

g). Teori kontrol dan masalah keamanan

     Suatu teknologi harus dikontrol dan dapat diawasi dengan baik. Keamanan yang ditanamkan pada teknologi tersebut juga harus aman sehingga tidak semua orang dapat mengakses dan mengoperasikannya. Kalkulus dan matrik aljabar adalah dua alat dalam teori kontrol. Melalui

B. PERAN AI DALAM PENDIDIKAN

        Dalam pendidikan AI sangat berperan dalam menyampaikan segala informasi dan pengelaman belajar yang akan membuat peoses belajar mengajar lebih efektif. Dengan menggunakan media-media pembelajaran yang dikembangkan dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik artificial intelligence, pebelajar/learner dapat belajar tanpa harus berhadapan langsung berhadapan dengan guru, dan informasi dalam media-media pendidikan tentunya akan lebih mempermudah dan meringankan tugas guru/pendidik dalam mentransformasikan ilmu dan pengalaman belajar mereka terhadapa peserta didik. Jadi dapat pula dikatakan bahawa aplikasi kecerdasan buatan dalam bidang pendidikan yang bertindak sebagai partner bagi pelajar atau mahasiswa dalam mempelajari suatu bidang.

 

        AI dalam mengambil keputusan dalam bidang pendidikan bagi pimpinan lembaga pendidikan akan lebih mempermudah baginya karena data, basis dan pebetahuan informasi yang diperoleh akan lebih akurat dari pada secara manual. Kepala sekolah misalnya, akan lebih mudah dan lebih tepat dalam mengambil keputusan dan kebijakan untuk meningkatkat kualitas pembelajaran dari data yang diperoleh dari sistem AI

 

Berikut hal-hal yang bisa AI lakukan di bidang pendidikan:

 

Pembelajaran yang lebih cerdas

    Pembelajaran dalam sistem AI ini merupakan pembelajaran yang dipersonalisasi sehingga meningkatkan pengalaman belajar siswa. Pembelajaran AI dalam sistem individual ini menunjukkan bahwa hal ini dapat meningkatkan fokus siswa. Pasalnya, AI memiliki kemampuan untuk mengajar siswa secara individu dan mengenali area yang dibutuhkan untuk menemukan cara pengajaran yang tepat pada siswa melalui kecerdasan buatan tersebut.

Misalnya, jika teknologi ini tahu kamu tertarik dengan mobil balap, maka itu yang akan digunakan sebagai analogi atau contoh untuk memahami materi pelajaran.

 

Identifikasi bila siswa tak mengerti

      Kecerdasan AI bisa mengidentifikasi konsep seperti apa yang tidak dipahami oleh siswa. Sehingga nantinya AI bisa melakukan penyesuaian untuk menemukan cara baru dalam membantu pembelajaran siswa.

      Blackboard, salah satu alat di bidang pendidikan kini banyak digunakan perguruan tinggi. Sebuah platform online ini digunakan para profesor untuk merilis catatan, pekerjaan rumah, kuis, dan tes, dan memungkinkan siswa mengajukan pertanyaan dan tugas untuk penilaian. Alat ini juga bisa mengidentifikasi alasan di balik ketidak pahaman siswa.

 

Menilai tugas

        Manfaat lain dari program AI yaitu menilai kedua pilihan ganda dan pertanyaan dengan jawaban singkat. Ke depannya, AI juga bisa menilai pertanyaan esai. Oleh sebab itu, para guru tidak perlu lagi menghabiskan waktu mengerjakan tugas menilai setiap jam karena guru dapat lebih berkonsentrasi pada pengajaran dan interaksi satu lawan satu saja. Siswa juga mendapat hasil nilai langsung melalui AI. Mereka tak perlu menunggu waktu yang lama untuk mendapatkan nilai mereka. Siswa juga akan menuai keuntungan dari guru yang memiliki waktu tambahan untuk proses belajar dan mengajar.

 

          Saat ini di Indonesia contoh penerapan AI learning yakni belajar dengan menggunakan aplikasi QUIPPER dan ruang guru

Kebutuhan akan penggunaan kecerdasan buatan semakin meningkat seiring dengan besarnya manfaat yang didapatkan. Intelligent Tutoring System (ITS) merupakan satu tipe dari sistem kecerdasan buatan yang menangani masalah pembelajaran atau pelatihan. Keuntungan utama digunakannya ITS ini dibandingkan dengan metode yang sering digunakan adalah terciptanya suatu pembelajaran yang lebih efektif.

Dalam hal ini pengguna dituntut tidak hanya memberikan jawaban-jawaban dari permasalahan yang ada dengan benar saja, namun dengan efektif pula, sesuai dengan solusi optimal yang diciptakan oleh sistem kecerdasan buatan yang ada. Sehingga akan membantu user di dalam pembelajaran masalah dengan sangat baik. ITS yang mana didalamnya memuat suatu metode dari sistem kecerdasan buatan akan menghasilkan suatu solusi yang optimal dari permasalahan yang ada. Berdasarakan solusi optimal tersebut, jawaban langkah-langkah yang telah diinputkan akan dibandingkan. Kemudian dengan menggunakan algoritma yang ada, akan dihasilkan suatu keluaran apakah jawaban yang diinputkan sudah efektif atau masih belum.

ITS juga memberikan suatu keluaran berupa evaluasi dari pembelajaran yang dilakukan oleh pengguna, dimana acuan yang didapatkan diperoleh pada saat pengguna melakukan uji coba. Konsep ITS tidak hanya berguna untuk menyelesaikan masalah saja namun juga berguna sebagai suatu sistem yang memberikan evaluasi atau saran kepada pengguna di dalam menyelesaikan masalah. Dalam proses pembelajaran, ITS dapat menerapkan berbagai macam metode pembelajaran yang ada. Pada implementasinya, pemilihan metode pembelajaran akan mempengaruhi jenis teknologi apa yang nantinya akan digunakan pada ITS tersebut.

 

ITS memiliki begitu banyak efektifitas bagi para pelajar, terutama dalam mengenal dan membiasakan diri dengan dunia teknologi dan alat pembelajaran yang modern. Tetapi sepertinya, metode ini belum cocok untuk diterapkan di Indonesia, karena ITS tentunya hanya dapat disediakan untuk sekolah-sekolah yang elit, yang sudah memiliki kemampuan untuk menyediakan sarana pembelajaran ini. Sedangkan seperti yang kita lihat, sekolah-sekolah di Indonesia belum seluruhnya memiliki kemampuan yang cukup dalam menyediakan sarana ini. Seharusnya, program ini sudah diberlakukan untuk seluruh sekolah di Indonesia agar seluruh pelajar di Indonesia tidak akan canggung lagi saat berhadapan dengan teknologi khususnya komputer di masa-masa yang akan datang. Sebenarnya ini adalah tanggungan pemerintah untuk memajukan pendidikan dan pengetahuan umum para generasi muda di Indonesia. Semoga di masa-masa yang akan datang, pemerintah sudah sanggup untuk menyediakan program ini untuk seluruh sekolah di Indonesia. 

 

C. MANFAAT AI 

     Segala sesuatu yang diciptakan di dunia ini tentu memiliki tujuan. Begitu pula dengan penciptaan berbagai kecerdasan buatan yang bisa anda temukan di sekitar anda saat ini. Tujuan dari penciptaan teknologi ini tentu saja tidak terlepas dari manfaat yang bisa didapatkan atau dirasakan oleh sang penciptanya dam juga untuk manusia yang ada di dunia ini.

Adapun beberapa manfaat yang bisa diberikan oleh kecerdasan buatan tersebut, antara lain:

1. Memberikan penyederhanaan solusi untuk kasus-kasus yang kompleks dan berulang-ulang.
2. Masyarakat awam non-pakar dapat memanfaatkan keahlian di dalam bidang tertentu tanpa kehadiran langsung seorang pakar.
3. Meningkatkan produktivitas kerja, yaitu bertambah efisiensi pekerjaan tertentu serta hasil solusi kerja.
4. Penghematan waktu dalam menyelesaikan masalah yang kompleks.
5. Memungkinkan penggabungan berbagai bidang pengetahuan dari berbagai pakar untuk dikombinasikan.
6. Pengetahuan dari seorang pakar dapat didokumentasikan tanpa ada batas waktu.

D. DAMPAK NEGATIF TREND AI

        Kecerdasan buatan atau Artificial Intelligence (AI) saat ini sudah mulai banyak digunakan dalam berbagai aplikasi digital. Penggunaannya tersebut tidak terlepas dari dampak yang bisa diberikannya.

Tidak bisa dipungkiri memang kalau AI memiliki peranan yang sangat penting, baik dan bermanfaat untuk manusia. Namun apakah penggunaan AI ini tidak memiliki dampak buruk? Jelas saja punya. Lantas, apa saja dampak buruknya? Mari kita lihat efek yang bisa ditimbulkan dari AI itu sendiri di bawah ini:

• Sempitnya lapangan kerja.
• Mentalitas teknologi, hal ini tercermin pada kepercayaan yang berlebihan pada alat (teknosentris), seolah-olah segala sesuatu dapat dipecahkan oleh teknologi dan sesuatu akan lebih meyakinkan kalau dilakukan dengan peralatan dan disertai angka-angka.
• Krisis teknologi, berbagai krisis yang melanda dunia abad ini terutama disebabkan oleh perkembangan teknologi yang terlalu cepat, sehingga proses adaptasi dan integrasi tidak perlu dilakukan, akibatnya terhadap individu ialah technostress, penyakit urban serta penyakit peradaban.
• Habisnya sumber daya.
• Timbulnya cuaca extrim diakibatkan industri mesin merajalela.
• Pencemaran lingkungan.
• Lingkungan informasi juga akan menimbulkan problem karena pertumbuhannya yang sangat cepat, melampui daya serap dan daya olah manusia.

Untuk kedepannya nanti, seharusnya Artificial Intelligence lebih dapat mendeteksi mana hal yang baik dan mana hal yang buruk, sehingga teknologi dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Sehingga tidak dimanfaatkan oleh oknum-oknum yang melek teknologi namun merem akhlak.

Permasalahan:

Menurut anda sebagai guru dan researcher to be  apa yang harus dipersiapkan untuk menghadapi era AI?