Student Modeling for Adaptive Metacognitive Scaffolding using Clustering Technique

Penulis

Indriana Hidayah

Pembimbing: Teguh Bharata Adji, S.T., M.T., M. Eng., Ph.D.;Noor Akhmad Setiawan, S.T., M.T., Ph.D.


Metakognisi merupakan aspek pembelajaran yang mendukung tercapainya pembelajaran yang efektif. Sehingga menyediakan perancah metakognisi yang adaptif terhadap kebutuhan siswa dalam sistem e-learning sangat diperlukan. Untuk membangun sistem tersebut, terdapat dua permasalahan penelitian, yaitu perlunya memperbaiki akurasi dari pemodelan siswa dalam aspek metakognisi untuk mewujudkan adaptifitas perancah dan mengembangkan model perancah metakognisi yang adaptif untuk mata kuliah yang dipelajari. Pertama, penelitian ini mengusulkan sebuah metode pemodelan siswa untuk mengidentifikasi kondisi metakognisi siswa. Metode tersebut menggunakan sebuah teknik analisis data denga tipe skala Likert yang menghasilkan jarak yang berbeda di antara skala Likert. Kedua, diusulkan pula sebuah model perancah metakognisi yang adaptif untuk matakuliah Algoritma dan Struktur Data (ASD). Perancah tersebut terdiri dari instruksi metakognisi yang adaptif dan petunjuk (hints) metakognisi yang adaptif yang dibangkitkan berdasar pada model siswa yang diperoleh pada tahap sebelumnya. Sistem e-learning yang digunakan sebagai suplemen untuk Algoritma dan Struktur Data dikembangkan untuk mengukur efektivitas metode pemodelan siswa yang diusulkan serta model perancah metakognitif adaptif. Kemudian, studi eksperimental dilakukan. Kelas algoritma dan struktur data secara acak dibagi menjadi dua kelompok, kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Kelompok eksperimen menggunakan sistem yang dikembangkan sebagai suplemen di kelas, sedangkan, kelompok kontrol hanya menerima kelas reguler. Percobaan menunjukkan metode pemodelan siswa yang diusulkan berhasil memodelkan metakognisi siswa. Keberhasilan metode yang diusulkan ditunjukkan oleh indeks siluet yang lebih tinggi (dibandingkan dengan metode sebelumnya) dan efek positif dari perancah metakognitif adaptif terhadap kualitas belajar siswa. Dua kriteria digunakan untuk mengevaluasi efektivitas sistem, yang terdiri dari keberhasilan akademik dan kepuasan akademik. Dua kriteria diukur dari kelompok eksperimen dan kontrol. Analisis non-parametrik Mann-Whitney U-test dengan tingkat signifikansi 0,01 menunjukkan bahwa keberhasilan akademik kelompok eksperimen secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok kontrol. Selain itu, survei kepuasan akademik mengungkapkan bahwa siswa puas dengan sistem; Namun, beberapa revisi kecil diperlukan. Oleh karena itu, kedua kriteria menunjukkan bahwa metode pemodelan siswa yang diusulkan dan model perancah metakognitif mampu meningkatkan kualitas pembelajaran dalam konteks yang diteliti.

Metacognitive is essential to encourage students to become effective, self-regulated and long-life learners. Therefore, to include metacognitive scaffolding as pedagogical support in educational software is advantageous. Furthermore, giving the scaffolding ability to adapt to learner needs will promote students' engagement and active learning, hence, better quality of learning. To build such system, there are two main research problems, including how to develop a method for producing accurate metacognitive student model which is the base the adaptive metacognitive scaffolding that will effectively improve learning quality in the studied context. This research tries to solve those problems by, first, proposing a new student modeling method to model students' metacognitive state. The proposed method uses a new Likert scales analysis which produces an unequal distance between the scales, as opposed to the previous analysis methods. Secondly, a model of metacognitive scaffolding is presented. The proposed model provides adaptive scaffolding which is tailored to students' metacognitive model. The scaffolding is composed of adaptive metacognitive instructions, hints, and recommendations to encourage the implementation of metacognitive strategies during learning algorithm and data structure. An e-learning system which is used as a supplement for the algorithm and data structure course is developed to measure the effectiveness of the proposed student modeling method as well as the adaptive metacognitive scaffolding model. Then, an experimental study is conducted. A class of algorithm and data structure course is randomly divided into two groups, experiment, and control group. Experiment group uses the developed system as a supplement in the class, whereas, the control group only received a regular class. The experiment showed the proposed student modeling method successfully model students metacognitive. The success of the proposed method is indicated by higher silhouette index (compared to previous methods) and positive effect of the adaptive metacognitive scaffolding to the students' learning quality. Two criteria are used to evaluate the effectiveness of the system, comprising of academic success and academic satisfaction. The two criteria are measured from the experiment and control groups. Non-parametric analysis Mann-Whitney U-test with significance level 0.01 shows that the academic success of experiment group is significantly higher than that of the control group. In addition, the academic satisfaction survey reveals that students are satisfied with the system; however, some minor revisions are needed. Therefore, both criteria show that the proposed student modeling method and the model of metacognitive scaffolding are able to improve the learning quality in the studied context.

Kata kunci student modeling method, metacognitive, adaptive metacognitive scaffolding
Program Studi DOKTOR TEKNIK ELEKTRO UGM
No Inventaris
Deskripsi
Bahasa Indonesia
Jenis Disertasi
Penerbit [Yogyakarta] : Universitas Gadjah Mada, 2019
Lokasi Perpustakaan Pusat UGM
File
  • Anda dapat mengecek ketersediaan versi cetak dari penelitian ini melalui petugas kami dengan mencatat nomor inventaris di atas (apabila ada)
  • Ketentuan Layanan:
    1. Pemustaka diperkenankan mengkopi cover, abstrak, daftar isi, bab pendahuluan, bab penutup/ kesimpulan, daftar pusatak
    2. Tidak diperbolehkan mengkopi Bab Tinjauan Pustaka, Bab Pembahasan dan Lampiran (data perusahaan/ lembaga tempat penelitian)
    3. Mengisi surat pernyataan, menyertakakan FC kartu identitas yang berlaku

<< kembali