Pengajaran dan Pembelajaran Mata Kuliah Mikroelektronik Berbasis Web
Pengajaran dan Pembelajaran Mata Kuliah Mikroelektronik Berbasis Web
A.B. Mutiara dan Singgih Jatmiko
Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Gunadarma,
Jl. Margonda Raya No.100, Pondok Cina Depok
amutiara@staff.gunadarma.ac.id & singgih@staff.gunadarma.ac.id
ABSTRAKSI, Pada paper ini metode pengajaran
dan pembelajaran mata kuliah Mikroelektronika
berbasis web akan disampaikan, sebagai salah satu
alternaitf/jawaban atas masalah yang sering terkait
dengan pengajaran dan pembelajaran mata kuliah
tersebut, yaitu terutama tidak tersedia fasilitas
laboratrium yang memadai (laboratorium). Perlunya dirancang model pembelajaran dan pembelajarannya yang sesaui, salah satunya dengan membangun laboratorium virtual dan kelas virtual.
Keduanya dianggap sebagai “supplement” akibat
kekurangan fasiltas pendukung tersebut. Untuk itu
akan dipaparkan modul-modul yang merupakan
alat/sarana yang digunakan dalam rangka pengembangan metode pengajaran dan pembelajaran mata
kuliah Mikroelektronika. Modul-modul dibagi dua
yaitu i) modul kelas dan laboratorium riil; ii) modul
kelas dan laboratorium virtual. Modul kelas dan
laboratorium sifatnya non interaktif dan berbentuk
slide-slide dalam format power point dan dokumen
dalam format word atau pdf.. Sedangkan modul
kelas dan laboratorium virtual bersifat interaktif
berbasis WEB, dibuat dengan menggunakan
perangkat lunak bantu, misalkan MacromediaFlash, dan bahasa-bahasa pemrograman, misalkam
bahasa C, Tcl/TK, Java-Applets. Disamping modul
akan ditampilkan juga program aplikasi manajemen
integrasi modul-modul interkatif tersebut. Program
aplikasi ini membentuk dan membangun baik kelas
maupun laboratorium virtual. Program aplikasi
untuk lab. virtual dibangun aplikasi Flash,
sedangkan untuk kelas Virtual dibangun dengan
bahasa pemrograman WEB-PHP. Sebagai web dan
file/database server masing-masing digunakan
Apache dan MySQL
Keywords: E-Learning, web-based Learning
I. PENDAHULUAN
Mata kuliah mikroelektronik merupakan
salah satu materi kuliah yang diselenggarakan
program studi Sistem Komputer (SK).
Penyelenggaraan mata kuliah ini diha-rapkan
akan sangat mendukung kompetensi yang
dimiliki para lulusan/alumni jurusan ini,
disampin mata kuliah ini akan menjadi jembatan
yang sangat baik untuk memahami konsep dasar
secara mikro komponen-komponen perangkat
keras dari suatu sistem atau arsitektur komputer.
Dengan memperhatikan model kurikulum
dari Accreditation Board of Engineering and
Technology (ABET) [1], penyelenggaraan mata
kuliah ini oleh jurusan tidaklah mudah, karena
disatu
sisi
ABET
mengklasifikasikan
mikroelektronik secara umum sebagai satu
program studi/bidang peminatan dibawah suatu
fakultas/jurusan Teknik Elektro atau Teknik
Elektro dan Komputer (Electrical and computer
Engineering Department), disisi lain jurusan SK
harus mencoba mensarikan dan merangkup
menjadi
satu
mata
kuliah.
Penyarian/
perangkuman ini telah tercermin pada silabus
dan satuan acara pengajaran (SAP) yang
telah dikeluarkan oleh jurusan untuk
diimplementasi.
Dengan memperhatikan silabus dan SAP
yang ada memang tampaknya jurusan mencoba
menyelaraskan dengan kurikulum ABET.
Penyelarasan ini tentunya dilakukan agar
penyelanggaraan mata kuliah ini ideal dan tepat
guna bagi mahasiswa peserta. Seperti kita ketahui
SAP yang ada dititikberatkan pada fisika devais
semikonduktor dan fabrikasi IC, (sebagai hasil
kombinasi kurikulum ABET dan buku-buku teks
yang ada [2-4]).
Penyelenggaran SAP ini tidaklah salah,
namun tentunya harus didukung oleh prasarana
dan fasilitas yang mendukung, yaitu laboratorium
mikroelektronik yang memadai dan mendukung
SAP tersebut. Laboratium mikroelekronik
diharapkan tentunya laboratorium yang memiliki
fasilitas dan modul yang memungkinkan hal
berikut diselenggarakan, misalkan (i) bagaimana
membuat semikonduktor murni, (ii) bagaimana
membuat IC yang sederhana dari teknik-teknik
fabrikasi yang ada, (iii) bagaimana mengukur
karakateristik devais semikonduktor, dan lainlain.
Dengan memperhatikan laboratorium yang
harus dimiliki, tampaknya bagi jurusan adalah
sesuatu yang berat dan sangat mustahil untuk
dimiliki, karena laboratorium yang demikian
tidaklah murah baik dari segi pengadaan maupun
pemeliharaannya dikemudian hari.
Dari uraian di atas, tampak bahwa SAP yang
diselenggarakan tidak relevan dengan prasarana
yang ada. Ketidak relevanan ini tentunya akan
menimbulkan ketidak efisienan dan ketidak
efektifan penyelenggaraan mata kuliah ini, dan
hal yang lebih tidak menguntungkan lagi yaitu
suasana akademik dalam penyelenggaran mata
kuliah ini akan menjadi rendah, karena
mahasiswa sebagai peserta mata kuliah akan
merasakan bahwa mata kuliah ini manfaatnya
tidak ada bagi mereka dan mereka cenderung
untuk tidak serius dalam mengikuti mata kuliah
tersebut.
Berbagai pemecahan alternatif untuk masalah
ini dapat dilakukan dengan tahap-tahap secara
garis besar sebagai berikut (i) peninjauan kembali
SAP. SAP perlu dipertahankan atau tidak ? (ii)
menyelenggarakan
metode
baru
dalam
penyelenggaran mata kuliah ini, seperti tampak
pada judul paper teaching grant ini, yaitu
kombinasi perkuliahan dan praktikum yang
tradisional dan yang interkatif berbasis WEB.
Perincian menyeluruh (detail) tahap (ii) akan
diuraikan pada seksi tinjauan pustaka dan
metodologi konsep perbaikan dan pengembangan
Dengan berasumsi bahwa SAP akan ditinjau
kembali dan tetap berbasis pada kurikulum yang
dikeluarkan ABET, berbagai kendala dan
masalah akan tetap dihadapi antara lain
a) Tidak relevannya penyelenggaraan mata
kuliah dengan prasarana laboratorium yang
ada. Akibatnya jelas bahwa penyelenggaran
mata kuliah ini akan tidak efektif dan efisien,
dan tentunya tujuan/obyekif dari mata kuliah
ini tidak akan tercapai.
b) Kondisi rata-rata mahasiswa yang tidak
memiliki basis matematika serta fisika yang
terlalu kuat akan menimbulkan keraguan
apakah SAP yang diberikan akan efektif dan
bermanfaat. Karena seperti kita ketahui, SAP
mata kuliah ini berisi tentang materi fisika
devais semikonduktor, mulai dari konsep
atom dan molekul pada material zat padat,
gejala transport pembawa, karakteristik dioda
dan transistor, teknik pembuatan kristal
tunggal semikonduktor, sampai teknik
pembuatan IC secara sederhana.
Tujuan dari pengembangan metode ini adalah
memberikan salah satu alternatif yang terkait
dengan permsalahan di atas, yaitu terutama
menyangkut fasilitas laboratorium yang kurang
mendukung untuk memahami lebih baik
mengenai mikroleketronika.
II. TINJAUAN PUSTAKA DAN METODOLOGI
A. Konsep Perbaikan dan Pengembangan
Peninjauan kembali SAP adalah kunci utama
suskes atau tidak penyelanggaraan mata kuliah
ini (catatan: Peninjauan SAP diasumsikan tetap
berbasis pada kurikulum ABET). Peninjauan
SAP mata kuliah ini tidak hanya spesifik/khusus
pada mata kuliah, namun perlu ditinjau kembali
SAP mata kuliah yang akan menjadi prasyarat
untuk dapat mengikuti kuliah ini , misalkan SAP
dari mata kuliah fisika, mata kuliah elektronika
dasar, dan mata kuliah system digital dan analog.
Secara umum, SAP mata kuliah ini berisi
konsep dasar fisika devais semikonduktor dan
fabrikasi IC, materi digital tingkat lanjut dan
aplikasinya, dan materi analog lanjut dan
aplikasinya [5]. Materi aplikasi perlu diberikan
dengan harapan akan membuka wawasan dan
kemungkinan mahasiswa untuk bergerak di
bidang kewirausahaan [5].
Peninjauaan SAP, dilanjutkan dengan
penetapan SAP ujicoba. Sebelum menuju ke
penetapan SAP ujicoba, dilakukan proses
pemilihan dan pemilahan materi yang mana saja
yang tepat untuk (a) perkuliahan di kelas, (b)
perkuliahan di kelas virtual, (c) praktikum di
laboratorium riil, dan (iv) praktikum di
laboratorium virtual. Dalam proses pemilihan dan
pemilihan akan terdapat proses pengembangan
acuan praktikum (AP). Acuan praktikum yang
sudah ada akan ditinjau dan kemudian
diselaraskan dengan SAP ujicoba.
Selama proses penetapan SAP ujicoba,
modul-modul, baik modul perkuliahan maupun
praktikum, akan dikembangkan. Untuk modulmodul di kelas virtual dan laboratorium virtual
dikembangkan modul-modul yang bersifat
interaktif berbasis WEB. Disini jelas SAP
ujicoba harus memuat SAP tambahan
(supplement), disamping SAP inti (core). SAP
supplement berisi materi-materi yang bersifat
lanjut dan materi-materi yang apabila diberikan
di kelas riil akan tidak efektif dan kondusif.
Dari uraian di atas, konsep yang akan
digunakan
untuk
memperbaiki
dan
mengembangkan mata kuliah “Mikroelektronika”
adalah konsep kombinasi perkuliahan di kelas
riil dan di kelas virtual, dan praktikum di
laboratorium riil dan di laboratorium virtual.
a) Perkuliahan
di
kelas
mengajarkan
materi/topik yang ada di SAP inti (core).
Dengan harapan tujuan dari intruksional
khusus (TIK) suatu materi/topik tercapainya.
Sarana pendukung untuk perkuliahan di kelas
ini adalah modul dan slide presentasi untuk
masing-masing materi/topik.
b) Perkuliahan di kelas virtual sifat interaktif
dan berbasis WEB berisi materi yang
terdapat di SAP tambahan (supplement) dan
segala bentuk penugasan. Sarana pendukung
yang diperlukan adalah modul interaktif
berbasis WEB.
c) Praktikum di laboratorium riil melaksanakan
AP yang dikembangkan. Sarana pendukung
yang diperlukan, disamping laboratorium
mikroelektronika berserta prasarana yang
ada, modul-modul praktikum yang sifat
aplikatif
d) Praktikum di laboratorium virtual berisi
materi praktikum yang sulit dilaksanakan di
laboratorium riil, dengan kata lain kita
menyelenggarakan “virtual eksperimen”.
Contoh
misalkan
proses
pembuatan
semikonduktor dan teknik fabrikasi IC.
Kedua contoh sulit dilaksanakan di lab riil
yan ada, hanya dapat dilakuakan di lab
virtual. Model laboratium virtual ini dapat
kita adopsi dari model yang ada, misalkan
model virtual berbasis WEB dengan java
applet [6-8] atau berbasis WEB dengan
VRML [9]. Sarana pendukung yang
diperlukan adalah modul interaktif berbasis
WEB
Melalui implementasi konsep ini, diharapkan
mahasiswa mendapatkan pengetahuan secara
utuh (teori dan praktek) untuk memahami konsep
mikro dari devais semikonduktor serta aplikasiaplikasinya yang dapat diterapkan (i) untuk
membangun suatu sistem komputer pada
khususnya, dan (ii) dalam kehidupan di dunia
nyata setelah mahasiswa mengikuti kuliah ini
pada umumnya. Pengetahuan inilah yang
diharapkan dapat menjadi bekal bagi mahasiswa
untuk mengembang-kan bakat kewirausahaannya
[5].
B. Materi Pendukung
Mata kuliah Mikroelektronik berdasarkan
konsep yang telah diuraikan di atas, dapat
diimplementasikan dengan sejumlah materi
pendukung, yang terdiri atas materi yang bersifat
teori serta sarana/prasarana praktikum. Materimateri ini akan dikemas menjadi modul-modul,
baik modul yang sifatnya tutorial maupun
sifatnya interaktif. Modul-modul kuliah dan
praktikum direncanakan akan disusun, dan
diletakan ke file-server jurusan SK, sehingga
dapat diakses melalui internet, dan untuk
dokumentasi akan disimpan dalam bentuk
electronic material (CD ROM). Dengan model
modul seperti ini, sebenarnya akan dicoba
penerapan model E-Learning, modul-modul ini
akan menjadi prototype untuk model E-Learning
mata kuliah yang lainnya.
Praktikum diadakan di laboratorium mikroelektronika, yang menyediakan fasilitas/peralatan
perancangan dan pembuatan prototype rangkaian
digital /analog alat yang sedang dibuat. Catatan
praktikum berisi materi yang mungkin
dilaksanakan di laboratorium riil.
Seperti telah diuraiakan di atas, akan coba
diterapkan virtual eksperimen yang dapat
dilakukan di lab virtual. Modul untuk praktikum
jenis jelas harus dapat di akses secara elektronik.
Untuk itu maka modul ini dicoba dikembangkan
berbasis WEB, sehingga dapat diakses melalui
internet. Karena modul ini sifatnya internal, maka
pada awal implementasi belum dapat diletakan di
file-server jurusan atau gunadarma, melainkan
hanya dalam bentuk CD-ROM, dimana akses
maupun pelaksanaan praktikum dibatasi khusus
untuk mahasiswa jurusan Sistem Komputer
Artinya pada saat praktikum mahasiswa akan
diberikan CD-ROM-nya. Untuk implementasi
yang sifatnya terbatas ini jurusan dalam hal
laboratorium
mikroelektronika,
harus
menyediakan perangkat komputer.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada seksi berikut akan ditampilkan hasil dan
pembahasan modul-modul pembelajaran dan
pengajaran.
1. Tampilan Halaman pembuka dan hompage
Halaman pembuka dibuat dengan menggunakan Macromedia-Flash MX Pada halaman
ini terdapat animasi yang bertujuan agar halaman
menjadi menarik.
Halaman pembuka memiliki link ke Homepage proyek dan matakuliah. Tampilan homepage dapat dilihat pada lampiran.
Pada home-page gambaran umum model
arsitektur juga ditampilkan, seperti tampak pada
gambar di lampiran (implemented metode)
2. Modul untuk kelas dan lab. riil
Modul kelas riil dibuat dengan menggunakan
MS-Powerpoint.
Model praktikum riil berupa dokumen format
word atau pdf.
3. Modul untuk kelas dan lab. virtual
Modul interaktif berbasis WEB dengan JavaApplets. Seperti telah dijelaskan pada seksiseksi sebelumnya, Java-Applets telah banyak
digunakan sebagai bahasa pemrograman
untuk menghasilkan modul pembelajaran
interaktif berbasis WEB Contoh Java-Applet
untuk suatu rangkaian penguat dapat dilihat
pada lampiran.
Modul interaktif menggunakan Tcl/Tk
dengan inti komputasinya dibuat dengan
bahasa C. Modul yang dibuat bernama
“Fermi”. Adapun rumus-rumus yang
digunakan dapat kita jumpai pada buku-buku
mengenai “devais semikonduktor”. Pada
kedua modul mahasiswa akan dibantu
bagaimana menghitung kerapatan muatan
dan pita energi baik pada semikonduktor
tipe-n, pada semikonduktor tipe-p maupun
pada daerah persambungan atau daerah
deplesi. Contoh tampilan modul dapat dilihat
pada lampiran.
Modul Simulasi pembuatan perangkat
semikonduktor
dengan
menggunakan
Macromedia-Flash MX. Pada Simulasi akan
ditampilkan tahap-tahap proses pembuatannya. Contoh tampilan simulasi dapat dilihat
pada lampiran
Modul tutorial on-line tentang fabrikasi IC.
Isi modul bersifat umum, artinya hanya
proses fabrikasi IC yang harus dilakukan saja
yang ditampilkan. Contoh tampilan modul
dapat dilihat pada lampiran
Streaming movie dengan aplikasi stream.
Modul film (Movie-Modu-Lab) proses
pembuatan IC diintegrasikan dengan slides
4. Aplikasi manajemen integrasi modul (webbases virtual class dan virtual lab.)
Aplikasi manajemen integrasi dibuat dengan
bahasa pemprograman web-PHP. Tujuan dari
program ini adalah membangun sistem virtual
kelas dan manajemen laboratorium. Dengan
adanya sistem ini manajemen perkuliahan
diharapkan menjadi lebih baik, karena dengan
sistem ini diharapkan antara dosen dan
mahasiswa dapat berdiskusi secara on-line,
ataupun terdapat interaksi secara on-line antar
mahasiswa.
Berikut gambar desain dan contoh tampilan
“login” program aplikasi virtual kelas dan lab.
(lihat gambar di lampiran)
IV. KESIMPULAN
Melalui implementasi semua modul yang
dihasilkan ini diharapkan konsep perbaikan
metode pembelajaran dan pengajaran, seperti
ysng telah dijelaskan di atas, secara ideal akan
dapat mencapai sasarannya. Namun sebagai
catatan, kesuksesaan tahap implementasi
bergantung pada berbagai faktor. Faktor
utamanya antara i) manusianya (dosen dan
mahasiswa) dan ii) Infrastruktur Jaringan baik
lokal Universitas mapun internet (TELKOM) .
PUSTAKA
[1] http://www.engr.uky.edu/~donohue/abet/abet
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
sylb.html
Millman, Jacob, Microelectronics : Digital
and Analog Circuits and Systems, Mc. Graw
Hill Inc, 1979.
Rio, S. K dan Iida, M., Fisika dan Teknologi
Semikonduktor, Pradnya Paramitha, 1980
Wakerly, J.F., Digital Design Principles and
Practices, 2nd ed. Engelwood Cliff, Prentice
Hall, New Jersey, 1994.
Arifin, Irwan, Proposal Teaching Grant,
Gunadarma, 2002
Wie, C.R dan Na, Inmook , J. Mater. Edu.,
20, No.1-2, pp.49-55 (1998);
http://jas2.eng.buffalo.edu/talks/MRS97/mrs
97paper.html
Wie, C. R., J. Mater. Edu., 19, No.1-2,
pp.121-130 (1997);
http://jas.eng.buffalo.edu/papers/mrs96_jme/
paper.htm
Bean, C John et.al., Interactive Tools on
Microelectronics for Early Science and
Engineering
Students,
NSF-Project
Descriptions under Course Curriculum and
Laboratory Improvement Initiative (CCLI),
1998
Indrusiak, L.S. dan Reis, R.A de Luz, 3D
Integrated Layout Visualization using VRML,
Journal-IEEE Computer Society Press, 1999
A.B. Mutiara dan Singgih Jatmiko
Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Gunadarma,
Jl. Margonda Raya No.100, Pondok Cina Depok
amutiara@staff.gunadarma.ac.id & singgih@staff.gunadarma.ac.id
ABSTRAKSI, Pada paper ini metode pengajaran
dan pembelajaran mata kuliah Mikroelektronika
berbasis web akan disampaikan, sebagai salah satu
alternaitf/jawaban atas masalah yang sering terkait
dengan pengajaran dan pembelajaran mata kuliah
tersebut, yaitu terutama tidak tersedia fasilitas
laboratrium yang memadai (laboratorium). Perlunya dirancang model pembelajaran dan pembelajarannya yang sesaui, salah satunya dengan membangun laboratorium virtual dan kelas virtual.
Keduanya dianggap sebagai “supplement” akibat
kekurangan fasiltas pendukung tersebut. Untuk itu
akan dipaparkan modul-modul yang merupakan
alat/sarana yang digunakan dalam rangka pengembangan metode pengajaran dan pembelajaran mata
kuliah Mikroelektronika. Modul-modul dibagi dua
yaitu i) modul kelas dan laboratorium riil; ii) modul
kelas dan laboratorium virtual. Modul kelas dan
laboratorium sifatnya non interaktif dan berbentuk
slide-slide dalam format power point dan dokumen
dalam format word atau pdf.. Sedangkan modul
kelas dan laboratorium virtual bersifat interaktif
berbasis WEB, dibuat dengan menggunakan
perangkat lunak bantu, misalkan MacromediaFlash, dan bahasa-bahasa pemrograman, misalkam
bahasa C, Tcl/TK, Java-Applets. Disamping modul
akan ditampilkan juga program aplikasi manajemen
integrasi modul-modul interkatif tersebut. Program
aplikasi ini membentuk dan membangun baik kelas
maupun laboratorium virtual. Program aplikasi
untuk lab. virtual dibangun aplikasi Flash,
sedangkan untuk kelas Virtual dibangun dengan
bahasa pemrograman WEB-PHP. Sebagai web dan
file/database server masing-masing digunakan
Apache dan MySQL
Keywords: E-Learning, web-based Learning
I. PENDAHULUAN
Mata kuliah mikroelektronik merupakan
salah satu materi kuliah yang diselenggarakan
program studi Sistem Komputer (SK).
Penyelenggaraan mata kuliah ini diha-rapkan
akan sangat mendukung kompetensi yang
dimiliki para lulusan/alumni jurusan ini,
disampin mata kuliah ini akan menjadi jembatan
yang sangat baik untuk memahami konsep dasar
secara mikro komponen-komponen perangkat
keras dari suatu sistem atau arsitektur komputer.
Dengan memperhatikan model kurikulum
dari Accreditation Board of Engineering and
Technology (ABET) [1], penyelenggaraan mata
kuliah ini oleh jurusan tidaklah mudah, karena
disatu
sisi
ABET
mengklasifikasikan
mikroelektronik secara umum sebagai satu
program studi/bidang peminatan dibawah suatu
fakultas/jurusan Teknik Elektro atau Teknik
Elektro dan Komputer (Electrical and computer
Engineering Department), disisi lain jurusan SK
harus mencoba mensarikan dan merangkup
menjadi
satu
mata
kuliah.
Penyarian/
perangkuman ini telah tercermin pada silabus
dan satuan acara pengajaran (SAP) yang
telah dikeluarkan oleh jurusan untuk
diimplementasi.
Dengan memperhatikan silabus dan SAP
yang ada memang tampaknya jurusan mencoba
menyelaraskan dengan kurikulum ABET.
Penyelarasan ini tentunya dilakukan agar
penyelanggaraan mata kuliah ini ideal dan tepat
guna bagi mahasiswa peserta. Seperti kita ketahui
SAP yang ada dititikberatkan pada fisika devais
semikonduktor dan fabrikasi IC, (sebagai hasil
kombinasi kurikulum ABET dan buku-buku teks
yang ada [2-4]).
Penyelenggaran SAP ini tidaklah salah,
namun tentunya harus didukung oleh prasarana
dan fasilitas yang mendukung, yaitu laboratorium
mikroelektronik yang memadai dan mendukung
SAP tersebut. Laboratium mikroelekronik
diharapkan tentunya laboratorium yang memiliki
fasilitas dan modul yang memungkinkan hal
berikut diselenggarakan, misalkan (i) bagaimana
membuat semikonduktor murni, (ii) bagaimana
membuat IC yang sederhana dari teknik-teknik
fabrikasi yang ada, (iii) bagaimana mengukur
karakateristik devais semikonduktor, dan lainlain.
Dengan memperhatikan laboratorium yang
harus dimiliki, tampaknya bagi jurusan adalah
sesuatu yang berat dan sangat mustahil untuk
dimiliki, karena laboratorium yang demikian
tidaklah murah baik dari segi pengadaan maupun
pemeliharaannya dikemudian hari.
Dari uraian di atas, tampak bahwa SAP yang
diselenggarakan tidak relevan dengan prasarana
yang ada. Ketidak relevanan ini tentunya akan
menimbulkan ketidak efisienan dan ketidak
efektifan penyelenggaraan mata kuliah ini, dan
hal yang lebih tidak menguntungkan lagi yaitu
suasana akademik dalam penyelenggaran mata
kuliah ini akan menjadi rendah, karena
mahasiswa sebagai peserta mata kuliah akan
merasakan bahwa mata kuliah ini manfaatnya
tidak ada bagi mereka dan mereka cenderung
untuk tidak serius dalam mengikuti mata kuliah
tersebut.
Berbagai pemecahan alternatif untuk masalah
ini dapat dilakukan dengan tahap-tahap secara
garis besar sebagai berikut (i) peninjauan kembali
SAP. SAP perlu dipertahankan atau tidak ? (ii)
menyelenggarakan
metode
baru
dalam
penyelenggaran mata kuliah ini, seperti tampak
pada judul paper teaching grant ini, yaitu
kombinasi perkuliahan dan praktikum yang
tradisional dan yang interkatif berbasis WEB.
Perincian menyeluruh (detail) tahap (ii) akan
diuraikan pada seksi tinjauan pustaka dan
metodologi konsep perbaikan dan pengembangan
Dengan berasumsi bahwa SAP akan ditinjau
kembali dan tetap berbasis pada kurikulum yang
dikeluarkan ABET, berbagai kendala dan
masalah akan tetap dihadapi antara lain
a) Tidak relevannya penyelenggaraan mata
kuliah dengan prasarana laboratorium yang
ada. Akibatnya jelas bahwa penyelenggaran
mata kuliah ini akan tidak efektif dan efisien,
dan tentunya tujuan/obyekif dari mata kuliah
ini tidak akan tercapai.
b) Kondisi rata-rata mahasiswa yang tidak
memiliki basis matematika serta fisika yang
terlalu kuat akan menimbulkan keraguan
apakah SAP yang diberikan akan efektif dan
bermanfaat. Karena seperti kita ketahui, SAP
mata kuliah ini berisi tentang materi fisika
devais semikonduktor, mulai dari konsep
atom dan molekul pada material zat padat,
gejala transport pembawa, karakteristik dioda
dan transistor, teknik pembuatan kristal
tunggal semikonduktor, sampai teknik
pembuatan IC secara sederhana.
Tujuan dari pengembangan metode ini adalah
memberikan salah satu alternatif yang terkait
dengan permsalahan di atas, yaitu terutama
menyangkut fasilitas laboratorium yang kurang
mendukung untuk memahami lebih baik
mengenai mikroleketronika.
II. TINJAUAN PUSTAKA DAN METODOLOGI
A. Konsep Perbaikan dan Pengembangan
Peninjauan kembali SAP adalah kunci utama
suskes atau tidak penyelanggaraan mata kuliah
ini (catatan: Peninjauan SAP diasumsikan tetap
berbasis pada kurikulum ABET). Peninjauan
SAP mata kuliah ini tidak hanya spesifik/khusus
pada mata kuliah, namun perlu ditinjau kembali
SAP mata kuliah yang akan menjadi prasyarat
untuk dapat mengikuti kuliah ini , misalkan SAP
dari mata kuliah fisika, mata kuliah elektronika
dasar, dan mata kuliah system digital dan analog.
Secara umum, SAP mata kuliah ini berisi
konsep dasar fisika devais semikonduktor dan
fabrikasi IC, materi digital tingkat lanjut dan
aplikasinya, dan materi analog lanjut dan
aplikasinya [5]. Materi aplikasi perlu diberikan
dengan harapan akan membuka wawasan dan
kemungkinan mahasiswa untuk bergerak di
bidang kewirausahaan [5].
Peninjauaan SAP, dilanjutkan dengan
penetapan SAP ujicoba. Sebelum menuju ke
penetapan SAP ujicoba, dilakukan proses
pemilihan dan pemilahan materi yang mana saja
yang tepat untuk (a) perkuliahan di kelas, (b)
perkuliahan di kelas virtual, (c) praktikum di
laboratorium riil, dan (iv) praktikum di
laboratorium virtual. Dalam proses pemilihan dan
pemilihan akan terdapat proses pengembangan
acuan praktikum (AP). Acuan praktikum yang
sudah ada akan ditinjau dan kemudian
diselaraskan dengan SAP ujicoba.
Selama proses penetapan SAP ujicoba,
modul-modul, baik modul perkuliahan maupun
praktikum, akan dikembangkan. Untuk modulmodul di kelas virtual dan laboratorium virtual
dikembangkan modul-modul yang bersifat
interaktif berbasis WEB. Disini jelas SAP
ujicoba harus memuat SAP tambahan
(supplement), disamping SAP inti (core). SAP
supplement berisi materi-materi yang bersifat
lanjut dan materi-materi yang apabila diberikan
di kelas riil akan tidak efektif dan kondusif.
Dari uraian di atas, konsep yang akan
digunakan
untuk
memperbaiki
dan
mengembangkan mata kuliah “Mikroelektronika”
adalah konsep kombinasi perkuliahan di kelas
riil dan di kelas virtual, dan praktikum di
laboratorium riil dan di laboratorium virtual.
a) Perkuliahan
di
kelas
mengajarkan
materi/topik yang ada di SAP inti (core).
Dengan harapan tujuan dari intruksional
khusus (TIK) suatu materi/topik tercapainya.
Sarana pendukung untuk perkuliahan di kelas
ini adalah modul dan slide presentasi untuk
masing-masing materi/topik.
b) Perkuliahan di kelas virtual sifat interaktif
dan berbasis WEB berisi materi yang
terdapat di SAP tambahan (supplement) dan
segala bentuk penugasan. Sarana pendukung
yang diperlukan adalah modul interaktif
berbasis WEB.
c) Praktikum di laboratorium riil melaksanakan
AP yang dikembangkan. Sarana pendukung
yang diperlukan, disamping laboratorium
mikroelektronika berserta prasarana yang
ada, modul-modul praktikum yang sifat
aplikatif
d) Praktikum di laboratorium virtual berisi
materi praktikum yang sulit dilaksanakan di
laboratorium riil, dengan kata lain kita
menyelenggarakan “virtual eksperimen”.
Contoh
misalkan
proses
pembuatan
semikonduktor dan teknik fabrikasi IC.
Kedua contoh sulit dilaksanakan di lab riil
yan ada, hanya dapat dilakuakan di lab
virtual. Model laboratium virtual ini dapat
kita adopsi dari model yang ada, misalkan
model virtual berbasis WEB dengan java
applet [6-8] atau berbasis WEB dengan
VRML [9]. Sarana pendukung yang
diperlukan adalah modul interaktif berbasis
WEB
Melalui implementasi konsep ini, diharapkan
mahasiswa mendapatkan pengetahuan secara
utuh (teori dan praktek) untuk memahami konsep
mikro dari devais semikonduktor serta aplikasiaplikasinya yang dapat diterapkan (i) untuk
membangun suatu sistem komputer pada
khususnya, dan (ii) dalam kehidupan di dunia
nyata setelah mahasiswa mengikuti kuliah ini
pada umumnya. Pengetahuan inilah yang
diharapkan dapat menjadi bekal bagi mahasiswa
untuk mengembang-kan bakat kewirausahaannya
[5].
B. Materi Pendukung
Mata kuliah Mikroelektronik berdasarkan
konsep yang telah diuraikan di atas, dapat
diimplementasikan dengan sejumlah materi
pendukung, yang terdiri atas materi yang bersifat
teori serta sarana/prasarana praktikum. Materimateri ini akan dikemas menjadi modul-modul,
baik modul yang sifatnya tutorial maupun
sifatnya interaktif. Modul-modul kuliah dan
praktikum direncanakan akan disusun, dan
diletakan ke file-server jurusan SK, sehingga
dapat diakses melalui internet, dan untuk
dokumentasi akan disimpan dalam bentuk
electronic material (CD ROM). Dengan model
modul seperti ini, sebenarnya akan dicoba
penerapan model E-Learning, modul-modul ini
akan menjadi prototype untuk model E-Learning
mata kuliah yang lainnya.
Praktikum diadakan di laboratorium mikroelektronika, yang menyediakan fasilitas/peralatan
perancangan dan pembuatan prototype rangkaian
digital /analog alat yang sedang dibuat. Catatan
praktikum berisi materi yang mungkin
dilaksanakan di laboratorium riil.
Seperti telah diuraiakan di atas, akan coba
diterapkan virtual eksperimen yang dapat
dilakukan di lab virtual. Modul untuk praktikum
jenis jelas harus dapat di akses secara elektronik.
Untuk itu maka modul ini dicoba dikembangkan
berbasis WEB, sehingga dapat diakses melalui
internet. Karena modul ini sifatnya internal, maka
pada awal implementasi belum dapat diletakan di
file-server jurusan atau gunadarma, melainkan
hanya dalam bentuk CD-ROM, dimana akses
maupun pelaksanaan praktikum dibatasi khusus
untuk mahasiswa jurusan Sistem Komputer
Artinya pada saat praktikum mahasiswa akan
diberikan CD-ROM-nya. Untuk implementasi
yang sifatnya terbatas ini jurusan dalam hal
laboratorium
mikroelektronika,
harus
menyediakan perangkat komputer.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada seksi berikut akan ditampilkan hasil dan
pembahasan modul-modul pembelajaran dan
pengajaran.
1. Tampilan Halaman pembuka dan hompage
Halaman pembuka dibuat dengan menggunakan Macromedia-Flash MX Pada halaman
ini terdapat animasi yang bertujuan agar halaman
menjadi menarik.
Halaman pembuka memiliki link ke Homepage proyek dan matakuliah. Tampilan homepage dapat dilihat pada lampiran.
Pada home-page gambaran umum model
arsitektur juga ditampilkan, seperti tampak pada
gambar di lampiran (implemented metode)
2. Modul untuk kelas dan lab. riil
Modul kelas riil dibuat dengan menggunakan
MS-Powerpoint.
Model praktikum riil berupa dokumen format
word atau pdf.
3. Modul untuk kelas dan lab. virtual
Modul interaktif berbasis WEB dengan JavaApplets. Seperti telah dijelaskan pada seksiseksi sebelumnya, Java-Applets telah banyak
digunakan sebagai bahasa pemrograman
untuk menghasilkan modul pembelajaran
interaktif berbasis WEB Contoh Java-Applet
untuk suatu rangkaian penguat dapat dilihat
pada lampiran.
Modul interaktif menggunakan Tcl/Tk
dengan inti komputasinya dibuat dengan
bahasa C. Modul yang dibuat bernama
“Fermi”. Adapun rumus-rumus yang
digunakan dapat kita jumpai pada buku-buku
mengenai “devais semikonduktor”. Pada
kedua modul mahasiswa akan dibantu
bagaimana menghitung kerapatan muatan
dan pita energi baik pada semikonduktor
tipe-n, pada semikonduktor tipe-p maupun
pada daerah persambungan atau daerah
deplesi. Contoh tampilan modul dapat dilihat
pada lampiran.
Modul Simulasi pembuatan perangkat
semikonduktor
dengan
menggunakan
Macromedia-Flash MX. Pada Simulasi akan
ditampilkan tahap-tahap proses pembuatannya. Contoh tampilan simulasi dapat dilihat
pada lampiran
Modul tutorial on-line tentang fabrikasi IC.
Isi modul bersifat umum, artinya hanya
proses fabrikasi IC yang harus dilakukan saja
yang ditampilkan. Contoh tampilan modul
dapat dilihat pada lampiran
Streaming movie dengan aplikasi stream.
Modul film (Movie-Modu-Lab) proses
pembuatan IC diintegrasikan dengan slides
4. Aplikasi manajemen integrasi modul (webbases virtual class dan virtual lab.)
Aplikasi manajemen integrasi dibuat dengan
bahasa pemprograman web-PHP. Tujuan dari
program ini adalah membangun sistem virtual
kelas dan manajemen laboratorium. Dengan
adanya sistem ini manajemen perkuliahan
diharapkan menjadi lebih baik, karena dengan
sistem ini diharapkan antara dosen dan
mahasiswa dapat berdiskusi secara on-line,
ataupun terdapat interaksi secara on-line antar
mahasiswa.
Berikut gambar desain dan contoh tampilan
“login” program aplikasi virtual kelas dan lab.
(lihat gambar di lampiran)
IV. KESIMPULAN
Melalui implementasi semua modul yang
dihasilkan ini diharapkan konsep perbaikan
metode pembelajaran dan pengajaran, seperti
ysng telah dijelaskan di atas, secara ideal akan
dapat mencapai sasarannya. Namun sebagai
catatan, kesuksesaan tahap implementasi
bergantung pada berbagai faktor. Faktor
utamanya antara i) manusianya (dosen dan
mahasiswa) dan ii) Infrastruktur Jaringan baik
lokal Universitas mapun internet (TELKOM) .
PUSTAKA
[1] http://www.engr.uky.edu/~donohue/abet/abet
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
sylb.html
Millman, Jacob, Microelectronics : Digital
and Analog Circuits and Systems, Mc. Graw
Hill Inc, 1979.
Rio, S. K dan Iida, M., Fisika dan Teknologi
Semikonduktor, Pradnya Paramitha, 1980
Wakerly, J.F., Digital Design Principles and
Practices, 2nd ed. Engelwood Cliff, Prentice
Hall, New Jersey, 1994.
Arifin, Irwan, Proposal Teaching Grant,
Gunadarma, 2002
Wie, C.R dan Na, Inmook , J. Mater. Edu.,
20, No.1-2, pp.49-55 (1998);
http://jas2.eng.buffalo.edu/talks/MRS97/mrs
97paper.html
Wie, C. R., J. Mater. Edu., 19, No.1-2,
pp.121-130 (1997);
http://jas.eng.buffalo.edu/papers/mrs96_jme/
paper.htm
Bean, C John et.al., Interactive Tools on
Microelectronics for Early Science and
Engineering
Students,
NSF-Project
Descriptions under Course Curriculum and
Laboratory Improvement Initiative (CCLI),
1998
Indrusiak, L.S. dan Reis, R.A de Luz, 3D
Integrated Layout Visualization using VRML,
Journal-IEEE Computer Society Press, 1999