Jakarta — Media pembelajaran shaking table berbasis Arduino membantu siswa SMP Negeri 80 Jakarta memahami respons bangunan terhadap getaran gempa melalui pengalaman langsung. Kegiatan yang berlangsung selama enam bulan ini dikembangkan oleh Irene Vista Simanjuntak, Antonius D. Tyas Prasetyo, Sudarno P. Tampubolon, Medyawanti Pane, Efendy Tambunan, Rahel Angel, Claudya Anggi Maranata Manurung, Manuel Stevan Jordan Devano, Adriano Siboro, dan Patrick Gaberiel Nainggolan dari Fakultas Teknik, Universitas Kristen Indonesia. Hasil kegiatan menunjukkan bahwa pendekatan STEM yang dipadukan dengan Project-Based Learning (PjBL) mampu mengubah pembelajaran mitigasi gempa dari sekadar pemahaman teori menjadi pengalaman rekayasa yang dapat diamati secara langsung.
Indonesia berada di wilayah pertemuan tiga lempeng tektonik utama dunia sehingga pendidikan mengenai mitigasi gempa menjadi penting sejak usia sekolah. Namun, pembelajaran mengenai getaran, gelombang, dan mitigasi bencana di tingkat SMP masih kerap berfokus pada teori, rumus, serta hafalan. Kondisi tersebut membuat siswa dapat memahami konsep secara tekstual, tetapi belum tentu memiliki pengalaman untuk melihat secara langsung bagaimana getaran memengaruhi kestabilan sebuah bangunan.
Kondisi tersebut ditemukan oleh tim pelaksana di SMP Negeri 80 Jakarta, wilayah Halim Perdana Kusuma, Jakarta Timur. Ketiadaan media simulasi berbasis eksperimen membuat siswa kesulitan menghubungkan konsep rambatan gelombang mekanik dengan respons struktur bangunan. Karena itu, tim mengembangkan shaking table interaktif sebagai media yang memungkinkan siswa melihat hubungan antara intensitas getaran dan perubahan kondisi struktur secara nyata.
Alat yang dikembangkan menggunakan mikrokontroler Arduino yang mengendalikan motor stepper melalui motor driver. Meja uji dapat bergerak pada dua arah, yaitu sumbu X dan Y, sementara frekuensi getaran dapat diatur menggunakan potensiometer. Sistem tersebut dirancang agar siswa dapat mengamati respons model bangunan ketika menerima beban dinamis dengan tingkat getaran yang berbeda. Parameter yang diamati meliputi frekuensi, karakteristik getaran, respons model, hingga waktu yang dibutuhkan model untuk mengalami kerusakan atau keruntuhan.
Pembelajaran kemudian dilakukan melalui kegiatan berbasis proyek. Siswa kelas VIII dibagi ke dalam kelompok untuk merancang dan merakit maket bangunan lima lantai menggunakan stik es krim dengan batas berat maksimal 1,5 kilogram. Setelah maket selesai, setiap kelompok mengujinya menggunakan shaking table dengan intensitas getaran yang dinaikkan secara bertahap. Siswa mengamati perubahan kestabilan, titik kelemahan, deformasi, hingga kerusakan atau keruntuhan bangunan.
Kegiatan diawali dengan penyampaian materi mengenai gempa bumi, getaran, respons struktur, dan prinsip bangunan tahan gempa. Setelah memahami konsep dasar, siswa masuk ke tahap perancangan dan perakitan maket. Proses tersebut dilakukan secara berkelompok sehingga siswa tidak hanya mempraktikkan konsep teknik, tetapi juga belajar bekerja sama dan mengambil keputusan dalam menentukan desain bangunan.
Evaluasi dilakukan melalui dua pendekatan, yaitu pengukuran pemahaman kognitif menggunakan pre-test dan post-test serta pengamatan keterampilan melalui pengujian fisik maket. Dari data yang telah melalui proses penyaringan, terdapat 37 pasangan data siswa yang valid untuk dibandingkan. Hasilnya menunjukkan rata-rata nilai pre-test sebesar 98,38, sedangkan rata-rata post-test mencapai 98,92.
Kenaikan nilai tersebut hanya sekitar 0,55 persen karena nilai awal siswa sudah sangat tinggi. Kondisi ini disebut ceiling effect, yaitu keadaan ketika hasil tes sudah mendekati nilai maksimal sehingga instrumen tertulis menjadi kurang sensitif untuk menunjukkan perkembangan kemampuan siswa. Beberapa siswa bahkan mengalami perubahan nilai secara individual, sementara sebagian lainnya mampu mempertahankan atau mencapai nilai 100.
Temuan tersebut membuat tim mengalihkan perhatian evaluasi pada kemampuan psikomotorik. Dalam praktiknya, siswa harus menerapkan pengetahuan mereka untuk merancang, membangun, dan menguji struktur maket. Dengan demikian, keberhasilan pembelajaran tidak hanya dilihat dari kemampuan menjawab soal mengenai gempa, tetapi juga dari kemampuan siswa menggunakan pengetahuan tersebut untuk menyelesaikan persoalan rekayasa secara langsung.
Sebanyak 12 kelompok kemudian mengikuti pengujian ketahanan maket. Secara keseluruhan, rata-rata maket memiliki tinggi 42,58 sentimeter dan berat 377,50 gram, jauh di bawah batas maksimal 1,5 kilogram. Perbedaan desain memperlihatkan bahwa tinggi bangunan, lebar dasar, berat, distribusi massa, dan kestabilan struktur berpengaruh terhadap kemampuan maket bertahan ketika digetarkan.
Maket kelompok 8G4 menjadi desain dengan performa terbaik. Bangunan tersebut memiliki tinggi 51 sentimeter dan berat 350 gram serta mampu bertahan selama 9 menit 36 detik sebelum runtuh. Posisi kedua diraih kelompok 8G3 dengan waktu bertahan 8 menit 52 detik, sedangkan kelompok 8H4 berada di posisi ketiga dengan waktu 7 menit 46 detik. Ketiga hasil tersebut menunjukkan bahwa bangunan yang lebih tahan terhadap getaran tidak semata-mata ditentukan oleh ukuran atau berat, tetapi juga oleh proporsi dan desain struktur.
Grafik pada halaman 13 memperlihatkan bahwa waktu keruntuhan 12 model berada pada rentang sekitar tiga hingga sepuluh menit. Model 8G4 mencatat waktu bertahan terlama, disusul 8G3 dan 8H4. Perbedaan tersebut memperlihatkan secara visual kepada siswa bahwa perubahan desain dapat menghasilkan respons struktur yang berbeda ketika menghadapi getaran.
Hasil kegiatan juga menunjukkan adanya hubungan antara pembelajaran STEM, PjBL, dan kerangka Outcome-Based Education (OBE). Pengetahuan dasar yang sudah dimiliki siswa menjadi bekal untuk memasuki proses yang lebih kompleks, seperti menyusun desain, melakukan eksperimen, mengevaluasi kegagalan, dan memperbaiki strategi. Proses tersebut membuat pembelajaran tidak berhenti pada pemahaman mengenai apa itu gempa, tetapi berkembang menjadi kemampuan menerapkan konsep untuk memecahkan masalah struktur.
Tim peneliti menilai shaking table dapat menjadi sarana untuk memperkuat pembelajaran kebencanaan yang berbasis pengalaman. Alat tersebut memungkinkan fenomena resonansi dan respons struktur divisualisasikan secara langsung sehingga siswa dapat menghubungkan konsep yang dipelajari di kelas dengan kejadian yang menyerupai kondisi nyata.
Pada akhir kegiatan, perangkat shaking table diserahkan kepada pihak SMP Negeri 80 Jakarta agar dapat digunakan kembali dalam pembelajaran mengenai gempa, getaran, dan respons struktur. Tim juga merekomendasikan pemanfaatan perangkat tersebut secara berkelanjutan sebagai instrumen asesmen eksperimental untuk membiasakan siswa melakukan investigasi empiris dan pemecahan masalah kebencanaan.
Dengan demikian, pengembangan media shaking table berbasis Arduino tidak hanya menghasilkan sebuah alat peraga, tetapi juga menghadirkan model pembelajaran yang mendorong siswa mengubah pengetahuan teoritis menjadi keterampilan praktis. Pendekatan tersebut dapat memperkuat pengalaman belajar sains dan teknik sekaligus mengenalkan pemikiran mengenai bangunan tahan gempa sejak jenjang sekolah menengah.
Penulis
Irene Vista Simanjuntak — Universitas Kristen Indonesia.
Antonius D. Tyas Prasetyo — Universitas Kristen Indonesia.
Sudarno P. Tampubolon — Universitas Kristen Indonesia.
Medyawanti Pane — Universitas Kristen Indonesia.
Efendy Tambunan — Universitas Kristen Indonesia.
Rahel Angel — Universitas Kristen Indonesia.
Claudya Anggi Maranata Manurung — Universitas Kristen Indonesia.
Manuel Stevan Jordan Devano — Universitas Kristen Indonesia.
Adriano Siboro — Universitas Kristen Indonesia.
Patrick Gaberiel Nainggolan — Universitas Kristen Indonesia.
Sumber Penelitian
“Development of Shaking Table Test Interactive Learning Media to Increase Learning Effectiveness at SMPN 80 Jakarta,” Jurnal Pengabdian Masyarakat Formosa (JPMF), Vol. 5, No. 4, 2026, halaman 375–390.
DOI: https://doi.org/10.55927/jpmf.v5i4.21
Jurnal: https://journaljpmf.my.id/index.php/jpmf
0 Komentar