Seminar Pengajaran dan Pembelajaran Berkesan 2005

193

KEBERKESANAN KAEDAH PBL (PROBLEM-BASED LEARNING) DALAM PENGENDALIAN KURSUS KL3083 REKABENTUK SISTEM

DI JABATAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK, ELEKTRONIK & SISTEM

Hilmi Sanusi dan Kamarulzaman Mat Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik dan Sistem

Fakulti Kejuruteraan Universiti Kebangsaan Malaysia

43600 UKM Bangi, Selangor

ABSTRAK Kertas kerja ini bertujuan untuk menilai keberkesanan kaedah Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBL) dalam kursus Rekabentuk Sistem di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik & Sistem, Fakulti Kejuruteraan, UKM. Hasil penilaian menunjukkan bahawa penerapan kaedah PBL dalam kursus ini telah memberi kesan yang positif terhadap para pelajar JKEES. Pelajar didapati berkebolehan untuk bekerjasama dalam satu kumpulan bagi mencari dan menyelesaikan masalah-masalah yang diberikan. Sebahagian dari pelajar kursus ini terlibat dalam merekabentuk dan membina komponen asas untuk pertandingan Robocon 2005 di peringkat kebangsaan. Penerapan kaedah PBL juga memberi peluang kepada pelajar untuk mempelajari teknik-teknik dalam melaksanakan sesuatu projek rekabentuk secara sistematik. Pengalaman ini sangat berguna kepada pelajar apabila mereka mendaftar pada tahun akhir pengajian bagi kursus Projek 1 dan Projek 2. Berdasarkan penilaian ini, boleh disimpulkan bahawa kaedah PBL mampu menghasilkan pelajar yang kreatif, berdaya saing dan boleh bekerja secara berkumpulan. Katakunci: Kursus Rekabentuk Sistem, Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBL), Perancangan

PENGENALAN Pembelajaran berasaskan masalah (PBL) merupakan salah satu perkembangan penting dalam pendidikan tinggi masakini (Mills & Treagust 2003). PBL digunakan secara meluas dalam kebanyakan pengajian perubatan dan mula dipraktiskan dalam beberapa disiplin lain, termasuk bidang kejuruteraan (Wilkerson & Gijselaers 1996, Woods et al. 1997). PBL boleh diterapkan secara mudah untuk memenuhi kesemua keperluan dalam kriteria Kejuruteraan ABET (Felder & Brent 2003). Perbandingan di antara teknik PBL dan pendekatan pembelajaran tradisi ditunjukkan oleh Rajah 1.

Keberkesanan Kaedah PBL (Problem-Based Learning) Dalam Pengendalian Kursus KL3083 Rekabentuk Sistem Di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik & Sistem

194

RAJAH 1 Perbandingan Di Antara Proses Pembelajaran Tradisi Dan PBL

Tugas pengajar dan pelajar jelas kelihatan bertukar daripada penceramah dan penonton dalam pembelajaran secara tradisi, kepada pengarah dan pelakon dalam PBL. Pengajar bertindak sebagai jurulatih dan pembimbing kepada pelajar dalam proses mereka menyelesaikan masalah yang diberi. Pelajar pula perlu berubah daripada penonton kepada pelakon yang aktif dalam proses pembelajaran tersebut. Beberapa hasil yang dijangkakan dalam penggunaan PBL disenaraikan seperti berikut: 1. Pelajar bukan hanya mempelajari fakta, kemahiran dan konsep sebagai entiti

berasingan. Sebaliknya, mereka melihatnya sebagai saling berkait dalam menyelesaikan masalah yang nyata.

Mula

Beritahu pelajar apa yang mereka perlu tahu

Belajar

Beri masalah untuk menunjukkan bagaimana menggunakannya

Pembelajaran Tradisi

Mulakan dengan satu masalah

Pelajar kenalpasti apa yang mereka perlu tahu

Kaji dan belajar

Gunakan untuk menyelesaikan masalah

PBL

Seminar Pengajaran dan Pembelajaran Berkesan 2005

195

2. Persekitaran proses pembelajaran adalah serupa dengan persekitaran bekerja yang bakal dihadapi oleh graduan. Maka, kemahiran menyelesaikan masalah yang dipelajari boleh diterapkan dalam persekitaran bekerja dengan mudah.

3. Pelajar memperbaiki kemahiran mereka untuk bekerja dalam kumpulan. 4. Pelajar meningkatkan kemahiran komunikasi dengan menerangkan

penemuan daripada penyelidikan individu kepada ahli-ahli kumpulan lain, dan membentangkan laporan akhir.

LATARBELAKANG KURSUS REKABENTUK SISTEM (KL 3083) Kursus Rekabentuk Sistem adalah kursus wajib jabatan kepada pelajar pelajar tahun tiga di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik dan Sistem. Terdapat seramai 120 orang pelajar yang mendaftar bagi sessi 2004/2005. Kursus ini dikendalikan oleh dua orang pensyarah yang memerlukan dua jam kredit syarahan dan satu jam kredit perjumpaan pelajar. Objektif kursus, hasil pembelajaran kursus, perincian kursus dan pengagihan markah boleh diperolehi oleh pelajar dari halaman web dan diberikan taklimat semasa kuliah bermula. Kursus ini merupakan satu-satunya kursus tahun tiga yang menggunakan pendekatan PBL dalam pengendalian kursus jabatan berteraskan OBE.

Dalam pengendalian kursus ini pelajar dibahagikan kepada lima orang bagi setiap kumpulan yang terdiri dari berbilang kaum. Ini memudahkan pengendalian kumpulan pelajar yang ramai. Pelajar bebas dalam menentukan halatuju kumpulan mereka dengan melantik ketua di kalangan mereka. Satu struktur organisasi dengan pembahagian dan pengagihan tugas perlu dibentuk. Organisasi ini merupakan sebuah syarikat penyelidikan dan pembangunan (R&D) yang mampu menarik minat venture capitalist untuk melabur. Dengan perjalanan syarikat yang memerlukan modal permulaan, implikasi kewangan juga perlu diambilkira dengan mempertimbangkan imbuhan, pembahagian saham dan gaji yang selaras dengan tugas disandang.

Kumpulan pelajar ini perlu membangunkan dua jenis rekabentuk; pembangunan produk dan penyelesaian masalah secara kontrak. Bagi pembangunan produk, kajian pasaran dan kajiselidik pasaran perlu dilakukan bagi membangunkan sesuatu produk yang berdaya maju dan berdaya saing yang boleh dipasarkan. Produk tersebut mesti mematuhi piawaian yang telah ditetapkan oleh SIRIM, JBE dan mana mana piawaian yang berkaitan. Rekaan produk mesti mempunyai ciri-ciri tahan lasak dan ergonomik yang boleh menarik minat dan perhatian pembeli. Syarikat pelajar perlu membangunkan prototaip produk dengan kos tidak lebih dari RM 20.00. Produk tersebut juga boleh dalam bentuk nilai-tambah kepada produk sedia ada. Kajian dan soal-selidik harga semasa produk tersebut perlu diperolehi untuk mendapatkan harga yang bersesuaian untuk dipasarkan dan mencari jumlah jualan bagi mencapai pulangan berimbang (break even). Dengan unjuran jualan sebelum tempoh matang produk, keuntungan keseluruhan boleh disasarkan.

Manakala penyelesaian projek oleh pelajar secara kontrak pada masa ini cuma tertumpu kepada projek Robocon sahaja. Kumpulan pelajar ini perlu membina sebahagian atau menyelesaikan masalah rekabentuk secara konsep untuk robot

Keberkesanan Kaedah PBL (Problem-Based Learning) Dalam Pengendalian Kursus KL3083 Rekabentuk Sistem Di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik & Sistem

196

yang akan memasuki pertandingan tersebut. Kumpulan pelajar ini perlu merekabentuk keperluan yang memenuhi spesifikasi dan tertakluk kepada kekangan kewangan yang telah ditetapkan. Spesifikasi ini ini telah ditentukan oleh pensyarah yang menyelia pasukan Robocon jabatan. Rekabentuk secara sistematik yang memerlukan lakaran skematik atau AutoCAD perlu diusahakan. Rekaan ini akan diajukan kepada pembantu teknik di JKEES atau di JKMB. Interaksi ini dapat membina kemahiran berinteraksi untuk memdapatkan hasil mengikut jadual atau masa yang ditetapkan. Hasil dari fabrikasi ini akan diintegrasikan pada sistem asas robot. Pelajar juga perlu menunjukan penyata kewangan dan menunjukkan aliran kewangan walaupun sebenarnya tiada pembayaran diberikan kepada mereka. Segala kos perlu diminimakan kerana mereka perlu menyatakan keuntungan hasil dari kontrak yang diperolehi.

Proses penilaian terhadap pelajar akan dilakukan berdasarkan kepada kandungan buku log yang diisi oleh pelajar semasa pembangunan projek tersebut. Penilaian berterusan kepada kumpulan pelajar ini dilakukan dengan memeriksa minit mesyuarat, laporan kemajuan projek dan lapuran akhir. Pada akhir kursus ini, satu pembentangan dilakukan oleh kumpulan pelajar dan dinilai oleh pensyarah undangan dan di kalangan ketua kumpulan.

KEBERKESANAN PERLAKSANAAN PBL Perlaksanaan PBL untuk kursus ini tidak dapat dijalankan seperti yang dikehendaki disebabkan oleh beberapa masalah yang akan diterangkan kemudian. Walau bagaimana pun, usaha awal perlaksanaan PBL telah menunjukkan indikasi yang kaedah ini amat bersesuaian. Keberkesanan ini dapat dilihat dengan jelas dari buku log dan minit mesyuarat yang dihantar bagi proses pemantauan. Pada awal kursus ini dijalankan, pelajar amat sukar untuk berkomunikasi antara satu sama lain. Pengagihan tugas yang diberikan dan kebolehan pelajar melaksanakan tugas yang telah diberikan dapat memberi petunjuk bahawa pelajar tersebut mempunyai sifat tanggungjawab dan boleh berkerja dalam satu pasukan. Walaupun terdapat beberapa topik yang belum diajar di dalam kursus tahun tiga kejuruteraan elektrik, seperti pemasaran, ekonomi dan sebagainya, pelajar telah dapat melaksanakan tanggungjawab mereka untuk mencapai objektif kumpulan.

Bakat kepimpinan juga dapat dilihat dari minit mesyuarat dan pembentangan projek yang mana pengarah urusan yang efektif dapat menyelesaikan tugas dengan berkesan. Pengarah urusan atau ketua kumpulan yang pandai memimpin juga dapat mengurus kumpulan mereka dengan lebih teratur dan lebih sistematik dalam menjalankan tugasan mereka. Di dalam perlaksanaan kaedah PBL ini, pelajar dapat menggunakan asas fizik mereka untuk menyelesaikan masalah harian yang dihadapi. Dengan cara ini sahaja kos prototaip dapat dikurangkan. Kitaran penambah-baikan pada prototaip juga dapat dilihat dari buku log dan minit mesyuarat pelajar bagi memenuhi spesifikasi dan kekangan kos. Kebolehan ini menunjukkan objektif kursus telah tercapai.

Pada masa ini, tiada kajian masuk-keluar (entry-exit survey) bagi membuktikan dengan kukuh keberkesanan perlaksanaan PBL. Namun demikian, sebagai penanda aras keberkesanan dapat diperolehi dari pembentangan projek

Seminar Pengajaran dan Pembelajaran Berkesan 2005

197

pelajar yang dinilai oleh pensyarah jemputan. Secara kasarnya, pada peringkat awalnya, pelajar tidak dapat berkomunikasi dengan baik apabila membentangkan projek mereka. Namun begitu, pada pembentangan akhir pelajar dapat memberikan persembahan yang menarik dan mampu berkomunikasi yang baik.

MASALAH YANG DIHADAPI Terdapat banyak masalah yang dihadapi dalam usaha untuk melaksanakan kaedah PBL dalam kursus ini. Masalah yang paling utama ialah pengasingan kerja individu di dalam kumpulan. Jika kerja individu ini betul-betul ingin dinilai, maka kursus ini memerlukan lebih ramai fasilitator. Semasa kursus ini dijalankan, hanya dua pensyarah terlibat untuk memantau 24 kumpulan pelajar. Pemantauan mesyuarat dijalankan secara rambang dan dalam masa ke semasa di mana fasilitator bertindak sebagai pengerusi di dalam mesyuarat eksekutif kumpulan. Pemantauan kerja individu didalam kumpulan juga memerlukan satu ruang yang khusus supaya pelajar dapat menjalankan aktiviti mereka. Buat masa ini, mesyuarat mereka dijalankan di ruang legar Fakulti Kejuruteraan. Ini amat menyulitkan mereka dalam pembikinan prototaip rekaan mereka. Ketiadaan peralatan yang khusus juga menyulitkan perlaksanaan kaedah PBL ini dengan lebih berkesan. Buat masa ini, JKEES masih tidak mempunyai kelengkapan yang mencukupi untuk mencetak Papan Litar Tercetak (PCB). Pelajar terpaksa menunggu sekurang-kurangnya seminggu untuk mendapatkan PCB mereka. Ini telah memperlahankan momentum rekaan mereka yang memerlukan kitaran rekaan yang cepat.

Terdapat banyak lagi halangan dari segi prasarana dalam perlaksanaan kaedah ini. Kursus ini dijalankan dengan bantuan hanya lima buah komputer yang mempunyai perisian simulasi untuk membantu 120 pelajar menjalankan proses rekabentuk mereka. Lebih menyedihkan, hanya terdapat satu komputer sahaja yang mempunyai pakej simulasi yang penuh yang boleh dimanfaatkan oleh pelajar.

KESIMPULAN DAN RANCANGAN PENAMBAHBAIKAN Walaupun terdapat kekangan yang menyulitkan perlaksanaan PBL, langkah awal ke arah perlaksanaan OBE melalui kaedah PBL telah dimulakan. Kaedah ini dirasakan sesuai kerana dapat membantu pelajar dalam membina sahsiah diri mereka sebagai seorang jurutera yang berkaliber. Mereka telah dapat melaksanakan tugas walaupun terpaksa berhadapan dengan beberapa kekangan yang dihadapi. Pada asasnya, ini mungkin keadaan yang mereka akan hadapi setelah tamat pengajian mereka dan menceburi alam pekerjaan. Pada keseluruhannya, objektif yang telah digariskan dalam perlaksanaan kursus ini telah tercapai. Oleh kerana pemantauan kerja individu di dalam kerja kumpulan masih tidak dapat dipantau dengan sempurna, peperiksaan akhir perlu diadakan. Adalah diharapkan pada masa akan datang, kursus ini dapat dipantau dengan lebih berkesan dengan pembabitan lebih ramai fasilitator dari jabatan. Dengan

Keberkesanan Kaedah PBL (Problem-Based Learning) Dalam Pengendalian Kursus KL3083 Rekabentuk Sistem Di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Elektronik & Sistem

198

ada ruang khusus dengan kelengkapan yang bersesuaian, semua aktiviti pelajar boleh dijalankan dengan lebih sempurna dan rekabentuk yang lebih menarik dapat dihasilkan. Adalah lebih menarik jika pihak industri juga dapat membantu perlaksanaan kursus ini dengan menaja komponen dan pemberian kontrak R&D.

Sebagai usaha penambahbaikan, satu sistem penilaian dari ahli kumpulan yang lebih berkesan akan dilaksanakan. Perlaksanaan kursus ini pada masa akan datang akan menghadkan bilangan gred A dan A- kepada 10% dari keseluruhan pelajar. Sebelum ini, tiada had bilangan pelajar untuk mendapat gred berkenaan. Langkah ini akan membuatkan pelajar akan menilai rakan sekumpulan dengan lebih bermakna. Pemberian dan pemantauan projek ini juga dibuka kepada pensyarah dari kalangan JKEES dan jabatan-jabatan lain. Satu kajian untuk menilai keberkesanan kursus di akhir kursus juga dirasakan perlu untuk dilaksanakan.

PENGHARGAAN Penulis ingin merakamkan ucapan terima kasih kepada Prof. Dr. Marzuki Mustafa, En. Ramizi, En. Nasharuddin dan En. Hanif atas kesudian mereka memantau sebahgian dari projek pelajar dan bertindak sebagai pensyarah jemputan untuk menilai pembentangan pelajar. Kami juga ingin merakamkan penghargaan kepada Prof Dr. Azah dan En. Zaharudin yang membantu pembiayaan dan pembelian komponen untuk penghasilan prototaip pelajar.

RUJUKAN

Felder, R.M. and Brent R. 2003. Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria. Journal of Engineering Education. 92(1): 7-25.

Mills, J.E. and Treagust D.F. 2003. Engineering Education Is Problem-Based or

Project-Based Learning The Answer, Australasian Journal of Engineering Education. http://www.aaee.com.au/journal/2003/mills_treagust03.pdf, diakses pada 2 Disember 2005.

Wilkerson, L. and Gijselaers, W. 1996. Bringing Problem-based Learning to

Higher Education: Theory and Practice. Editors, New Directions for Teaching and Learning, 68, Jossey-Bass, San Francisco, CA.

Woods, D.R., et al. 1997. Developing problem-solving skills: The McMaster

problem solving program. Journal of Engineering Education. 86(2):75-91.