Artificial Neural Networks dalam Pembelajaran Sains di Abad 21

Pembelajaran abad 21 erat kaitannya dengan adanya integrasi teknologi informasi dalam kegiatan pembelajaran. Integrasi teknologi yang berkembang selama satu dekade tetakhir ini berfokus pada "Data Besar" yang lebih dikenal dengan istilah Big Data dan Artificial Intellegence (AI), dalam setiap aspek kehidupan kita. Big Data dan AI selalu ada dalamsetiap lini kehidupan kita diantaranya dalam collecting data dan forecasting data pada tinggi badan, warna kulit, golongan darah, kadar gula dalam darah, kadar oksigen dalam tubuh, pindai Biometric dan beberapa data penting lainnya. Data-data yang terakumulasi pada volume yang besar dapat dianalisis dan ditarik suatu kesimpulan seperti cara kerja system saraf pada manusia, atas dasar itulah muncul disiplin ilmu baru yaitu Artificial Neural Networks (ANN) yang lebih dikenal dengan jaringan syaraf tiruan. System kerja ANN mirip dengan system kerja syaraf pada manusia yang diawali dengan adanya stimulus, pemrosesan data, selanjutnya respons. Perbedaan yang signifikan adalah jika pada sistem syaraf manusia data bersumber dari alat indra yang kemudian disimpan pada memori jangka panjang dan jangka pendek yang selanjutnya diproses dengan menggunakansistem syaraf dan direspon oleh tubuh manusia, sedangkan pada ANN data bersumber dari primer berupa dataset yang disimpan di server cloud computing yang akan dianalisis menggunakan Hidden layer yang terdiri dari beberapa neuron sebagai "otak sintetis" dan respon dari analisis data tersebut dieksekusi menggunakan actuator. Dengan menggunakan ANN sebagai salah satu "tools" dalam era abab 21, semua bisa dianalisis dan dipecahkan selayaknya system kerja pada otak manusia. Pesatnya perkembangan ANN membantu manusia dalam memprediksi beberapa hal diantaranya prakiraan cuaca, deteksi gelombang air laut, gempa bumi, curah hujan, harga saham, dan beberapa data yang bersifat numerik. Lantas Dimana posisi dan bagaimana peran ANN dalam pembelajaran sains di Abad 21?. Posisi ANN adalah sebuah alat bantu analisis data yang berperan sebagai salah satu media pembelajaran berbasis kecerdasan buatan. Peran ANN dan Integrasi ANN dalam pembelajaran sains saat ini merupakan sebuah tantangan kepada mahasiswa calon Guru, Guru dan Dosen, dengan adanya integrasikan ANN dalam pembelajaran sains diharapkan peserta didik mampu mendapatkan insight baru yang mendukung kemampuan Abad 21. 

Sebagai ilustrasi adalah proses forecasting (peramalan) kelembaban tanah yang kaitannya dengan evapotranspirasi pada tanaman. Langkah-langkah pembelajaran berbasis ANN diawali dengan mengambil data dari sumber Primer menggunakan sensor, membagi data menjadi beberapa cluster dan melakukan modifikasi hidden layer, serta menentukan parameter tambahan untuk menghasilkan data forecasting yang sesuai teori. Akhirnya, dengan adanya pembelajaran terintegrasi ANN maka kemampuan 4C mahasiswa mampu ditingkatkan dan integrasi ANN mampu memberikan pengalaman belajar yang Holistik dan baru kepada peserta didik merespon perkembangan Teknologi Big data dan kecerdasan buatan di Abad 21 ini.