CHATBOT EDUKASI AI BERBASIS LARGE LANGUAGE MODELS (LLMS) UNTUK PROGRAM TANYA JAWAB PEMBELAJARAN SAINS: CHATBOT EDUKASI AI BERBASIS LARGE LANGUAGE MODELS (LLMS) UNTUK PROGRAM TANYA JAWAB PEMBELAJARAN SAINS

Yeni Raini; Ika Suartika

doi:10.32832/educate.v11i1.22622

Authors

Yeni Raini Universitas Ibn Khaldun Bogor
Ika Suartika Teknologi Pendidikan Universitas Ibn Khaldun Bogor

DOI:

https://doi.org/10.32832/educate.v11i1.22622

Keywords:

Chatbot Edukasi, Large Language Models (LLMs), Tanya Jawab, Pembelajaran Sains, Sekolah Menengah Atas

Abstract

Pemanfaatan teknologi Artificial Intelligence (AI) berbasis Large Language Models (LLMs) dalam pendidikan menawarkan potensi besar untuk mengatasi keterbatasan belajar konvensional sehingga dapat meningkatkan pengalaman belajar yang personal dan adaptif terhadap siswa. Tujuan Penelitian ini untuk mengembangkan dan mengevaluasi kelayakan Chatbot Edukasi AI berbasis LLMs yang dirancang khusus untuk mendukung kegiatan tanya jawab pembelajaran Sains (Fisika, Kimia, dan Biologi) di tingkat Sekolah Menengah Atas (SMA). Chatbot AI ini dikembangkan sebagai alat bantu belajar yang dapat memberikan jawaban yang akurat, penjelasan kontekstual, dan contoh yang relevan secara real-time terhadap pertanyaan siswa di SMA Madania Bogor. Jenis penelitian yang digunakan adalah Penelitian dan Pengembangan atau Research and Development (R&D). Model Pengembangan yang digunakan khusus untuk perangkat lunak yaitu Waterfall dengan tahapan: Requirements analysis, system design, implementation, testing, deployment dan maintenance. Teknik pengumpulan data berupa observasi, wawancara, quisioner, angket dan dokumentasi. Metode dalam mengembangakan media pada penelitian ini yaitu dengan merancang arsitektur Chatbot yang sebelumnya telah dianalisis data, pemilihan dan fine-tuning LLMs yang sesuai untuk domain Sains, serta implementasi antarmuka pengguna yang intuitif, selanjutnya media diuji akurasi dan kelayakannya oleh expert review ahli bidang IT dan Desain dan Chatbot yang telah layak dipasang pada server atau platform dengan terus monitoring dari pengembang untuk maintenance program. Hasil penelitian ini didapatkan bahwa perangkat Chatbot AI berbasis Large Language Models (LLMs) efektif dalam meningkatkan kemampuan tanya jawab siswa dalam kegiatan pembelajaran sains di SMA Madania Bogor.

References

Adam, S. H., & Ali, S. U. (2025). Pemanfaatan artificial intelligence sebagai media pembelajaran pada era pendidikan 4.0. Socius: Jurnal Penelitian Ilmu-Ilmu Sosial, 2(11), 751-755. https://doi.org/10.5281/zenodo.15756165

Adiya, A. Z. D. N., Anggraeni, D. L., & Albana, I. (2024). Analisa perbandingan penggunaan metodologi pengembangan perangkat lunak (Waterfall, Prototype, Iterative, Spiral, Rapid Application Development (RAD)). Merkurius: Jurnal Riset Sistem Informasi dan Teknik Informatika. 2(4),122–134. https://doi.org/10.61132/merkurius.v2i4.148

Ainun. (2021). Metode Waterfall: Pengertian, kelebihan & tahapan model Waterfall. diakses dari https://salamadian.com/metode-waterfall/

Azizah, Aulia dkk. (2024). Perbandingan Kapabilitas Respons ChatGPT dan Gemini Terhadap Pertanyaan Konseptual Tentang Optik. Jurnal Pendidikan Fisika Tadulako, 12(1),15-26. https://doi.org/10.22487/jpft.v12i1.3510

Bassil, Y. (2012). A Simulation Model for the Waterfall Software Development Life Cycle. International Journal of Engineering & Technology. 2(5),1-7. https://arxiv.org/pdf/1205.6904

Fadila, Farid & Raini Y. (2023). Development of Wordwall Educational Game-Based Evaluation Instruments in Mathematics Subjects in Class Iv Sdn Laladon 02 Bogor Regency, Educational Researcher Journal. 1(3), 1-13 https://doi.org/10.71288/educationalresearcherjournal.v1i3.18

GoodStats. (2025). 95% Mahasiswa RI Gunakan AI dalam Proses Pembelajaran. Diakses dari https://data.goodstats.id/statistic/95-mahasiswa-ri-gunakan-ai-dalam-proses-pembelajaran-FIm7A

Hadi, M. S., & Muttaqin, M. (2024). Pemanfaatan Artificial Intelligence dalam Pembelajaran Sains di Era Digital. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.

Hasebrook, J. P. (2025). Detecting Student Intent for Chat-Based Intelligent Tutoring Systems. In Explainable AI for Intelligent Tutoring Systems (pp. 71-87). Springer Nature.

Hwang, G. J., & Fu, Q. K. (2025). A Comprehensive Review of AI-based Intelligent Tutoring Systems: From Traditional Methods to LLM-Powered Applications. International Journal of Cardiology Cardiovascular Risk and Prevention, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2025.110594

Kangiwa, H., et al. (2024). Integrasi Teknologi AI dalam Pembelajaran STEM di Sekolah Menengah. Jurnal Ilmiah Matematika, Kebumian dan Angkasa. 4;2 (6) https://doi.org/10.62383/bilangan.v2i6.320

Kasneci, E., et al. (2023). ChatGPT for good? On opportunities and challenges of large language models for education. Learning and Individual Differences, 103,102274. https://doi.org/10.1016/j.lindif.2023.102274

Labadze, K., & Bokhua, N. (2024). From intent-based Chatbots to LLM-powered teaching assistants. Results in Engineering. 22,101968. https://doi.org/10.1016/j.nlp.2024.100101

Lewis, P., Perez, E., Piktus, et all. (2020). Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP Tasks. Advances in Neural Information Processing Systems (NeurIPS).

Noy, N. F., & McGuinness, D. L. (2001). Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Knowledge Graph. Stanford University.

OECD. (2022) Results Factsheets Indonesia. OECD (Organisation for Economic Co-Operation and Development) Publication. Diakses dari https://www.oecd.org/en/publications/pisa-2022-results-volume-i-and-ii country-notes_ed6fbcc5-en/indonesia_c2e1ae0e-en.html

Pan, S., Luo, L., Wang, Y., Chen, C., Wang, J., & Wu, X. (2024). Unifying Large Language Models and Knowledge Graphs: A Roadmap. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering.

Pressman, R. S. (2015). Software Engineering: A Practitioner's Approach (edisi ke-8). McGraw-Hill Education

Raini, Yeni, Suyitno, M, Paristiowati, M. (2024). The Development of Augmented Reality-Based Marker-Based Encyclopedia with Sets Approach (Science, Environment, Technology and Society) to Improve Digital Skills of Educational Technology Students, Proceding Beyond Intelligence IFERP. https://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5147870

Raini, Yeni & Abidin Zainal. (2024). Marker-Based Module using the SETS Approach (Science, Environment, Technology and Society) Learning Media Subject Educational Technology Study. Proceedings of the 2nd Ibn Khaldun International Conference on Applied and Social Sciences (IICASS); https://doi.org/10.2991/978-2-38476-299-6_12

Raini, Yeni dkk. (2025). Teknologi pendidikan: Teori dan Aplikasi. Padang: Azzia Karya Bersama.

Raini, Yeni. (2024). Pengembangan Model Pembelajaran EX2I Pada Mata Kuliah Biomedik Dengan Pendekatan Steam Berbasis Augmented Reality (Doctoral Dissertation, Universitas Negeri Jakarta).

Raini, Yeni., Muslim, S., & Paristiowati, M. (2024). Development of Basic Biomedical Learning Model with STEAM (Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics) Approach Based on Augmented Reality. Journal Library of Progress-Library Science, Information Technology & Computer. 44(3). https://doi.org/10.48165/bapas.2024.44.2.1

Ramdoni, Lalu et al. (2025). Optimalisasi Layanan Sistem Informasi Mahasiswa dengan Integrasi Telegram: Chatbot Retrieval-Augmented-Generation berbasis Large Language Model. Jurnal Teknologi Informasi, Komputer dan Aplikasinya (JTIKA). 7(1),121-131. https://doi.org/10.29303/jtika.v7i1.459

Richey, R. C., & Klein, J. D. (2007). Design and Development Research: Methods, Strategies, and Visualization. Routledge.

Roviati, S., Priyanto, A., & Sumardi. (2024). Pemanfaatan ChatGPT sebagai Media Pembelajaran Teks Biografi dalam Pembelajaran Bahasa Indonesia Kelas X. Jurnal Al-Qalam. 25(1),456-463. https://doi.org/10.64365/muradik.v1i4.121

Satria, Fitrah, Hersanto Fajri dkk. (2023). Perancangan UI/UX Aplikasi Sensus Pajak Daerah DKI Jakarta berbasis Mobile dengan Metode User Centered Design. Jurnal Ilmiah Multidisiplin, ;2(9),1-19. https://jurnal.arkainstitute.co.id/index.php/nautical/article/view/618/1097

Sommerville, I. (2011). Software Engineering (9th ed.). Boston, MA: Pearson Education

Sugiyono. (2019). Metode Penelitian Pendidikan: Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, R&D. Bandung: Alfabeta.

Telkom University. (2025) Metode Waterfall dalam Pengembangan Sistem: Definisi, Tahapan, dan Contohnya. diakses dari https://mif.telkomuniversity.ac.id/metode-waterfall-dalam-pengembangan-sistem-definisi-tahapan-dan-contohnya/

Vygotsky, L. S. (1978). Mind in Society: The Development of Higher Psychological Processes. Harvard University Press.

Widyasari, E., Murtiyasa, B., & Supriyanto, E. (2024). Revolusi Pendidikan dengan Artificial Intelligence: Peluang dan Tantangan. Jurnal Alwatzikhoebillah. 10(2). https://doi.org/10.37567/jie.v10i2.3405

CHATBOT EDUKASI AI BERBASIS LARGE LANGUAGE MODELS (LLMS) UNTUK PROGRAM TANYA JAWAB PEMBELAJARAN SAINS