|

|
Universitas Negeri Surabaya
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Program Studi S2 Fisika
|
Kode Dokumen
|
SEMESTER LEARNING PLAN
|
|
Course
|
KODE
|
Rumpun MataKuliah
|
Bobot Kredit
|
SEMESTER
|
Tanggal Penyusunan
|
|
MATERIAL ENERGI
|
4510203020
|
|
T=3
|
P=0
|
ECTS=6.72
|
2
|
27 Juni 2026
|
|
OTORISASI
|
Pengembang S.P
|
Koordinator Rumpun matakuliah
|
Koordinator Program Studi
|
.......................................
|
.......................................
|
NUGRAHANI PRIMARY PUTRI
|
|
Model Pembelajaran
|
Case Study
|
|
Program Learning Outcomes (PLO)
|
PLO program Studi yang dibebankan pada matakuliah
|
|
PLO-2
|
Menunjukkan karakter tangguh, kolaboratif, adaptif, inovatif, inklusif, belajar sepanjang hayat, dan berjiwa kewirausahaan
|
|
PLO-5
|
Mampu mengelola riset dan mengembangkan keilmuan fisika atau fisika terapan untuk menghasilkan model/metode/teori yang teruji dan inovatif, serta mempublikasikannya pada forum atau jurnal ilmiah pada tingkat nasional/internasional.
|
|
PLO-8
|
Mengembangkan IPTEKS terkait gejala dan masalah fisis melalui analisis dan sintesis hasil riset
|
Program Objectives (PO)
|
|
PO - 1
|
Menganalisis hubungan antara struktur mikro (microstructure) dengan sifat makro material
|
|
PO - 2
|
Mengevaluasi metode sintesis dan karakterisasi material tingkat lanjut
|
|
PO - 3
|
Mendesain atau memilih material yang tepat untuk aplikasi ekstrem (misalnya: suhu tinggi, korosi tinggi, atau beban mekanik ekstrem)
|
|
PO - 4
|
Memahami tren masa depan dalam rekayasa material, termasuk aspek keberlanjutan (sustainability) dan dampaknya terhadap lingkungan
|
Matrik PLO-PO
|
| |
| PO | PLO-2 | PLO-5 | PLO-8 | | PO-1 | | ✔ | | | PO-2 | | ✔ | | | PO-3 | | | ✔ | | PO-4 | ✔ | | |
|
|
Matrik PO pada Kemampuan akhir tiap tahapan belajar (Sub-PO)
|
| |
| PO |
Minggu Ke |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
| PO-1 | ✔ | ✔ | | | | | | | | | | | | | | | | PO-2 | | | ✔ | ✔ | ✔ | | | | | | | | | | | | | PO-3 | | | | | | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | | | | | | PO-4 | | | | | | | | | | | | | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
|
|
Deskripsi Singkat Mata Kuliah
|
Mata kuliah ini berfokus pada studi material non-konvensional dan rekayasa material pada skala mikro, nano, hingga molekuler. Mahasiswa akan mempelajari bagaimana memanipulasi struktur internal material untuk menciptakan sifat mekanik, elektrik, optik, magnetik, dan termal yang unggul. Fokus utama juga diberikan pada material pintar (smart materials), nanomaterial, dan biomaterial.
|
|
Pustaka
|
Utama :
|
|
- Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr. & David G. Rethwisch
- Introduction to Nano: Basics to Advanced Materials, Amretashis Sengupta & Chandan Kumar Sarkar
|
|
Pendukung :
|
|
- Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional
- Science and Technology of Advanced Materials, Banyak membahas riset material fungsional, termasuk otomatisasi laboratorium dan sistem eksperimen mandiri berbantuan AI (autonomous experimental systems) (Ishizuki et al., 2023)
|
|
Dosen Pengampu
|
Dr. Zainul Arifin Imam Supardi, M.Si. Dr. Fitriana, S.Si. |
|
Minggu Ke-
|
Kemampuan akhir tiap tahapan belajar
(Sub-PO)
|
Penilaian
|
Bantuk Pembelajaran,
Metode Pembelajaran,
Penugasan Mahasiswa,
[ Estimasi Waktu]
|
Materi Pembelajaran
[ Pustaka ]
|
Bobot Penilaian (%)
|
|
Indikator
|
Kriteria & Bentuk
|
Luring (offline)
|
Daring (online)
|
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
(5)
|
(6)
|
(7)
|
(8)
|
|
1
Minggu ke 1
|
- Menjelaskan unsur-unsur penyusun struktur mikro material
- Mengidentifikasi fitur-fitur struktur mikro pada berbagai material
|
- Penguasaan mahasiswa tentang konsep materi Nanomaterial & Nanoteknolog
- Kemampuan mahasiswa tentang identifikasi mahasiswa fitur-fitur struktur mikro pada berbagai material
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknolog Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dan pembahasan mendalam secara luring tentang materi Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Nano material, Nano Teknologi: CNT, Graphene, Kolagen Pustaka: Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr. & David G. Rethwisch |
8% |
|
2
Minggu ke 2
|
- Menganalisis pengaruh struktur mikro terhadap sifat mekanik dan fisik material
- Mengevaluasi perubahan sifat material berdasarkan perubahan struktur mikro akibat proses manufaktur atau perlakuan panas
|
- Kemampuan mahasiswa tentang analisis pengaruh struktur mikro terhadap sifat mekanik dan fisik material
- Kemampuan mahasiswa tentang evaluasi perubahan sifat material berdasarkan perubahan struktur mikro akibat proses manufaktur atau perlakuan panas
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknolog Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dan pembahasan mendalam secara luring tentang materi Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Nano material, Nano Teknologi: CNT, Graphene, Kolagen Pustaka: Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr. & David G. Rethwisch |
8% |
|
3
Minggu ke 3
|
- Menentukan instrumen analisis yang tepat untuk memecahkan masalah atau menguji hipotesis spesifik (misalnya, memilih XRD untuk analisis fasa kristal, SEM/TEM untuk topografi/skala atomik, atau TGA/DSC untuk stabilitas termal)
- Menginterpretasi dan memvalidasi data hasil pengujian instrumen (seperti membaca pola difraksi XRD, spektra FTIR/Raman, atau grafik ikatan energi XPS) serta mengidentifikasi potensi kesalahan (error) atau artifak dalam data penyerapan
- Mengorelasikan data karakterisasi mikrostruktur dengan prediksi sifat makro material (mekanik, optik, magnetik, atau elektrik) yang dihasilkan
|
- Menentukan instrumen karakterisasi yang tepat pada minimal 80% studi kasus yang diberikan
- Menjelaskan alasan pemilihan instrumen sesuai tujuan analisis dengan ketepatan minimal 75%
- Mengaitkan jenis data yang dihasilkan instrumen dengan hipotesis penelitian secara benar
- Membandingkan minimal dua instrumen karakterisasi dan menjelaskan keunggulan masing-masing untuk kasus tertentu
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang materi Karakterisasi Nanomaterial & Nanoteknologi: Karbon nanotube (CNT), grafena, kuantum dot, dan sifat uniknya akibat efek ukuran (size-dependent properties) 3x50 menit |
|
Materi: Instrumen karakterisasi Pustaka: Introduction to Nano: Basics to Advanced Materials, Amretashis Sengupta & Chandan Kumar Sarkar |
10% |
|
4
Minggu ke 4
|
- Menentukan instrumen analisis yang tepat untuk memecahkan masalah atau menguji hipotesis spesifik (misalnya, memilih XRD untuk analisis fasa kristal, SEM/TEM untuk topografi/skala atomik, atau TGA/DSC untuk stabilitas termal)
- Menginterpretasi dan memvalidasi data hasil pengujian instrumen (seperti membaca pola difraksi XRD, spektra FTIR/Raman, atau grafik ikatan energi XPS) serta mengidentifikasi potensi kesalahan (error) atau artifak dalam data penyerapan
- Mengorelasikan data karakterisasi mikrostruktur dengan prediksi sifat makro material (mekanik, optik, magnetik, atau elektrik) yang dihasilkan
|
- Menentukan instrumen karakterisasi yang tepat pada minimal 80% studi kasus yang diberikan
- Menjelaskan alasan pemilihan instrumen sesuai tujuan analisis dengan ketepatan minimal 75%
- Mengaitkan jenis data yang dihasilkan instrumen dengan hipotesis penelitian secara benar
- Membandingkan minimal dua instrumen karakterisasi dan menjelaskan keunggulan masing-masing untuk kasus tertentu
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang materi Karakterisasi Nanomaterial & Nanoteknologi: Karbon nanotube (CNT), grafena, kuantum dot, dan sifat uniknya akibat efek ukuran (size-dependent properties) 3x50 menit |
|
Materi: Instrumen karakterisasi Pustaka: Introduction to Nano: Basics to Advanced Materials, Amretashis Sengupta & Chandan Kumar Sarkar |
10% |
|
5
Minggu ke 5
|
- Menentukan instrumen analisis yang tepat untuk memecahkan masalah atau menguji hipotesis spesifik (misalnya, memilih XRD untuk analisis fasa kristal, SEM/TEM untuk topografi/skala atomik, atau TGA/DSC untuk stabilitas termal)
- Menginterpretasi dan memvalidasi data hasil pengujian instrumen (seperti membaca pola difraksi XRD, spektra FTIR/Raman, atau grafik ikatan energi XPS) serta mengidentifikasi potensi kesalahan (error) atau artifak dalam data penyerapan
- Mengorelasikan data karakterisasi mikrostruktur dengan prediksi sifat makro material (mekanik, optik, magnetik, atau elektrik) yang dihasilkan
|
- Menentukan instrumen karakterisasi yang tepat pada minimal 80% studi kasus yang diberikan
- Menjelaskan alasan pemilihan instrumen sesuai tujuan analisis dengan ketepatan minimal 75%
- Mengaitkan jenis data yang dihasilkan instrumen dengan hipotesis penelitian secara benar
- Membandingkan minimal dua instrumen karakterisasi dan menjelaskan keunggulan masing-masing untuk kasus tertentu
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang materi Karakterisasi Nanomaterial & Nanoteknologi: Karbon nanotube (CNT), grafena, kuantum dot, dan sifat uniknya akibat efek ukuran (size-dependent properties) 3x50 menit |
|
Materi: Instrumen karakterisasi Pustaka: Introduction to Nano: Basics to Advanced Materials, Amretashis Sengupta & Chandan Kumar Sarkar |
10% |
|
6
Minggu ke 6
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menganalisis sifat material Membandingkan sifat mekanik, termal, fisik, dan kimia dari beberapa alternatif material
- Menafsirkan data material dari standar, datasheet, atau literatur teknis
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
7
Minggu ke 7
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menghitung tegangan, regangan, faktor keamanan, laju korosi, atau parameter relevan lainnya sesuai kasus
- Memverifikasi kesesuaian material terhadap batas desain dan kondisi operasi
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
8
Minggu ke 8
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menilai ketahanan material terhadap creep, fatigue, oksidasi, korosi, keausan, atau degradasi termal
- . Mengidentifikasi potensi mekanisme kegagalan material
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
9
Minggu ke 9
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menggunakan metode seleksi material (misalnya matriks keputusan atau metode pembobotan)
- Menentukan kelebihan dan keterbatasan setiap alternatif material
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
10
Minggu ke 10
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menganalisis biaya material, manufaktur, pemeliharaan, dan penggantian
- Mengevaluasi biaya siklus hidup (Life Cycle Cost) dari setiap alternatif
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
11
Minggu ke 11
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Memilih material yang paling sesuai berdasarkan hasil analisis teknis, ekonomi, dan aspek keselamatan
- Memberikan justifikasi pemilihan material yang didukung data dan perhitungan
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
12
Minggu ke 12
|
Mampu mengevaluasi berbagai alternatif material dan menentukan material optimum untuk aplikasi pada suhu tinggi, lingkungan korosif, atau beban mekanik ekstrem melalui analisis sifat material, perhitungan teknis, dan pertimbangan biaya siklus hidup |
- Menyajikan hasil evaluasi dalam bentuk laporan atau presentasi teknis yang sistematis
- Mengkomunikasikan alasan pemilihan material sesuai standar dan kebutuhan aplikasi
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dam pembahasan secara luring tentang rancangan material Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Merancang material sesuai aplikasi yang direncanakan Pustaka: Advanced Materials (Wiley-VCH), Jurnal utama dunia yang menerbitkan terobosan terbesar di bidang material nano, biomedis, dan energi fungsional |
6% |
|
13
Minggu ke 13
|
Mampu mengkritisi dan memprediksi arah perkembangan rekayasa material masa depan, termasuk penerapan material cerdas, material hijau, dan teknologi rendah karbon, serta menilai implikasinya terhadap pembangunan berkelanjutan |
- Menjelaskan perkembangan terkini dalam bidang material cerdas (smart materials), material hijau (green materials), dan teknologi rendah karbon
- Mengidentifikasi faktor-faktor yang mendorong inovasi material di masa depan
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Praktikum |
Diskusi dan pembahasan secara luring tentang prospek Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Inovasi dan penerapan nano material dan nano teknologi Pustaka: Science and Technology of Advanced Materials, Banyak membahas riset material fungsional, termasuk otomatisasi laboratorium dan sistem eksperimen mandiri berbantuan AI (autonomous experimental systems) (Ishizuki et al., 2023) |
3% |
|
14
Minggu ke 14
|
Mampu mengkritisi dan memprediksi arah perkembangan rekayasa material masa depan, termasuk penerapan material cerdas, material hijau, dan teknologi rendah karbon, serta menilai implikasinya terhadap pembangunan berkelanjutan |
- Membandingkan karakteristik, keunggulan, dan keterbatasan berbagai teknologi material baru
- Menganalisis potensi penerapan material inovatif pada berbagai sektor industri
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dan pembahasan secara luring tentang prospek Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Inovasi dan penerapan nano material dan nano teknologi Pustaka: Science and Technology of Advanced Materials, Banyak membahas riset material fungsional, termasuk otomatisasi laboratorium dan sistem eksperimen mandiri berbantuan AI (autonomous experimental systems) (Ishizuki et al., 2023) |
3% |
|
15
Minggu ke 15
|
Mampu mengkritisi dan memprediksi arah perkembangan rekayasa material masa depan, termasuk penerapan material cerdas, material hijau, dan teknologi rendah karbon, serta menilai implikasinya terhadap pembangunan berkelanjutan |
- Mengevaluasi peluang dan tantangan implementasi material cerdas, material hijau, dan teknologi rendah karbon
- Menilai kesesuaian teknologi material dengan kebutuhan industri, regulasi, dan masyarakat
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif, Penilaian Portofolio |
Diskusi dan pembahasan secara luring tentang prospek Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Inovasi dan penerapan nano material dan nano teknologi Pustaka: Science and Technology of Advanced Materials, Banyak membahas riset material fungsional, termasuk otomatisasi laboratorium dan sistem eksperimen mandiri berbantuan AI (autonomous experimental systems) (Ishizuki et al., 2023) |
3% |
|
16
Minggu ke 16
|
Mampu mengkritisi dan memprediksi arah perkembangan rekayasa material masa depan, termasuk penerapan material cerdas, material hijau, dan teknologi rendah karbon, serta menilai implikasinya terhadap pembangunan berkelanjutan |
- Menggunakan data, literatur ilmiah, atau tren industri untuk memproyeksikan perkembangan teknologi material di masa depan
- Menyusun skenario perkembangan dan pemanfaatan material berdasarkan kebutuhan keberlanjutan dan kemajuan teknologi
|
Kriteria:
Partisipasi dan kontribusi mahasiswa dalam dikusi dan pembahasan mendalam materi Nanomaterial & Nanoteknologi Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Diskusi dan pembahasan secara luring tentang prospek Nanomaterial & Nanoteknologi 3x50 menit |
|
Materi: Inovasi dan penerapan nano material dan nano teknologi Pustaka: Science and Technology of Advanced Materials, Banyak membahas riset material fungsional, termasuk otomatisasi laboratorium dan sistem eksperimen mandiri berbantuan AI (autonomous experimental systems) (Ishizuki et al., 2023) |
3% |