Visualization of 2D and 3D sine waves using spyder as a medium for teaching physics programming

Atika Arum Nabila; Himawan Putranta

doi:10.14421/edulab.2026.111.03

Authors

Atika Arum Nabila Sunan Kalijaga State Islamic University Yogyakarta
Himawan Putranta Sunan Kalijaga State Islamic University Yogyakarta https://orcid.org/0000-0003-2646-8237

DOI:

https://doi.org/10.14421/edulab.2026.111.03

Keywords:

2D Visualization, 3D Visualization, Physics learning, Sine waves, Spyder

Abstract

Purpose - This study aims to develop and visualize two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) sine waves using the Spyder application as a programming-based physics learning medium to improve students’ understanding of wave concepts through dynamic visualization.

Design/methods/approach - The study employs numerical simulation through mathematical modeling of waves using the Python programming language. Scientific libraries such as NumPy and Matplotlib are utilized to generate 2D and 3D visual representations of sine waves. The process involves writing simulation code in Spyder and conducting visual analysis of the resulting graphs.

Findings - The results show that 2D visualization effectively illustrates simple harmonic oscillation patterns, while 3D visualization demonstrates radial wave propagation that corresponds to real physical phenomena such as water and sound waves. The use of Spyder enhances students’ understanding of key wave parameters, including amplitude, wavelength, phase, and propagation direction.

Research implication/limitation - This study implies that programming-based visualization can support interactive and exploratory physics learning while strengthening students’ digital literacy and computational thinking skills. However, the study is limited to simulation-based analysis and does not yet include empirical measurement of learning outcomes or comparisons with other learning media.

Originality/value - This research offers an innovative integration of Python programming and physics education by utilizing Spyder as a learning medium for visualizing sine waves in both 2D and 3D formats, providing added value in enhancing conceptual understanding and computational skills in physics learning.

References

Ain, T. N., Wibowo, H. A. C., & Hasyim, F. (2022). Pengembangan Simulasi Berbasis Visual Basic Application (VBA) Spreadsheet Excel pada Pembelajaran Fisika Materi Gelombang. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika, 6(1), 155. https://doi.org/10.20527/jipf.v6i1.4435

Anita Talia, Angelica Angelica, Agatha Anggraini Tumanggor, Febryanti Hasibuan, Roberto Karlos Sinaga, & Ocha Hosea Sigalingging. (2024). Implementasi Metode Numerik dan Simbolik dengan Python untuk Penentuan Nilai Limit Fungsi. Pentagon : Jurnal Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, 2(4), 45–53. https://doi.org/10.62383/pentagon.v2i4.279

Az-zahrani, N. S. N., Eloi, H. K. A., Salim, F., Ramadhani, A.-Z. A., Charel Meysyanti, & Purwantiningsih, L. N. A. (2025). Python untuk Analisis Data.

Basir, A. P., & Uding, R. (2025). Penerapan Augmented Reality (AR) dalam Pembelajaran Fisika: Studi Kasus pada Materi Optik. Jurnal Pendidikan dan Ilmu Fisika, 5(1), 14–24. https://doi.org/10.52434/jpif.v5i1.42438

Darmawan, A. C., & Iswari, L. (2022). Pengembangan Aplikasi Berbasis Web dengan Python Flask untuk Klasifikasi Data Menggunakan Metode Decision Tree C4.5.

Dini, S. U., & Viridi, S. (2021). In-House Software Development for Data Visualization of Random Motion Configuration of Particles in Fluid. 32(1).

Emanuella, H. T. (2017). PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM MALANG 2017.

Erlangga, R., Pradifta, R. D., & Putra, A. S. (2025). PENERAPAN METODE PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJEK PADA BAHASA PEMROGRAMAN PYTHON DALAM MERANCANG APLIKASI PRAKTIK MANDIRI BIDAN ROZI SILVANA.

Fathurrahman, & Fitrah, Muh. (2023). SOFTWARE GEOGEBRA PADA PEMBELAJARAN MATEMATIKA: STUDI LITERATUR. 4(1).

Ferdiana, R. (2020). Engineering-Design pada Sistem Informasi.

Ginting, J. O., Sastra, A., Sembiring, G. D. B., & Prayuda, S. (2025). ANALISIS DAMPAK PENGGUNAAN GEDGET TERHADAP MINAT BELAJAR SISWA. 01(04).

Gouillart, E., Nunez-Iglesias, J., & Van Der Walt, S. (2016). Analyzing microtomography data with Python and the scikit-image library. Advanced Structural and Chemical Imaging, 2(1), 18. https://doi.org/10.1186/s40679-016-0031-0

Halliday, D., Resnick, R., & Jearl Walker. (2014). Fundamental of Phiysic.

Handayani, D. N. S., Pramudya, Y., & Suparwoto, S. (2020). Telaah Produk Monograf dari Hasil Simulasi dan Visualisasi Gelombang 2D dan 3D pada Membran Lingkaran dengan Software Scilab. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 11(1), 47–56. https://doi.org/10.26877/jp2f.v11i1.4025

Hardani, S.Pd., M.Si., Idawati, S., Rahim, A., Ningrum, D. M., Ghozaly, M. R., Hartanto, apt. F. A. D., Ulya, M. S., Tuhfatul, Dewi, I. K., & Pertiwi, A. D. (2022). BUKU AJAR FARMASI FISIKA.

Haris Kurniawan, Syafa’at, F., Budihartono, E., Lorosae, T. A., Apriana, D., Marisa, Carudin, Adhicandra, I., Syaddad, H. N., Ikhsan, M., Dwiwijaya, Ir. K. A., Mukhlis, I. R., Handika, I. P. S., & Rahman, E. (2023). BELAJAR WEB PROGRAMMING (REFERENSI PENGENALAN DASAR TAHAPAN BELAJAR PEMROGRAMAN WEB UNTUK PEMULA). PT. Sonpedia Publishing Indonesia.

Hedie Kristiawan. (2024). Pengembangan Perangkat Keras Komputer untuk AI. Pengantar Teknologi Informasi.

Herayanti, L., Fuaddunnazmi, M., & Habibi, H. (2017). Pengembangan Perangkat Pembelajaran Fisika Berbasis Moodle. Jurnal Pendidikan Fisika dan Teknologi, 3(2), 197–206. https://doi.org/10.29303/jpft.v3i2.412

Hertina, D., M, N., Gaspersz, V., Nainggolan, E. T. A., Rosmiati, R., Sanulita, H., Suhirman, L., Prisusanti, R. D., H, L. P., & Ahmad. (2024). Metode Pembelajaran Inovatif Era Digital: Teori dan Penerapan.

Hidayah, N. (2025). Diajukan kepada Institut Agama Islam Negeri Kediri Untuk memenuhi salah satu persyaratan Dalam menyelesaikan program Sarjana.

Huda, A., & Ardi, N. (2020). Dasar-Dasar Pemrograman Berbasis Python.

Ismail. (2024). ANALISIS KEMIRINGAN LERENG DI PARANGPARANG UNIVERSITAS SULAWESI BARAT KABUPATEN MAJENE.

Ismail Setiawan. (2022). Komparasi Kinerja Integrated Development Environment (IDE) Dalam Mengeksekusi Perintah Python. SATESI: Jurnal Sains Teknologi dan Sistem Informasi, 2(1), 52–59. https://doi.org/10.54259/satesi.v2i1.784

Isti’anah, & Zaini, T. B. (2024). IMPLEMENTASI STRATEGI MINDS UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN DALAM PEMBELAJARAN FISIKA PADA SISWA SMP. 3(1).

Kurniawan, R. (2022). STUDI TRANSFORMASI GELOMBANG TERHADAP PERUBAHAN GARIS PANTAI DI DESA MENDALOK, KECAMATAN SUNGAI KUNYIT, KABUPATEN MEMPAWAH, KALIMANTAN BARAT.

Lane, W. C. (2002). THE WAVE EQUATION AND ITS SOLUTIONS.

Malau, N. D. (2018). Modul Fisika Gelombang.

Manongga, A. (2021). PENTINGNYA TEKNOLOGI INFORMASI DALAM MENDUKUNG PROSES BELAJAR MENGAJAR DI SEKOLAH DASAR.

Maulana, M. H. (2024). Python Bahasa Pemograman Yang Ramah Bagi Pemula. 2.

Mukaromah, E. (2020). Pemanfaatan Teknologi Informasi dan Komunikasi dalam Meningkatkan Gairah Belajar Siswa. 4(1).

Pane, S. F., & Rahcmadani, E. V. (2020). Big Data: Forecasting Menggunakan Python.

Parjiman, Subekti, & Rif’an, M. (2018). Parjiman Pendidikan Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta Jakarta, Indonesia parjiman@unj.ac.id. 9(0).

Patimah, S. (2017). PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2017.

Putri, A. K., & Nur, D. I. (2023). PENGGUNAAN BAHASA PYTHON UNTUK ANALISIS DAN VISUALISASI DATA PENDUDUK DI DESA SUMBERJO, NGANJUK. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat.

Rajagukguk, K. P. (2022). PROBLEMATIKA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN BERBASIS TEKNOLOGI DALAM PEMBELAJARAN SAINS DI SEKOLAH DASAR.

Rati, N. W., Lesmana, K. Y. P., Sudata, I. G. W., Dwiarwati, K. A., & Esaputra, I. N. T. (2024). UNPLUGGED CODING UNTUK PEMBELAJARAN IPA DI SEKOLAH DASAR.

Risnandar, & Maki, W. F. A. (2022). METODE COMPUTATIONAL THINKING UNTUK PENGABDIAN MASYARAKAT DALAM PENINGKATAN KEMAMPUAN BAHASA PEMROGRAMAN PYTHON SISWA SMK (STUDI KASUS: SMK ASSHIDDIQIYAH KARANGPAWITAN, GARUT). 1.

Riza, F., Hady, M. S., Rafli, M., Afifi, S., & Kurniawan, A. R. (2025). Pemanfaatan Bahasa Pemrograman Python dalam Pembelajaran: Tinjauan Studi Literatur.

Setyawan, M. Y. H., & Pratiwi, D. A. (2020). Membuat Sistem Informasi Gadai Online Menggunakan Codeigniter Serta Kelola Proses Pemberitahuannya. Kreatif Industri Nusantara.

Siahaan, V., & Sianipar, R. H. (2019). Konsep dan Implementasi Pemrograman Python.

Sidauruk, D. S. R., Prakisya, N. P. T., & Hatta, P. (2025). Pengembangan Mobile Learning Platform Pemrograman Dasar Python dengan Menggunakan Pyscript untuk Siswa Sekolah Menengah Kejuruan. 13. https://doi.org/10.26418/justin.v13i1.84813

Sofwan, A. (2024). Manajemen Data dengan Python.

Susilo, A., Yunianto, M., & Variani, V. I. (2012). Simulasi Gerak Harmonik Sederhana dan Osilasi Teredam pada Cassy-E 524000.

Tampubolon, J., Atiqah, N., & Panjaitan, U. I. (2019). PENTINGNYA KONSEP DASAR MATEMATIKA PADA KEHIDUPAN SEHARI-HARI DALAM MASYARAKAT.

Tazakka, M. S. (2024). Basic Python Programming Untuk Teknik Sipil.

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2008). PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS (6th ed.).

Ubaidillah. (2024). Visualisasi Pembelajaran Fisika Menggunakan Virtual Reality Pada Materi Ajar Hukum Hooke di Kelas XI-MIPA MAN 2 Aceh Barat. 10 (1).

Wahidin. (2025). Pengembangan Media Pembelajaran Visual Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Siswa. 11.

Wisnuwijaya, R. I. (2017). PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2017.

Yulianti, Y. A., & Wulandari, D. (2021). Flipped Classroom: Model Pembelajaran untuk Mencapai Kecakapan Abad 21 Sesuai Kurikulum 2013. Jurnal Kependidikan: Jurnal Hasil Penelitian dan Kajian Kepustakaan di Bidang Pendidikan, Pengajaran dan Pembelajaran, 7(2), 372. https://doi.org/10.33394/jk.v7i2.3209

Yusra, H., Putri, S. Y., Rani, M. S., Alwi, N. A., & Ningsih, Y. (2025). Pemanfaatan Media Gambar dan Video sebagai Alat Bantu Pembelajaran di Kelas Rendah SD.