RANGKUMAN BAB 4 FAUZAN ALMAIRI AKHBAR 8E

 A. KONSEP BERPIKIR KOMPUTASIONAL

1. Latar Belakang Konsep Berpikir Komputasional

Istilah computational thinking pertama kali dirujuk oleh ahli matematika Seymour Papert sebagai “prosedural berpikir” pada 1980, dan pada 1996 pemikiran komputasi membantu menentukan hubungan antara masalah dan solusinya. Saat bekerja di MIT (Institut Teknologi Massachusetts), Papert bekerja untuk membawa computational thinking ke dalam dunia pendidikan dengan membantu menciptakan landasan pedagogis.

Pada 2006, seorang ilmuwan komputer bernama Jeannette M. Wing, memperkenalkan sebuah artikel yang berjudul Computational Thinking kepada khalayak akademis yang lebih luas. Dalam artikel tersebut, Wing membahas pentingnya memahami dan menggunakan prinsip-prinsip dasar komputasi dalam pemecahan masalah, tidak hanya dalam konteks komputer, tetapi juga dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Ide ini telah menjadi dasar bagi banyak program pendidikan dan inisiatif untuk mempromosikan literasi komputasional di kalangan masyarakat luas.

Dengan pemahaman yang mendalam tentang berpikir komputasional, diharapkan kita dapat mengembangkan kemampuan berpikir secara sistematis, logis, dan kritis dalam memecahkan berbagai masalah yang kompleks. Konsep ini memberikan landasan yang kokoh bagi perkembangan teknologi informasi dan komputer di masa depan.

Dikarenakan kita hidup berdampingan dengan teknologi, kita perlu berpikir seperti sebuah mesin yang dapat bergerak dengan dinamis. Oleh sebab itu, berpikir komputasional adalah sebuah konsep atau cara untuk mengamati masalah dan mencari solusi dari permasalahan tersebut dengan menerapkan teknologi ilmu komputer. Dengan berpikir komputasional, seseorang akan mampu untuk mengamati masalah, memecahkan masalah hingga bisa melakukan mengembangkan solusi dari pemecahan masalah.

Pada dasarnya, berpikir komputasional memang mengadaptasi sebuah pemikiran atau cara kerja yang berasal dari komputer. Tetapi, beberapa orang masih beranggapan bahwa berpikir komputasional itu harus memakai aplikasi komputer. Pada kenyataannya yang dimaksud dalam berpikir komputasional tidak harus menggunakan komputer. Berpikir komputasional memang tidak mudah atau bisa dibilang membutuhkan usaha yang lebih. Meskipun susah untuk dilakukan, tetapi kita harus yakin bahwa kita bisa mengubah pola berpikir kita menjadi pola berpikir komputasional. Oleh karena itu, kita harus membiasakan diri untuk berpikir komputasional dalam situasi apa pun. Jika sudah terbiasa untuk berpikir komputasional, kita akan merasakan dampak positifnya, yaitu dapat berpikir dengan cepat, mudah, dan tepat.

2. Definisi Berpikir Komputasional

Berpikir komputasional telah menjadi kata kunci yang memiliki banyak definisi, para ahli mendefinisikan beberapa pengertian berpikir komputasional sebagai berikut.

a. Seymour Papert, 1980 dan 1996: “cara baru untuk merumuskan masalah dan solusi yang cukup baik sehingga komputer dapat menanganinya.”

Definisinya yakni pemikiran komputasional tidak hanya tentang menggunakan komputer, tetapi juga tentang memahami dan menerapkan konsep-konsep komputasi dalam cara kita berpikir dan memecahkan masalah. Papert memandang komputer sebagai alat pembelajaran yang kuat yang dapat membantu individu membangun pemahaman.

b. Jeannette M. Wing, 2006: “sebuah pendekatan untuk memecahkan masalah yang melibatkan konsep-konsep dasar dalam ilmu komputer.”

Wing menekankan bahwa berpikir komputasional adalah keterampilan mendasar yang harus dimiliki oleh setiap orang, bukan hanya oleh para ahli komputer. Hal ini karena dalam dunia yang semakin dipengaruhi oleh teknologi, kemampuan untuk berpikir secara komputasional sangat penting agar seseorang dapat memahami masalah, merancang solusi, serta menggunakan teknologi dengan efektif dan efisien. Dengan demikian, berpikir komputasional dapat membantu setiap orang dalam menghadapi tantangan masa depan yang semakin kompleks, terutama dalam bidang teknologi informasi.

c. Peter J. Denning dan Matti Tedre: “gaya berpikir baru yang esensial untuk kemampuan intelektual manusia, seperti membaca, menulis, dan berhitung, di mana kita menggunakan cara berpikir ini untuk merumuskan masalah dan solusinya sehingga solusi tersebut dapat dieksekusi oleh komputer.”

Denning menekankan bahwa berpikir komputasional adalah keterampilan yang esensial di era digital, setara dengan kemampuan membaca, menulis, dan berhitung. Konsep ini menekankan pentingnya penggunaan teknologi komputer untuk memperluas dan memperkuat kemampuan manusia dalam memecahkan masalah, mengoptimalkan proses, serta mengembangkan solusi yang inovatif. Oleh karena itu, berpikir komputasional bukan hanya keterampilan teknis, tetapi juga merupakan gaya berpikir yang memengaruhi cara kita memandang dan menghadapi masalah dalam kehidupan sehari-hari.

3. Teknik Berpikir Komputasional

Terdapat 4 teknik dalam berpikir komputasional, yaitu dengan menggunakan konsep-konsep dasar dalam ilmu komputer. Konsep dasar dalam berpikir komputasional sangat penting diterapkan ketika kita menghadapi permasalahan. Beberapa teknik yang utama dalam berpikir komputasional adalah teknik dekomposisi, pengenalan pola, abstraksi, dan algoritma. Dengan teknik berpikir komputasional, kita akan lebih mudah dalam menyelesaikan masalah. Selain itu, kita akan mendapatkan banyak pengalaman baru dan memperluas kemampuan kita dalam menghadapi permasalahan yang ada. Sangat penting untuk mempelajari teknik berpikir komputasional ketika kita menghadapi permasalahan. Berikut merupakan penjelasan teknik berpikir komputasional.

a. Dekomposisi (Decomposition)

Dekomposisi adalah suatu metode atau konsep berpikir untuk memecah suatu permasalahan yang kompleks untuk menemukan solusi dengan jalan pemecahan yang lebih sederhana, sehingga solusi dapat dicapai dengan lebih cepat. Dengan menggunakan teknik dekomposisi, kita dapat menghadapi masalah yang kompleks dengan cara memecahnya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan sederhana. Hal ini dapat membantu kita untuk lebih fokus dalam menyelesaikan masalah secara bertahap, serta mempermudah dalam mencari solusi yang efektif dan efisien.

Selain itu, dekomposisi juga dapat mengurangi tingkat kesulitan suatu masalah, karena memungkinkan pembagian tugas yang jelas antara anggota tim.

Sebagai contoh, jika terdapat masalah dalam keadaan secara bersamaan akan jauh lebih sulit menyelesaikan suatu permasalahan daripada jika dipecah menjadi bagian-bagian kecil. Contoh dekomposisi adalah ketika seseorang memperbaiki sepeda motor. Permasalahan utama adalah ketika sepeda motor tiba-tiba berhenti di jalan. Dengan menggunakan dekomposisi, kita dapat memecah masalah ini menjadi beberapa bagian yang lebih kecil, seperti memeriksa bahan bakar, busi, rantai, dan komponen lainnya. Dengan demikian, kita dapat menemukan penyebab utama masalah dan menyelesaikannya dengan lebih mudah dan cepat.

1. Apa penyebab bunyi bising?

2. Bagaimana cara memeriksa bagian motor yang bergerak dan menentukan sumber bunyi bising?

3. Bagaimana cara melakukan perbaikan?

4. Bagaimana cara memeriksa bahwa perbaikan sudah dilakukan dengan benar?

Permasalahan memperbaiki motor yang rusak seperti contoh tersebut, dapat dipecahkan menjadi lebih jelas dan dapat diselesaikan dengan dekomposisi.

b. Pengenalan Pola (Pattern Recognition)

Pengenalan pola adalah kemampuan untuk mengidentifikasi, menganalisis, dan memahami pola yang terdapat dalam data atau informasi. Dalam berpikir komputasional, pengenalan pola digunakan untuk menemukan kesamaan atau perbedaan di antara data atau informasi yang ada. Dengan demikian, kita dapat mengorganisasi informasi tersebut dan menggunakannya sebagai dasar untuk memecahkan masalah.

Pada tahap pengenalan pola, kita dengan karakteristik masalah atau informasi yang kita hadapi. Kita mencoba menemukan kesamaan atau perbedaan di antara masalah-masalah tersebut. Dengan mengenali pola yang ada, kita dapat lebih mudah dalam memahami dan mengorganisasi informasi tersebut.

Sebagai contoh, jika kita diberikan gambar 4 bola: bola sepak, bola voli, bola tenis, dan bola basket. Apakah kamu dapat melihat kesamaan pola dari keempat bola tersebut?

c. Abstraksi (Abstraction)

Abstraksi adalah proses menyederhanakan informasi yang kompleks dengan cara memfokuskan pada aspek-aspek yang relevan atau penting, dan mengabaikan detail-detail yang kurang relevan. Dalam berpikir komputasional, abstraksi digunakan untuk menyaring informasi yang penting agar dapat memecahkan masalah lebih efektif dan efisien.

Beberapa hal yang dilakukan pada tahap abstraksi di antaranya adalah menentukan hal-hal yang relevan dan penting, serta mengabaikan informasi yang tidak relevan. Dengan melakukan abstraksi, kita dapat melihat informasi yang penting dan mengabaikan informasi yang kurang relevan.

Sebagai contoh, ketika kita diminta untuk menggambar bola, kita tidak perlu menggambar semua detail yang ada pada bola tersebut, tetapi cukup menggambar bentuk bulatnya saja. Hal ini sudah dapat mewakili informasi penting dari bola tersebut. Dengan demikian, abstraksi membantu kita untuk menyederhanakan masalah yang kompleks dan memfokuskan pada hal-hal yang esensial.

d. Perancangan Algoritma (Algorithm Design)

Perancangan algoritma adalah serangkaian langkah-langkah logis yang harus diikuti untuk memecahkan masalah atau mencapai solusi.

Algoritma ini harus menuliskan proses yang sistematis, terstruktur, dan runtut dari langkah-langkah dalam memecahkan masalah. Agar lebih jelas, perhatikan contoh algoritma sederhana yang dibuat untuk menyelesaikan soal cerita.

Contoh: Menentukan arti istilah terjemahan bahasa asing dalam teks.

Jika diartikan ke dalam proses berpikir komputasional, maka untuk menentukan arti istilah terjemahan bahasa asing dapat lebih mudah jika dilakukan proses berpikir komputasional sebagai berikut:

a. Langkah pertama teknik dekomposisi

Dari segi pengetahuan bahasa, berpikir bahasa asing dengan memisahkan arti kalimat, arti kata, arti frasa, arti istilah, arti tanda baca, dan arti tanda lainnya. Ini membantu kalian dalam memahami arti dari teks tersebut.

b. Langkah kedua teknik pengenalan pola

Lakukan kategorisasi arti dan struktur dengan mengatur pola penggunaan arti kalimat, arti kata, arti frasa, arti istilah, arti tanda baca, dan arti tanda lainnya. Ini akan mempermudah memetakan struktur teks untuk artikel yang baru.

c. Langkah ketiga teknik abstraksi

Fokus pada arti yang memiliki informasi inti dan utama. Tentukan pokok-pokok isi penting yang relevan dengan tema sehingga kalian bisa menghilangkan arti yang tidak relevan dengan tema.

d. Langkah keempat teknik penyusunan algoritma

Langkah-langkah penyelesaian dari penyusunan algoritma berpikir komputasional membantu kita menganalisis dan menyelesaikan masalah. Dengan memahami dan menggunakan berpikir komputasional, diharapkan kita bisa memecahkan masalah dengan lebih sistematis, efektif, dan efisien.

⸻

B. KARAKTERISTIK BERPIKIR KOMPUTASIONAL

Setelah memahami komponen berpikir komputasional, selanjutnya kalian perlu mengenali karakteristik berpikir komputasional. Mengenali karakteristik berpikir komputasional sangat penting agar kalian dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari. Dengan mengenali karakteristik berpikir komputasional, kalian dapat menentukan langkah apa saja yang harus ditempuh dalam menyelesaikan suatu masalah.

Karakteristik berpikir komputasional sebagai berikut:

1. Kemampuan dasar yang dimiliki oleh manusia dalam memecahkan masalah.

Kemampuan dasar ini merupakan keterampilan berpikir untuk memecahkan masalah yang dapat dilatih dan digunakan kapanpun.

2. Menggunakan solusi (algoritma) untuk memecahkan masalah.

Menggunakan solusi yang sudah ada maupun menciptakan solusi baru agar dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah serupa.

3. Menggunakan pemikiran kritis dalam memecahkan masalah.

Berpikir kritis sangat diperlukan dalam menentukan langkah-langkah penyelesaian masalah. Hal itu agar solusi yang dihasilkan lebih efektif, efisien, dan tepat sasaran.

4. Bisa dilatih agar terbiasa menggunakannya sehingga semakin mudah.

Menerapkan berpikir komputasional bisa dilatih dalam kehidupan sehari-hari agar terbiasa menggunakannya.

5. Mencakup 4 keterampilan inti.

Empat keterampilan inti yang dimaksud adalah dekomposisi, pengenalan pola, abstraksi, dan algoritma.

6. Mencakup 3 pilar teknik utama.

Terdiri atas teknik otomasi, teknik representasi data, dan teknik generalisasi.

7. Bisa diterapkan pada berbagai disiplin ilmu.

Berpikir komputasional tidak terbatas pada bidang ilmu komputer saja, tetapi juga bisa digunakan dalam berbagai bidang lain.

8. Mendukung kemampuan pemecahan masalah yang lebih baik.

Dengan menerapkan berpikir komputasional, kita bisa memecahkan suatu hal yang sangat berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.

4. Digunakan siapa saja dan di mana saja, seperti sekolah, rumah, kantor, dan lain-lain. Bahkan, lebih baik lagi jika menggunakan konsep berpikir komputasional pada setiap kegiatan yang kita lakukan, dengan begitu berpikir komputasional bisa terwujud dengan baik jika dilakukan dengan usaha dan tindakan nyata sehingga kemudian berubah menjadi suatu hal yang lebih eksplisit.

5. Menerapkan suatu metode atau cara manusia berpikir, untuk menyelesaikan masalah harus menggunakan cara komputer berpikir. Oleh karena itu, setiap manusia harus menggunakan komputer. Dengan demikian, dengan mengikuti cara berpikir komputer, manusia harus sadar dalam memecahkan suatu permasalahan, manusia bukan manusia tetapi komputer itu dikendalikan oleh manusia, bukan manusia yang dikendalikan oleh komputer. Dengan menyadari hal seperti itu, maka suatu permasalahan akan mudah untuk diselesaikan atau dipecahkan.

6. Bersifat menantang dalam sudut pandang intelektual. Pada karakteristik ini, seseorang dengan berpikir komputasional akan berusaha semaksimal mungkin dalam memahami dan menyelesaikan suatu masalah. Dengan kata lain, rasa ingin tahu dalam menyelesaikan masalah semakin menjadi terasakan dengan berpikir komputasional. Jika kita melakukan suatu hal atau memecahkan masalah akan berkembang juga. Selain itu, wawasan yang kita miliki dengan kehadiran sebuah rasa ingin tahu, bahkan kita juga mampu berpikir kreatif sehingga tak akan pernah kehabisan ide atau gagasan.

Dengan mengenal karakteristik berpikir komputasional maka akan membantu seseorang untuk menjadi pemikir yang lebih kritis, kreatif, dan efisien dalam menghadapi suatu masalah, dengan cara sebagai berikut.

1. Merumuskan masalah dengan menguraikan masalah tersebut ke segmen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola.

2. Mengubah masalah yang kompleks menjadi beberapa prosedur atau langkah yang lebih mudah untuk dilaksanakan.

3. Mampu memberikan pemecahan masalah menggunakan komputer atau perangkat lain.

4. Mampu mengorganisasi dan menganalisis data.

5. Mampu melakukan representasi data melalui abstraksi dengan suatu model atau simulasi.

6. Mampu melakukan otomatisasi solusi melalui cara berpikir algoritma.

7. Mampu melakukan identifikasi, analisis, dan implementasi solusi dengan berbagai kombinasi langkah atau cara dan sumber daya yang efisien dan efektif.

Mampu melakukan generalisasi solusi untuk berbagai masalah yang berbeda. Ada beberapa karakteristik berpikir komputasional, di antaranya adalah mampu melakukan identifikasi, analisis, dan implementasi solusi dengan berbagai kombinasi langkah atau cara dan sumber daya yang efisien dan efektif.

⸻

1. Identifikasi

Identifikasi berasal dari kata identify yang artinya meneliti, menelaah. Identifikasi adalah kegiatan yang mencari, menemukan, mengumpulkan, meneliti, mendaftarkan, mencatat, dan mengklasifikasi informasi. Fungsi dan tujuan identifikasi adalah untuk mengetahui berbagai masalah yang terjadi, untuk mengetahui berbagai sumber daya yang dapat dimanfaatkan untuk pendukung pelaksanaan program dan mempermudah dalam menyusun rencana program yang akan dilaksanakan, agar program yang dikembangkan sesuai dengan kebutuhan dan rencana. Data yang dikumpulkan dapat digunakan sebagai dasar penyusunan rencana program yang dapat dipengaruhi oleh pengelola program. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan. Cara pengidentifikasian masalah sebagai berikut.

a. Pendefinisian masalah dengan jelas

Langkah ini memang terasa sepele, tetapi langkah inilah yang paling vital. Jika tidak mengerti masalah yang sedang dihadapi, solusi yang diberikan menjadi tidak efektif secara menyeluruh. Untuk menyelesaikan masalah harus melihat bagaimana masalah itu muncul dari berbagai sudut pandang.

b. Pendefinisian secara objektif

Apa yang ingin dicapai? Apa yang diketahui, dan apa yang ingin diketahui? Pernyataan masalah yang jelas, ringkas, dan sederhana akan membantu memahami dari sudut pandang.

c. Kumpulkan informasi secara sistematik

Pengumpulan informasi yang mendukung berdasarkan sebanyak mungkin data, termasuk data aktual (observasi, eksperimen, simulasi, dan/atau pengukuran), serta informasi lain dari para ahli atau orang yang berhubungan dengan masalah.

⸻

2. Analisis

Analisis merupakan sekumpulan kegiatan aktivitas dan pemikiran terorganisir untuk memecahkan masalah, dan membentuk komponen-komponen masalah tersebut, serta memahami bagaimana komponen tersebut dapat diatasi dengan langkah-langkah yang disusun dengan baik, sehingga dapat diperoleh solusi dari masalah. Dengan kata lain analisis adalah upaya menguraikan permasalahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, serta mempelajari hubungan antarbagian tersebut, agar dapat lebih dimengerti, cara menganalisis masalah sebagai berikut:

a. Analisis informasi

Langkah pertama untuk menemukan solusi adalah untuk mengumpulkan data atau informasi sebanyak mungkin tentang masalah yang dihadapi. Informasi tersebut dapat berupa informasi yang didapat dari pengalaman sendiri atau orang lain, literatur, data statistik, hasil survei, dan sebagainya. Informasi yang diperoleh kemudian dicatat dan diurutkan agar lebih gampang dianalisis.

b. Generalisasi kemungkinan solusi

Langkah berikutnya adalah dengan menggeneralisasi solusi, yaitu dengan memikirkan atau mencari solusi yang efektif, tepat, dan bermanfaat.

⸻

c. Evaluasi solusi dan pilih alternatif terbaik

Setelah menganalisis data mentah, dan masalah diidentifikasi, maka langkah berikutnya adalah dengan membuat eksperimen pada data-data simulasi yang ada, sehingga dapat menemukan solusi untuk memecahkan masalah.

d. Implementasi solusi

Implementasi adalah suatu tindakan nyata dalam usaha menjalankan rencana yang disusun, sehingga dapat tercapai tujuan yang diharapkan.

Cara mengimplementasikan solusi yang telah kita rencanakan sebagai berikut:

1. Implementasi dari solusi

Implementasikan hasil minimum solusi terbaik. Rincikan impelentasi masalah dan permasalahan. Jika terdapat masalah baru, segera lakukan analisis agar solusi yang ada tetap berjalan dengan baik dan mencapai tujuan yang diinginkan.

2. Review dan evaluasi hasil keluaran

Setelah mengimplementasikan solusi, langkah selanjutnya adalah memonitor dan mereview hasil pekerjaan. Hal ini dilakukan agar solusi yang diterapkan tidak salah.

3. Atur ulang jika dibutuhkan

Pemecahan masalah bekerja dalam dunia yang berulang-ulang. Banyak potensi solusi yang harus dievaluasi.

3. Implementasi

Bagaimana cara mengimplementasikan solusi yang telah direncanakan agar bisa menghasilkan solusi yang lebih baik.

a. Decomposition

Decomposition adalah kemampuan memecah data, proses, atau masalah yang kompleks menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau menjadi struktur komponen data/proses.

Misalnya dengan melihat dan menganalisis persoalan 100 box roti. Jika 1 jam = 1 box, maka 100 box roti memerlukan waktu 100 jam. Tetapi ketika didekomposisi menjadi 10 orang yang mengerjakan, maka masing-masing orang mengerjakan 10 box roti, sehingga 100 box dapat diselesaikan dalam 10 jam. Jika proses pembuatan 1 box memerlukan proses pembuatan adonan, pencetakan, dan pemanggangan, maka proses dekomposisi dilakukan pada masing-masing bagian (membuat adonan, mencetak, memanggang).

b. Pattern Recognition

Pattern Recognition adalah kemampuan melihat persamaan atau bahkan perbedaan yang ada pada data, teks, atau keterangan dalam situasi tertentu. Dengan pengenalan pola ini, guru akan dapat mengajarkan sesuatu yang lebih efektif dan efisien.

Misalnya dalam proses pembuatan 1 box roti memerlukan 1 jam, maka dalam 60 menit = 1 box, atau 1 jam = 1 box. Jika proses pembuatan 3 box memerlukan 3 jam, maka akan lebih cepat jika menggunakan 3 orang, masing-masing 1 jam untuk 1 box, sehingga dalam waktu 60 menit (1 jam) dapat menghasilkan 3 box.

c. Abstraction

Abstraction adalah melakukan generalisasi dan mengidentifikasi prinsip-prinsip penting yang mengisolisasikan pola tren, dan keteraturan yang relevan. Dengan demikian, 60 menit = 1 box, atau 1 jam = 1 box, maka dapat disimpulkan 1 jam = 3 box, sehingga diperlukan waktu 33,3 jam atau 33 jam 20 menit untuk menghasilkan 100 box roti. Jika dilakukan oleh 2 orang, maka diperlukan waktu 16,5 jam untuk menghasilkan 100 box roti.

d. Algorithm Design

Mengembangkan petunjuk pemecahan masalah yang sistematis, logis, dan dapat ditindaklanjuti dengan jelas. Algoritma adalah langkah-langkah yang dilakukan secara terstruktur untuk mencapai pemecahan masalah. Misalnya, langkah dalam membuat box roti dimulai dari persiapan bahan, membuat adonan, mencetak adonan, memanggang adonan, hingga menghasilkan roti. Proses tersebut harus dilakukan secara berurutan, teratur, dan kreatif.