Berpikir Komputasional dimata pelajaran Statistika untuk SMA

 Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang Berpikir Komputasional dimata Pelajaran Statistika untuk jenjang SMA, berikut penjabarannya.

A. Tujuan Pembelajaran

Berpikir komputasional diasah melalui kegiatan problem solving. Berbeda dengan fase D (SMP) di mana siswa dilatih melalui persoalan sehari-hari yang solusinya belum dikaitkan dengan program komputer, pada fase E, persoalannya sudah terkait dengan struktur data diskrit dan solusinya ialah algoritma yang sudah siap untuk diterjemahkan menjadi program komputer setelah mendapat pengetahuan tentang bahasa pemrograman dari modul Algoritma dan Pemrograman. Siswa diharapkan mampu untuk memahami strategi algoritma standar untuk beberapa persoalan yang disajikan.

B. Kata Kunci

Algoritma, strategi algoritmik, searching, sorting, stack, queue.

C. Kaitan dengan Bidang Pengetahuan Lain

Berpikir komputasional menjadi landasan berpikir informatika, dan menjadi landasan mencari solusi informatika untuk semua bidang kehidupan. BK mengajak seseorang berpikir seperti computer scientist dalam menyelesaikan persoalan yang solusinya dikerjakan oleh komputer, atau yang dikenal dengan istilah “diprogram”.

Dalam kaitan dengan unit pembelajaran lain dalam informatika, BK sangat erat terkait dengan unit pembelajaran Algoritma dan Pemrograman. BK lebih berfokus kepada analisis permasalahan dan strategi yang tepat untuk mendapatkan solusi. Sementara, pemrograman berfokus pada strategi mengimplementasikan solusi menjadi program komputer. Unit pembelajaran BK juga terkait dengan unit pembelajaran Analisis Data karena saat melakukan analisis terhadap data dibutuhkan kemampuan abstraksi, dekomposisi, pengenalan pola, dan algoritma yang menjadi elemen dasar dalam BK.

D. Strategi Pembelajaran

Berpikir komputasional (BK) akan melatih seseorang untuk berpikir seperti seorang ilmuwan informatika, bukan berpikir seperti komputer karena komputer adalah mesin. Kegiatan utama dalam BK ialah penyelesaian masalah (problem solving) untuk menemukan solusi yang efisien, efektif, dan optimal sehingga solusinya bisa dijalankan oleh manusia maupun mesin. Dengan kata lain, kegiatan dalam BK ialah mencari strategi untuk mengatasi persoalan.

Persoalan apa yang akan diselesaikan? Sebetulnya hampir semua persoalan sehari-hari mengandung konsep komputasi sehingga bisa diselesaikan dengan bantuan mesin computer. Sebagai contoh, robot yang bertugas melayani penjualan di restoran atau mengantar makanan dan obat untuk pasien di rumah sakit yang sudah dipakai di beberapa negara maju, sistem komputer untuk memantau perkebunan sawit yang siap panen, dsb. Sistem komputer pada hakikatnya meniru dunia ini untuk dijadikan dunia digital sehingga bisa membantu atau menggantikan manusia dalam melakukan pekerjaan- pekerjaan yang sulit dan membosankan.

Ada 4 fondasi berpikir komputasional yang dikenal dalam ilmu Informatika, yaitu Abstraksi, Algoritma, Dekomposisi dan Pola (AADP), yang secara garis besar dijelaskan sebagai berikut.

1. Dekomposisi dan formulasi persoalan sedemikian rupa sehingga dapat diselesaikan dengan cepat dan efisien serta optimal dengan menggunakan komputer sebagai alat bantu. Persoalan yang sulit apalagi besarakan menjadi mudah jika diselesaikan sebagian-sebagian secara sistematis.

2. Abstraksi, yaitu menyarikan bagian penting dari suatu permasalahan dan mengabaikan yang tidak penting sehingga memudahkan fokus kepada solusi.

3. Algoritma, yaitu menuliskan otomasi solusi melalui berpikir algoritmik (langkah-langkah yang terurut) untuk mencapai suatu tujuan (solusi). Jika langkah yang runtut ini diberikan ke komputer dalam bahasa yang dipahami oleh komputer, kalian akan dapat “memerintah” komputer mengerjakan langkah tersebut.

4. Pengenalan pola persoalan, generalisasi serta mentransfer proses penyelesaian persoalan ke persoalan lain yang sejenis.

Perlu dicatat bahwa AADP bukan tahapan, dan bahkan dapat dilakukan secara bersamaan. Proses berpikir manusia sangat canggih, tidak hanya sekuensial seperti komputer. BK perlu diasah mulai dari persoalan sederhana dan kecil. Kemudian, secara bertahap, persoalannya ditingkatkan menjadi makin besar dan kompleks. Makin besar dan kompleks suatu persoalan, solusinya makin membutuhkan komputer agar dapat diselesaikan secara efisien. Pada tingkat SD dan SMP, strategi penyelesaian persoalan belum secara khusus dirumuskan dalam bentuk algoritma. Pada tingkat SMA, siswa akan belajar bagaimana caranya agar solusi masalahnya bisa dituliskan dalam bentuk algoritma yang efisien dan siap dibuat menjadi program komputer.

Topik yang dipilih dalam BK untuk SMA merupakan persoalan-persoalan mendasar terkait kehidupan sehari-hari yang perlu dikuasai dan mengandung konsep informatika. Dengan mempelajari dan membahas topik ini, diharapkan siswa akan mendapatkan dasar pengetahuan yang diperlukan untuk menemukan solusi-solusi yang membutuhkan program komputer.

Melalui kasus yang dibahas, siswa diharapkan dapat membentuk katalogsolusi, yang saat dibutuhkan, akan tinggal dipakai. Melalui kegiatan BK ini, siswa menabung potongan solusi yang kelak dapat dirangkai menjadi pola solusi yang dibutuhkan untuk persoalan nyata yang dihadapi. Berpikir Komputasional sebetulnya idealnya dijalankan secara paralel dengan aktivitas pemrograman, dan merupakan satu alur proses belajar. BK lebih berfokus kepada analisis permasalahan dan strategi yang tepat untuk mendapatkan solusi. Sementara, pemrograman berfokus pada strategi mengimplementasikan solusi menjadi program komputer. Keduanya saling melengkapi sehingga siswa perlu diajak untuk secara mandiri dan aktif serta kreatif belajar merangkai keduanya. Implementasi menjadi program memang tidak ditekankan menjadi aktivitas wajib dan tidak secara eksplisit dituliskan sebagai kegiatan dalam unit BK ini, tetapi diharapkan guru dapat menyemangati siswa agar dapat melakukannya. Hal ini juga untuk mengakomodir siswa yang kurang tertarik dan kurang berbakat hal teknis, tetapi lebih memiliki hasrat dan bakat dalam problem solving.

Keseimbangan keduanya ditunjukkan dalam gambar sebagai berikut.

BK lebih berfokus ke aspek abstraksi dan membangun algoritma dari solusi dari persoalan. Aspek otomasi dan analisis hasil eksekusi program (yang dalam gambar di sebelah disebut sebagai “visualisasi”) dicakup pada pemrograman.

Di tahap awal, untuk anak usia dini, BK bahkan bukan dimulai dari persoalan, melainkan dari benda nyata dan tugas yang jelas untuk mahir menerapkan AADP dalam berbagai situasi. Untuk siswa tingkat SMA, diharapkan guru memahami bahwa CT pada tingkatan SMA tidak hanya berlatih dekomposisi, pengenalan pola, abstraksi, dan algoritma yang sudah banyak diasah pada tingkatan SMP, tetapi sudah mengemas semuanya dalam problem solving.

Dari banyak konsep informatika, ada 6 konsep yang penting, yang akan dipilih untuk dilaksanakan sesuai urutan yang ditentukan guru, yaitu: pencarian (searching), pengurutan (sorting), stack, dan queue. Keenam konsep tersebut merupakan abstraksi dan generalisasi dari persoalan sehari-hari yang akan melatarbelakangi banyak persoalan komputasi.

Skenario Umum Kegiatan

Pada setiap aktivitas, urutan kegiatannya ialah seperti berikut.

1. Pengenalan persoalan ke siswa dalam bentuk cerita.

2. Siswa melakukan permainan dalam kelompok dengan menerapkan strategi yang diusulkannya. Strategi ini yang akan dirumuskan menjadi algoritma.

3. Setelah semua kelompok memaparkan strateginya, semua kelompok menyimpulkan strategi pilihan siswa yang paling efektif.

4. Guru menyimpulkan dan memaparkan algoritma yang efektif untuk persoalan tersebut.

E. Organisasi Pembelajaran

Semua kegiatan BK akan dilaksanakan secara unplugged karena fokusnya ialah untuk menganalisis persoalan dan mengembangkan solusi algoritmik.

Hasil akhir yang diharapkan ialah algoritma yang disusun dengan strategi yang sesuai, yang siap untuk dijadikan bahan untuk menghasilkan program komputer dengan menggunakan kemampuan yang diperoleh pada unit pembelajaran Algoritma dan Pemrograman. Dapat dikatakan bahwa BK pada fase E ialah tahapan perancangan solusi yang optimal berupa algoritma, sebelum mengimplementasi solusi menjadi program dalam bahasa komputer.