Membangun Kemampuan Pemecahan Masalah dengan Computational Thinking
Dipublikasikan oleh AFINA ANINNAS
Pada 23 March 2025
Halo Rekan Guraru! Saat ini, komputasi telah menjadi bagian penting dari kurikulum pendidikan dasar dan menengah. Mata pelajaran TIK berubah menjadi informatika dan saat ini tidak hanya berfokus pada perkembangan teknologi melainkan diperluas untuk mempelajari cara berpikir dan memecahkan masalah. Dalam beberapa tahun terakhir, informatika dalam kurikulum telah bergeser yang semula berfokus pada ilmu komputer menjadi perspektif yang lebih luas yaitu Computational Thinking atau berpikir komputasi. Namun computational thinking sebenarnya tidak hanya dapat dipelajari dan diterapkan dalam mata pelajaran informatika saja melainkan dapat diintegrasikan pada seluruh mata pelajaran sebagai acuan proses berpikir untuk menyelesaikan masalah. Apa itu computational thinking? Simak artikel ini hingga akhir.
Pengertian Computational Thinking
Computational thinking (CT) adalah sebuah proses berpikir dalam memformulasikan masalah dan membuat strategi dalam menentukan dan memecahkan masalahh secara efektif, efisien, dan optimal untuk dikerjakan oleh agen pemroses informasi. Agen pemroses informasi yang dimaksud adalah manusia atau komputer. Tiga hal utama yang mendefinisikan CT meliputi (1) permasalahan; (2) solusi efektif, efisien dan optimal; (3) agen pemroses informasi. Pola pemecahan masalahan menggunakan CT diterapkan dalam kehidupan kita sehari-hari tidak hanya dalam ilmu komputer, namun juga dalam bahasa, sejarah, sosial, sains, matematika, seni dan sebagainya.
Urgensi Computational Thinking
Perkembangan dunia melalui Industri 4.0, VUCA, dan Society 5.0 berpengaruh besar pada berbagai aspek kehidupan termasuk pendidikan. Salah satunya adalah transformasi dalam proses belajar mengajar, saat ini proses pembelajaran mulai mengarah pada lingkungan digital dengan teknologi seperti Internet of Things (IoT), Artificial Intelligence (AI), dan big data. Kondisi ini memungkinkan peserta didik lebih mudah mengakses informasi, sementara peran guru bergeser menjadi fasilitator pembelajaran bukan sebagai sumber pengetahuan utama.
Seiring terjadinya proses tranformasi pedidikan saat ini, metode pembelajaran tradisional yang hanya mengandalkan ceramah tidak lagi relevan. Model pembelajaran seperti problem-based atau project-based learning lebih sesuai untuk memfasilitasi peserta didik. Hal ini dikarenakan model pembelajaran tersebut dapat memfasilitasi kebutuhan peserta didik dan memungkinkan diintegrasikan dengan computational thinking.
Melalui CT, peserta didik akan terlatih untuk berpikir secara terstruktur dan menemukan solusi yang efektif dan efisien dalam menghadapi berbagai masalah baik yang sederhana maupun kompleks. Kemampuan ini sangat penting karena dalam kehidupan sehari-hari peserta didik sering dihadapkan pada berbagai situasi yang memerlukan pengambilan keputusan yang tepat. Misalnya, ketika merencanakan perjalanan kita harus mengumpulkan informasi seperti aktivitas yang ingin dilakukan, preferensi semua peserta, anggaran, waktu, cuaca, dan lain-lain, untuk memilih tujuan yang paling sesuai. Proses ini adalah contoh konkret dari penerapan CT dalam kehidupan sehari-hari dan menunjukkan bagaimana CT dapat membantu dalam menyelesaikan berbagai masalah yang dihadapi.
Empat Fondasi Computational Thinking
Terlepas dari apakah pemikiran komputasional digunakan dalam ilmu komputer atau bidang studi lainnya, proses berpikir komputasional terdiri dari empat fondasi.
- Dekomposisi
Fondasi pertama dalam berpikir komputasi adalah dekomposisi. Dekomposisi merupakan proses pemecaan masalah kompleks dengan cara memecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Dekomposisi merupakan bagian penting dari computational thinking karena membantu menyederhanakan masalah agar lebih mudah ditangani. Fondasi ini membantu peserta didik agar lebih mudah mendefinisikan dan memahami masalah yang sedang dipecahkan sekaligus memungkinkan mereka menyederhanakan masalah melalui pengenalan pola dan abstraksi.
- Pengenalan Pola
Pengenalan pola merupakan proses mengidentifikasi pola atau hubungan antara berbagai bagian dari masalah yang lebih besar. Tujuan pengenalan pola adalah untuk lebih menyederhanakan masalah dengan menemukan persamaan dan perbedaan detail masalah serta membangun pemahaman lanjutan tentang masalah yang lebih kompleks. Apabila peserta didik telah berkali-kali menyelesaikan permasalahan, diharapkan dapat menemukan pola dari permasalahan sejenis dan pola dari solusi yang telah dirancang/diimplementasikan
- Abstraksi
Abstraksi adalah proses memfilter informasi paling relevan dari setiap masalah yang didekomposisi. Proses ini membantu peserta didik untuk mendefinisikan, atau menggeneralisasikan apa yang sebenarnya perlu dilakukan untuk memecahkan masalah secara keseluruhan. Langkah proses ini membantu peserta didik mengidentifikasi bagaimana apa saja bagian penting yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah agar dapat terselesaikan dengan cara paling efektif, efisien dan optimal.
- Algoritma
Fondasi terakhir dari computational thinking adalah berpikir secara algoritmik yaitu proses menentukan solusi langkah demi langkah terhadap suatu masalah yang dapat dilakukan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Peserta didik harus menyusun langkah penyelesaian masalah dengan jelas, runtut, lengkap, efisien, dan melebihi batasan permasalahan. Untuk definisi modern CT yang berkaitan dengan ilmu komputer, solusi ini akan menjadi proses langkah demi langkah yang akan diselesaikan oleh komputer.
Langkah Penerapan Computational Thinking dalam Pembelajaran
Mengingat urgensi computational thinking untuk membangun kemampuan pemecahan masalah, maka integrasi CT dalam mata pelajaran dapat dilakukan dengan cara berikut.
- Mengenalkan kompetensi dan Fondasi Computational Thinking pada tiap jenjang sekolah
Peserta didik perlu dikenalkan terkait kemampuan dan fondasi CT seperti abstraksi, pengenalan pola, dekomposisi masalah, dan algoritma pada tiap tingkatan kelas maupun tiap mata pelajaran.
- Penggunaan Teknologi berbasis Computational Thinking
Guru dapat menggunakan teknologi untuk mendukung pembelajaran dengan pendekatan CT. Beberapa teknologi yang dapat digunakan dan ramah anak misalnya, Alice, Scratch, BlueJay, Greenfoot, Kodu, materi perangkat keras seperti printer 3D dan robotika pendidikan serta inisiatif lainnya seperti code.org, codeacademy.com.
- Pengembangan Kompetensi Profesional Guru
Agar pendekatan computational thinking dapat berkembang lebih lanjut, guru perlu diberikan pendidikan dan pelatihan secara sistematis dalam hal bagaimana merancang kegiatan pembelajaran CT, cara mengajar CT, cara menilai CT, dan cara menggunakan teknologi untuk mengajarkan konsep CT.
- Asesmen Formatif Berbasis CT
Computational thinking saat ini memang sedang berkembang, oleh karena itu diperlakukan asesmen untuk meningkatkan pembelajaran berbasis CT. Guru dapat mengembangkan asesmen dengan tipe seperti AKM, bebras ataupun PISA untuk mengevaluasi kemampuan CT peserta didik.
Contoh Penerapan Computational Thinking dalam Kehidupan Sehari-hari
Meskipun konsep computational thinking terdengar sulit dan terlanjur identik dengan komputer, tanpa disadari sebenarnya kita telah menerapkan computational thinking dalam kehidupan sehari-hari.
1. Bermain Lego
Banyak anak senang membangun dengan Lego, ubin magnet, atau mainan bangunan lainnya. Permainan ini merupakan contoh kehidupan sehari-hari dari computational thinking yang mungkin sudah digunakan peserta didik tanpa mereka sadari. Membangun sesuatu menggunakan bahan bangunan mainan ini memerlukan perencanaan, perancangan, dan pemecahan masalah. peserta didik menggunakan pemikiran komputasi tidak hanya dalam tahap konseptualisasi dan pembangunan, tetapi juga dalam pemecahan masalah desain mereka
2. Eksperimen Sains
Metode ilmiah memerlukan serangkaian langkah meliputi merumuskan hipotesis, merancang eksperimen, mengumpulkan data, dan menarik kesimpulan. Yang mungkin tidak disadari oleh peserta didik adalah bahwa proses ilmiah merupakan contoh berpikir komputasional dalam kehidupan nyata. Selain itu, mereka mungkin menerapkan proses ini tanpa menyadarinya dalam kehidupan sehari-hari, seperti ketika memecahkan masalah, mengeksplorasi ide baru, berinovasi atau memecahkan masalah.
3. Seni dan Desain
Sebagai contoh pada tahap awal menggambar atau melukis, seorang peserta didik akan merencanakan desain dan tata letak kreasinya. Mereka akan membuat keputusan terkait warna dan bentuk, serta pemecahan masalah seiring kemajuan desain mereka. Semua langkah ini adalah bagian dari proses berpikir komputasi.
4. Masalah Sehari-hari
Misalnya pencarian rumah kost bagi mahasiswa. Adapun rincian fondasi CT antara lain (1) Dekomposisi, mahasiswa baru di Kota Malang ingin mendapatkan kos yang nyaman untuk ditinggali dan harga yang murah; (2) Pengenalan pola, berdasarkan survey, kos yang dekat kampus dengan fasilitas lengkap dan desain kamar yang nyaman sangat mahal (overbudget); (3) Abstraksi, kos yang fasilitas lengkap, nyaman dan harga murah lokasinya jauh dari kampus. Dengan harga sama, fasilitas lengkap namun tidak nyaman untuk ditinggali; (4) Algoritma, memilih kos yang murah, nyaman, fasilitas lengkap, agak jauh namun dengan perhitungan waktu dan jarak dari google maps serta lokasi strategis.
Nah itulah penjelasan terkait konsep computational thinking dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga dapat menjadi referensi dan menambah wawasan Rekan Guraru. Nantikan artikel terbaru dari Pengelola Guraru di sesi selanjutnya. Semangat mengabdi!
Referensi
Angeli, C., & Giannakos, M. (2020). Computational thinking education: Issues and challenges. Computers in Human Behavior, 105, 106185. https://doi.org/10.1016/j.chb.2019.106185
Kong, S.-C., & Abelson, H. (Eds.). (2022). Computational Thinking Education in K–12: Artificial Intelligence Literacy and Physical Computing. The MIT Press. https://doi.org/10.7551/mitpress/13375.001.0001
https://www.learning.com/blog/examples-computational-thinking-for-students/