Download as PDF, PPTX
![Cara Kerja Pemrogram dengan Berpikir Komputasional
• Proses yang digunakan Ilmuwan dan Pemrogram Komputer saat memecahkan masalah menggunakan prinsip
komputasi adalah Berpikir Komputasional.
• Apa pun masalahnya, tugas mereka adalah menentukan instruksi dan tindakan yang dapat dipahami oleh
komputer dan digunakan untuk menyelesaikannya.
• Untuk bekerja dalam bahasa yang dapat diterjemahkan komputer, Pemrogram pertama-tama memecah
masalah menjadi beberapa komponen, atau bagian-bagian yang lebih kecil [Dekomposisi].
• Mereka mencari pola di dalam dan/atau di antara submasalah ini [Pengenalan Pola] untuk memaksimalkan
efisiensi dengan cara pintas pemrograman yang dapat diulang dan digabungkan.
• Mereka juga berpikir dalam kerangka variabel masalah yang digeneralisasikan sehingga komponen utama
menjadi jelas, dan informasi yang tidak penting yang mengganggu dapat diminimalkan [Abstraksi].
• Hal ini memungkinkan satu variabel untuk mewakili banyak dan memungkinkan untuk pemodelan dan
simulasi berbagai situasi.
• Terakhir, tugas mereka adalah membuat instruksi, atau resep yang tidak ambigous, teratur dan terbatas,
yang memberi tahu komputer apa yang harus dilakukan dan dalam urutan apa yang perlu dilakukan
[Desain Algoritma].
14](https://image.slidesharecdn.com/keterampilanberpikirkomputasionalver4-210525123634/85/Keterampilan-Berpikir-Komputasional-14-320.jpg)
Uploaded byTogar Simatupang
Keterampilan Berpikir Komputasional
Webinar ini membahas pentingnya keterampilan berpikir komputasional dalam pendidikan dan bagaimana guru dapat mengajarkannya, termasuk mendefinisikan berpikir komputasional, hubungannya dengan ilmu komputer, dan contoh aktivitas sehari-hari yang melibatkan berpikir komputasional."
More Related Content
Similar to Keterampilan Berpikir Komputasional
Keterampilan Berpikir Komputasional
- 1. Keterampilan Berpikir Komputasional Togar M.Simatupang Institut Teknologi Del Versi 22 Mei 2021 Webinar “Edukasi Berpikir Komputasional” kerjasama Institut Teknologi Del dan Ikatan Guru Indonesia Kabupaten Toba
- 2. Kilasan • Pendahuluan • IlmuKomputer • Apa itu berpikir komputasional? • Berpikir Komputasional sebagai Pemecahan Masalah • Berpikir Komputasional sebagai Kerangka Kerja • Bagaimana mengajarkan Keterampilan Berpikir Komputasional? • Penutup 2
- 3. Pendahuluan • Mengingat pentingnyakomputasi dan ilmu komputer di sebagian besar kehidupan, berpikir komputasional perlu menjadi bagian dari pembelajaran. • bagaimana pemikiran komputasi terkait dengan ilmu komputer dan teknologi informasi dan bagaimana hal itu dapat memengaruhi pendidikan K-12. Peserta akan melihat contoh kurikulum dan belajar tentang sumber daya baru yang dihasilkan oleh ISTE bersama / • Pendidik dipanggil untuk membantu siswanya mempersiapkan masa depan dalam dunia komputasional yang semakin meningkat. • Berpikir komputasional merupakan keterampilan esensial yang memungkinkan manusia memecahkan suatu masalah kompleks yang nantinya dapat dipahami oleh komputer dan manusia. • Memadukan pemikiran komputasional ke dalam aktivitas, pelajaran, dan kurikulum tidak hanya mendukung pengembangan keterampilan baru, tetapi juga meningkatkan pembelajaran dan keterlibatan dalam setiap disiplin ilmu. • Namun demikian, masih banyak pendidik yang merasa tidak nyaman dengan konsep berpikir komputasional. • Untuk mengatasi hal ini, lokakarya ini perlu untuk memperkenalkan para pendidikan pada praktik berpikir komputasional. • Kerangka kerja ditawarkan untuk mendukung para pendidikan dalam mengidentifikasi di mana siswanya dapat memanfaatkan pemikiran komputasional. 3
- 4. Keterampilan Abad 21:4K + 1 Keterampilan abad ke-21 meliputi berpikir Kritis dan pemecahan masalah, Kreativitas dan inovasi, Komunikasi, Kolaborasi, ditambah dengan berpikir Komputasional. Berpikir Komputasional Menyajikan ide dan memecahkan masalah dengan cara prosedural dan algoritmik Berpikir Kritis Melihat masalah dengan cara baru, menghubungkan pembelajaran lintas mata pelajaran dan disiplin Kreativitas Mencoba pendekatan baru untuk menyelesaikan sesuatu menyamakan inovasi dan penemuan Komunikasi Berbagi pemikiran, pertanyaan, ide, dan solusi Kolaborasi Bekerja sama untuk mencapai tujuan - menggunakan bakat, keahlian, dan kecerdasan "... biarkan anak-anak menjadi produsen, bukan konsumen perangkat lunak pendidikan." Seymour Papert Berpikir Komputasional adalah keterampilan pemecahan masalah yang merumuskan masalah dan menemukan solusi dengan cara yang dapat diotomatisasi dalam bentuk yang dapat dilakukan secara efektif oleh agen pengolah informasi. 4
- 5. BK untuk semuaguru • Semua guru dapat dan harus bertanggung jawab untuk mengajarkan keterampilan, praktik, dan penilaian BK. • Ini bukan "masalah komputer" ... • Tetapi… • Keyakinan akan kemampuan yang dimiliki untuk menghadapi kompleksitas • Kegigihan dalam mengatasi masalah • Toleransi untuk ambiguitas • Kemampuan untuk menangani masalah terbuka • Berkomunikasi dengan orang lain untuk mencapai tujuan bersama 5
- 6. Apa tujuan pengajaranBK? Ini bukan tujuan kita! Kita tidak mengajarkan BK untuk membentuk pembuat kode profesional. Berpikir Komputasional Pengkodean Pembuat Kode (coder) • Setiap orang menjadi pembuat kode • Berpikirlah seperti komputer sepanjang waktu • Selesaikan semua masalah dengan komputer 6
- 7. Apa tujuan pengajaranBK? Inilah tujuan kita. Kita menggunakan pengkodean sebagai alat untuk mengajar BK. Pengkodean Berpikir Komputasional Pemecah Masalah • Untuk penggunaan kehidupan nyata • mampu memecahkan masalah logika dan algoritma 7
- 8. Beberapa manfaat BK •Menggerakkan siswa melampaui literasi teknologi • Menciptakan pemecah masalah, bukan pengguna perangkat lunak • Proses tingkat yang lebih rendah • Menggunakan fakta dasar, keterampilan • Proses tingkat yang lebih tinggi • Melakukan sesuatu yang kompleks dengan informasi • BK adalah proses kognitif tingkat tinggi • Memanipulasi data/informasi untuk melihat pola • Melibatkan pemikiran, penalaran, dan abstraksi Masalah Proses Berpikir Komputasional Agen Pengolah Informasi Cetak Biru 8
- 9.
- 10. Lingkup Ilmu Komputerdan Teknologi Informasi Bisnis dan Pengguna Penggunaan perangkat lunak Desain perangkat lunak Penggunaan Perangkat Keras Desain Perangkat Keras Ilmu Komputer Sistem Informasi Teknik Komputer Teknologi Informasi 10
- 11. Ilmu Komputer Ilmu komputeradalah tentang membangun model abstrak yang bersih (abstraksi) dari objek atau fenomena dunia nyata yang berantakan, berisik, dan nyata. Ilmuwan komputer harus memilih apa yang akan disertakan dalam model dan apa yang akan dibuang, untuk menentukan jumlah detail minimum yang diperlukan untuk model untuk memecahkan masalah yang diberikan dengan tingkat akurasi yang diperlukan. Ilmu komputer berkaitan dengan penerapan model untuk memecahkan masalah. Ini melibatkan pembuatan algoritma untuk melakukan tindakan pada, dan dengan, data yang telah dimodelkan. Ilmu komputer adalah studi tentang komputer dan proses algoritmik, termasuk prinsip-prinsipnya, desain perangkat keras dan perangkat lunak, aplikasinya, dan dampaknya terhadap masyarakat (Tucker et al., 2006). 11
- 12. Ilmu Komputer danBK Prinsip inti Ilmu Komputer adalah dasar dari Berpikir Komputasional. BK adalah penggunaan prinsip IK dalam domain masalah… Berpikir Komputasional adalah perpaduan…. 1. Ide-ide besar dalam ilmu komputer (seperti abstraksi, algoritma, pemodelan, penguraian masalah), dengan 2. Masalah dan gagasan besar di sebagian besar bidang materi pelajaran lainnya BK tidak perlu berguna untuk semua masalah, tapi salah satu dari masalah terbesar kita: • melibatkan ilmu pengetahuan, lingkungan, ilmu sosial • misalnya di mana kumpulan data besar berlimpah • dan teknik pemodelan dan simulasi berguna 12
- 13. Ilmu Komputer danBerpikir Komputasional Berpikir Komputasional Ilmu Komputer Pengkodean Pengembangan instruksi yang dapat dimanfaatkan komputer, misalnya Scratch, ScratchJr, Appinventor, VizWik, VB, C#, Java, C, C++, ASP, PHP, Ruby, Python, dan lainnya. Studi tentang komputer dan proses algoritmik Memecahkan masalah dunia nyata menggunakan konsep ilmu komputer Berpikir algoritmik, pengkodean/ pemrograman generik BK adalah seperangkat strategi kognitif dan metakognitif yang dipasangkan dengan proses dan metode ilmu komputer (analisis, abstraksi, dan pemodelan). 13
- 14. Cara Kerja Pemrogramdengan Berpikir Komputasional • Proses yang digunakan Ilmuwan dan Pemrogram Komputer saat memecahkan masalah menggunakan prinsip komputasi adalah Berpikir Komputasional. • Apa pun masalahnya, tugas mereka adalah menentukan instruksi dan tindakan yang dapat dipahami oleh komputer dan digunakan untuk menyelesaikannya. • Untuk bekerja dalam bahasa yang dapat diterjemahkan komputer, Pemrogram pertama-tama memecah masalah menjadi beberapa komponen, atau bagian-bagian yang lebih kecil [Dekomposisi]. • Mereka mencari pola di dalam dan/atau di antara submasalah ini [Pengenalan Pola] untuk memaksimalkan efisiensi dengan cara pintas pemrograman yang dapat diulang dan digabungkan. • Mereka juga berpikir dalam kerangka variabel masalah yang digeneralisasikan sehingga komponen utama menjadi jelas, dan informasi yang tidak penting yang mengganggu dapat diminimalkan [Abstraksi]. • Hal ini memungkinkan satu variabel untuk mewakili banyak dan memungkinkan untuk pemodelan dan simulasi berbagai situasi. • Terakhir, tugas mereka adalah membuat instruksi, atau resep yang tidak ambigous, teratur dan terbatas, yang memberi tahu komputer apa yang harus dilakukan dan dalam urutan apa yang perlu dilakukan [Desain Algoritma]. 14
- 15. Facebook dan BerpikirKomputasional Mendefinisikan masalah sehingga dapat diselesaikan secara komputasi… Facebook mengubah pencarian teman dan kelompok menjadi masalah yang bisa diselesaikan dengan komputer. Kumpulkan dan atur data secara sistematis… Facebook mengumpulkan dan mengatur data tentang pengguna dan teman serta grup mereka secara konsisten. Gereralisasi masalah untuk mengidentifikasi algoritma… Facebook memiliki algoritma untuk menemukan atau menyarankan teman, mengenali wajah, dan memprediksi apa yang disukai pengguna. Menerapkan algoritma dengan benar dan efisien… Facebook menangani miliaran pesan setiap hari, jadi kebenaran dan efisiensi kodenya sangat penting. Pecahkan masalah baru dengan teknik yang sama… Facebook telah membuka sumber beberapa kodenya, mis. Tornado, untuk digunakan di situs lain. Mewakili data dan mengidentifikasi abstraksi… Facebook merepresentasikan dunia secara abstrak sebagai grafik di mana pengguna dan grup adalah node dan hubungan adalah tepinya. 15
- 16. Tidak ada yangbisa lepas dari dunia digital Desain mekanisme otomatis mendasari perdagangan elektronik. Kecerdasan Buatan (AI) dan pembelajaran mesin memungkinkan pelanggan untuk memiliki pengalaman belanja yang dipersonalisasi dan otomatis. AI terus mengumpulkan data tentang cara pelanggan berbelanja, kapan mereka membeli pembelian, dan apa yang mereka cari dalam suatu produk atau layanan. e-dagang Pelanggan Pengiriman Pilih barang Gudang Pembayaran bank Petani modern (disebut petani digital) digambarkan dengan sejumlah sumber data - seperti ponsel, drone, data satelit, sensor lapangan, API untuk penyedia layanan, agen penyuluhan, dan penyedia layanan lainnya. Kendali cerdas Penginderaan dan pemantauan cerdas Analisis dan perencanaan cerdas Peristiwa berbasis awan dan basis data 16
- 17. Contoh Masalah Komputasional Dimana jawaban untuk setiap contoh adalah ya atau tidak Masalah Keputusan Menentukan apakah bilangan tertentu adalah bilangan prima Mencari elemen dari sekumpulan elemen tertentu, atau mengaturnya dalam urutan Masalah Pencarian dan Penyortiran Menemukan nama produk untuk ID tertentu dan menyusun produk dalam urutan abjad nama Menghitung jumlah kemunculan suatu jenis elemen dalam satu set elemen Masalah Penghitungan Menghitung berapa banyak jenis barang yang tersedia di toko Menemukan solusi terbaik dari beberapa solusi yang memungkinkan Masalah Pengoptimalan Menemukan kombinasi produk terbaik untuk kampanye promosi 17
- 18. Komputer untuk memecahkanmasalah dan umumnya meningkatkan kehidupan manusia setiap hari Pikirkan tentang aplikasi yang biasa digunakan di ponsel atau tablet • Dapat menemukan pompa bensin terdekat dan paling murah, atau • melihat kondisi lalu lintas dalam waktu nyata, atau • Mencari informasi tentang suatu topik, seperti kuda nil, melalui mesin pencari daring hari ini. Peran pemecah masalah • Bagaimana mendapatkan komputer untuk membantu kita menemukan pom bensin terdekat? • Bagaimana komputer menunjukkan kemacetan lalu lintas saat terjadi? • Bagaimana mendapatkan komputer untuk mencari informasi tentang kuda nil? Proses Berpikir Komputasional telah memainkan peran besar dalam menyelesaikan setiap hari atau masalah yang tampaknya mustahil dengan memanfaatkan kekuatan komputer. 18
- 19. Berpikir Komputasional dalamaktivitas sehari-hari • Mencari nama di buku telepon • Menemukan jalur terbaik di bank atau supermarket • Kemasi ransel untuk berkemah • Membawa anak ke latihan sepak bola, senam, dan renang • Memasak makanan berbahan baku lokal • Penjualan tiket film • Membersihkan garasi 19
- 20. Apa itu berpikirkomputasional? 20
- 21. Latar Belakang Singkatuntuk BK • 1980 Seymour Papert • 2006 Jeannette Wing • 2010 National Academy of Sciences • 2011 ISTE/CSTA “BK ada proses pemecahan masalah” • 2013 Shuchi Grover dan Roy Pea “Reviu keadaan bidang BK” membawa BK ke dalam pendidikan K-12 21
- 22. Ciri-Ciri Berpikir Komputasional Melibatkanproses berpikir seperti penalaran logis Dikaitkan dengan, tetapi tidak terbatas pada, pemecahan masalah; termasuk mendefinisikan, memahami, dan memecahkan masalah Mmengacu pada alat, teknik, dan konsep komputasi (misalnya, dekomposisi, abstraksi, dan pemikiran algoritmik) Melibatkan prosedur penataan secara sistematis dan logis (algoritma) untuk menghasilkan solusi yang dapat otomatis (dapat diprogram) Memungkinkan pemecahan solusi yang dapat dilakukan secara efektif oleh agen pengolah informasi, seperti komputer Seringkali melibatkan pengumpulan, pengorganisasian (pengurutan, pengelompokan) dan analisis data (mencari pola, ketergantungan, dan hubungan) Dapat mengarah pada penciptaan produk, proses, dan sistem digital Mengembangkan dan mendukung keterampilan berpikir tingkat tinggi seperti analisis, sintesis, dan evaluasi Mendukung pengembangan keterampilan dan kompetensi abad ke-21/global termasuk berpikir kreatif, berpikir kritis, kolaborasi, dan komunikasi 22
- 23. Berpikir Komputasional • Berpikirkomputasional adalah proses pemikiran yang terlibat dalam merumuskan masalah dan solusinya sehingga solusi tersebut direpresentasikan dalam bentuk yang dapat dilakukan secara efektif oleh agen pengolah informasi. • Cuny, Snyder, and Wing (2010) • Berpikir komputasional adalah proses berpikir yang digunakan untuk merumuskan masalah dan mengungkapkan solusi atau solusinya dalam istilah yang dapat diterapkan komputer secara efektif • Wing (2014). 23
- 24. Apa artinya dalambentuk yang dapat dihitung? • Representasi nyata atau imajiner dari objek dan fenomena. • Penggunaan konstruksi yang dibatasi oleh kemampuan bahasa pemrograman. • Proses komputasional adalah contoh abstraksi yang ideal di mana beberapa faktor disatukan untuk melakukan perhitungan dan memberikan solusi yang tepat tanpa kesalahan. • Proses beroperasi pada data menggunakan program untuk mengarahkan data di setiap titik dan melalui setiap tahap hingga proses selesai. • Proses komputasional adalah simulasi dari proses waktu nyata yang diperlukan untuk menghasilkan solusi untuk masalah tertentu dan dimulainya proses ini biasanya diawali oleh berpikir komputasional yang merupakan seni memecahkan masalah menggunakan algoritma. 24
- 25. Apa artinya dalambentuk yang dapat dihitung? • Perangkat lunak komputer (program) adalah urutan instruksi yang diikuti komputer untuk mencapai beberapa tujuan. • Perangkat lunak tidak dapat diekspresikan dalam bahasa manusia seperti Inggris atau Indonesia. Tidak tepat atau tidak ambigu. • Perangkat lunak komputer diekspresikan dalam bahasa pemrograman. • Bahasa pemrograman dirancang untuk secara tepat dan kompak mengekspresikan algoritma komputasi. • Saat komputer menjalankan program komputer, komputer cukup mengikuti langkah-langkah yang diberikan oleh program untuk mendapatkan keluaran yang diinginkan dari masukan yang disediakan. • Tindakan yang dapat dihitung (computable action) • Algoritma komputasi harus dinyatakan sebagai urutan tindakan yang didefinisikan dengan baik yang harus diikuti oleh komputer. • Kita harus tahu tindakan apa yang dapat dilakukan komputer • Harus juga tahu tindakan apa yang tidak dapat dilakukan komputer! • Tindakan yang dapat dihitung adalah tindakan yang dapat dilakukan komputer. 25
- 26. Berpikir Komputasional: ApaIni dan Apa Bukan • Fokus pada Kelas Abstraksi/Konsep • Kompleksitas: komputabilitas, kesukaran (intractability), permasalahan yang tidak dapat dipecahkan (undecidability) • Algoritma: kinerja ruang/waktu, aproksimasi, pengacakan, heuristik, optimasi • Data: struktur data • Mesin abstrak: automata, mesin negara • Melengkapi dan menggabungkan pemikiran matematika dan teknik • BK menggunakan matematika sebagai fondasinya, namun dibatasi oleh fisik dari mesin yang mendasarinya, • BK mengacu pada teknik karena sistem berinteraksi dengan dunia nyata, tapi dunia virtual dapat dibangun tanpa dibatasi oleh realitas fisik. • Ide, bukan artefak • Ini bukan hanya perangkat lunak dan perangkat keras yang menyentuh kehidupan kita sehari-hari, ini akan menjadi konsep komputasi yang kita gunakan untuk mendekati kehidupan. • BK untuk semua orang, di mana saja • BK akan menjadi kenyataan bila ia sangat menyatu dengan usaha manusia sehingga menghilang sebagai filosofi eksplisit. • Bukan... • Melek atau literasi komputer, misalnya bagaimana menggunakan Word dan Excel atau bahkan Google • Pemrograman komputer, misalnya di Java 101 • Konsep bunga rampai 26
- 27. Perwujudan (manifestasi) BerpikirKomputasional Bentuk Ekspresi (form of expression) Pemecahan Masalah (problem solving) Kerangka Kerja (framework) Terkait dengan penggunaan konsep pemrograman dan proses komputasi untuk mengeksekusi solusi untuk masalah Terkait dengan kompetensi yang dibutuhkan untuk menanyakan masalah, abstraksi masalah, dan otomatisasi solusi Terkait dengan aplikasi Berpikir Komputational pada keterampilan pemecahan masalah secara umum 27
- 28. BK sebagai BentukEkspresi Berpikir Komputasional adalah bentuk ekspresi (seperti aritmatika, relasional, kondisional, dan logis) dengan menggunakan konsep komputasi dan pemrogramam untuk menyajikan model komputasional dan mengeksekusi solusi untuk masalah. BK dipahami dengan mempelajari konstruksi pemrograman melalui pemodelan dan simulasi. Breman dan Resnick (2012): • Konsep komputasional: istilah pemrograman urutan, perulangan, paralelisme, peristiwa, kondisional, operator, dan data • Praktik komputasional: proses iterasi, pengawakutuan, dan abstraksi • Perspektif komputasional: termasuk mengungkapkan, menghubungkan, dan mempertanyakan Weintrop et al. (2016): • Praktik data: mengumpulkan data, membuat, memanipulasi, menganalisis, dan memvisualisasikan data • Praktik pemodelan dan simulasi: menggunakan model komputasional untuk memahami konsep, menggunakan model komputasional untuk menemukan dan menguji solusi, menilai model komputasional, merancang model komputasional, menyusun model komputasional • Praktik pemecahan masalah komputasional: menyiapkan masalah untuk solusi komputasional, pemrograman, memilih alat komputasional yang efektif, menilai pendekatan/solusi yang berbeda untuk suatu masalah, mengembangkan solusi komputasional modular, membuat abstraksi komputasional, penyelesaian kesulitan, dan pengawakutuan • Praktik berpikir sistem: menyelidiki sistem yang kompleks secara keseluruhan, memahami hubungan di dalam sistem, berpikir dalam level, mengkomunikasikan informasi tentang sistem, mendefinisikan sistem, dan mengelola kompleksitas 28
- 29. Berpikir Komputasional sebagaikonsepsi ekspresi 1. Urutan • mengidentifikasi serangkaian langkah untuk suatu tugas 2. Perulangan • menjalankan urutan yang sama beberapa kali 3. Paralelisme • membuat sesuatu terjadi pada waktu yang sama 4. Peristiwa • satu hal menyebabkan hal lain terjadi 5. Persyaratan • membuat keputusan berdasarkan kondisi 6. Operator • dukungan untuk ekspresi matematika dan logika 7. Data • menyimpan, mengambil, dan memperbarui nilai Sekumpulan konsep komputasional (pemetaan ke blok pemrograman Scratch) yang umum di banyak bahasa pemrograman. 29
- 30. BK sebagai PemecahanMasalah Selby and Woollard (2013): • Abstraksi, dekomposisi, berpikir algoritmik, evaluasi, generalisasi Yadav, Mayfield, Zhou, Hambrusch, and Korb (2014): • Identifikasi masalah dan dekomposisi, abstraksi, berpikir logis, algoritma, pengawakutuan ISTE dan CSTA (2011): • Pengumpulan data, analisis data, penyajian data, dekomposisi masalah, abstraksi, algoritma dan prosedur, otomasi, simulasi, paralelisasi 30
- 31. Berpikir Komputasional sebagai PemecahanMasalah 31
- 32. Komputasi adalah otomatisasiabstraksi Abstraksi Otomatisasi • Manusia • Mesin • Manusia + mesin • Jaringan 1, 2, 3… • Abstraksi menyaring data yang dibutuhkan dan yang tidak. • Abstraksi memungkinkan kita untuk menavigasi kompleksitas dan menemukan relevansi dan kejelasan dalam skala besar. • Abstraksi memungkinkan pemecah masalah untuk menyaring informasi yang diberikan dan menguraikan relevansinya dengan solusi yang diperlukan. • Hal ini memungkinkan dibuatnya generalisasi yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah lebih lanjut. • Otomatisasi adalah proses di mana komputer diinstruksikan untuk melaksanakan serangkaian tugas berulang dengan cepat dan efisien dibandingkan dengan kekuatan pemrosesan manusia. • Dalam hal ini, program komputer adalah otomatisasi abstraksi. Komputasi adalah otomatisasi abstraksi (Wing, 2008) Sumber: Jeannette M. Wing (2008), “Computational thinking and thinking about computing”, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2008.0118 32
- 33. Berpikir Komputasional BK adalahproses mental untuk abstraksi masalah dan penciptaan solusi otomatis (Yadav et al., 2014). Masalah • Memilih abstraksi yang tepat • Beroperasi dalam beberapa lapisan abstraksi secara bersamaan • Mendefinisikan hubungan antara lapisan abstraksi Otomatisasi Abstraksi • Memilih jenis komputer yang sesuai untuk tugas tersebut • Algoritma adalah bahasa untuk mendeskripsikan proses otomatis • Menggunakan proses komputasi untuk mengeksekusi solusi untuk masalah Apa yang perlu dilakukan komputer? Bagaimana menginstruksikan komputer untuk memecahkan masalah ini? Apakah komputer melakukan hal yang benar? Jawaban (solusi) Pertanyaan (persoalan) • Pertanyaan apa yang perlu dijawab? • Informasi apa yang dibutuhkan? • Asumsi apa yang dibuat tentang situasi tersebut? • Menentukan persyaratan untuk solusi yang diusulkan Dunia Nyata Dunia Abstrak Dunia Komputer 33
- 34. Dunia Nyata danModel Situasi Dunia Nyata yang kompleks • Abstraksi, model apa yang bisa atau bisa jadi, yang kita bayangkan dan bagikan dengan orang lain Modelyang mewakili dunia nyata adalah "jendela" yang diperkecil ke dunia nyata • Dunia konkret yang kita tempati atau bisa kita tempati 34
- 35. Berpikir melalui Abstraksidan Otomatisasi Otomatisasi Fenomena Dunia Fisik Model Komputasional membuat abstraksi ceritakan lebih banyak tentang mengotomatiskan Abstrak dari fenomena dunia fisik yang menarik Mesin atau robot yang secara otomatis melakukan dan mengatur pekerjaan. Masalah dunia nyata • Otomatisasi memerlukan tindakan untuk menempatkan model (abstraksi objek/ fenomena dunia nyata) untuk memecahkan masalah. • Ini dicapai dengan: membuat algoritma, menerapkan algoritma dalam kode program (instruksi), menerapkan model dalam struktur data, dan menjalankan kode 35
- 36. Langkah Berpikir Komputasional Spesifikasi masalah •Dekomposisi: memecah masalah besar menjadi sub-masalah yang lebih kecil dan lebih mudah ditangani • Pengenalan pola: menganalisis semua jenis elemen atau urutan berulang dalam masalah • Abstraksi: menghilangkan aspek masalah yang tidak diperlukan untuk solusinya Ekspresi Algoritmik • Desain algoritmik: membuat petunjuk langkah demi langkah untuk memecahkan masalah • Bahasa untuk mendeskripsikan proses otomatis • Juga memungkinkan abstraksi detail • Bahasa untuk mengkomunikasikan ide dan proses Otomatisasi • Pikirkan dalam istilah mekanisasi abstraksi • Mekanisasi dimungkinkan, karena kami memiliki notasi dan model yang tepat dan pasti; dan karena ada beberapa mesin yang dapat menafsirkan notasi kita • Generalisasi: memperluas solusi untuk masalah tertentu ke jenis masalah lain menganalisis masalah dan menyatakannya dengan tepat, menggunakan abstraksi, dekomposisi, dan pengenalan pola serta menetapkan kriteria solusi. temukan solusi komputasional menggunakan representasi data dan desain algoritma yang sesuai terapkan solusi yang dikerjakan oleh agen pengolah informasi dan lakukan pengujian sistematis Apa yang perlu dilakukan komputer? Memberi tahu komputer apa yang harus dilakukan Apakah komputer melakukan hal yang benar? 36
- 37. Diagram ikhtisar berpikirkomputasional Masalah Komputasional Masalah Dunia Nyata Mesin program, kode mesin, perangkat keras membuat abstraksi belajar lebih tentang melaksanakan mengubah Algoritma dan tipe data abstrak memodelkan memodelkan memodelkan mengungkapkan memecahkan 37
- 38. Proses Berpikir Komputasional TentukanPertanyaan • Pikirkan ruang lingkup dan detail masalah • Mendefinisikan pertanyaan yang bisa ditangani untuk ditangani • Identifikasi informasi yang telah ada atau perlu diperoleh untuk memecahkan masalah Abstraksi menjadi bentuk yang dapat dikomputasi • Ubah pertanyaan menjadi bentuk yang tepat abstrak, seperti kode, diagram, atau algoritma yang siap untuk komputasi. • Pilih konsep, teknik, dan alat untuk mendapatkan solusi. Komputasi Jawaban • Ubah pertanyaan abstrak menjadi jawaban abstrak menggunakan kekuatan komputasi, biasanya dengan komputer. • Identifikasi dan selesaikan masalah operasional selama komputasi (penghitungan) Penafsiran Hasil • Ambil jawaban abstrak dan interpretasikan hasilnya. • Merekontekstualisasikan ulang dalam ruang lingkup pertanyaan asli dan secara skeptis memverifikasinya. • Ambil giliran lagi untuk memperbaiki atau menyempurnakan. Pertanyaan – soal – Jawaban – solusi – Otomatisasi – komputasi – Evaluasi – hasil – BK adalah proses berpikir yang terlibat dalam merumuskan masalah dan mengekspresikan solusinya sedemikian rupa sehingga komputer, manusia atau mesin dapat melakukannya secara efektif. 38
- 39.
- 40. Kerangka Berpikir Komputasional KerangkaBK dirancang untuk menggambarkan bagaimana berbagai aspek Berpikir Komputasional memungkinkan siswa untuk mengembangkan keterampilan, pemahaman, dan kebiasaan berpikir yang mereka butuhkan untuk memecahkan masalah dan memenuhi kebutuhan di dunia digital. Pecahkan masalah dan penuhi kebutuhan 4. Pendekatan Berpikir Komputasional 5. Solusi dan Produk Komputasional dengan menerapkan 2. Praktik Komputasional melalui untuk membuat 1. Konsep Komputasional 3. Perspektif Komputasional 40
- 41. 1. Konsep BerpikirKomputasional Konsep berpikir komputasi adalah metode pemecahan masalah yang melibatkan berbagai prinsip, ide, dan alat yang mungkin mencakup pengorganisasian data secara logis, memecah masalah menjadi beberapa bagian, mendefinisikan konsep abstrak dan merancang serta menggunakan algoritma, pola, dan model. Dekomposisi • Memecah sesuatu menjadi bagian-bagian yang lebih kecil Pengenalan Pola • Mencari persamaan dan tren Abstraksi • Berfokus pada apa yang penting, mengabaikan apa yang tidak perlu Desain Algoritma • Pembuatan petunjuk langkah demi langkah untuk memecahkan masalah Pengawakutuan • Memperbaiki kesalahan dalam algoritma 41
- 42. 2. Praktik BerpikirKomputasional Praktik komputasional fokus pada proses berpikir dan belajar, bergerak melampaui apa yang dipelajari menjadi bagaimana belajar menciptakan solusi (pemodelan, abstraksi, pengawakutuan, dokumentasi) dan komunikasi (berbagi pengetahuan, pemrograman berpasangan). 1. Bereksperimen dan mengulang 2. Pengujian dan Pengawakutuan 3. Menggunakan kembali dan mencampur ulang 4. Abstraksi dan modularisasi 42
- 43. 3. Perspektif BerpikirKomputasional Pemahaman pemikir komputasional tentang diri mereka sendiri, hubungan mereka dengan orang lain, dan dunia digital di sekitar mereka berkaitan dengan tingkat pemahaman (menjelaskan cara kerja, mempertanyakan solusi, melihat pola dalam aplikasi dan lintas domain) dan aplikasi (robotika, seni, transportasi, logistik, perencanaan, otomatisasi rumah) . 1. Mengekspresikan • Seorang pemikir komputasional melihat komputasi sebagai media dan berpikir, "Saya bisa membuat“ dan “Saya bisa mengekspresikan ide saya melalui media baru ini." 2. Menghubungkan • Memiliki akses ke orang lain dijelaskan dalam dua cara: nilai berkreasi dengan orang lain, dan nilai menciptakan untuk orang lain. 3. Mempertanyakan • Melibatkan interogasi yang diterima begitu saja, dan, dalam beberapa kasus, menanggapi interogasi itu melalui desain. Sumber: Brennan dan Resnick (2012), “New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking”, http://scratched.gse.harvard.edu/ct/files/AERA2012.pdf 43
- 44. 4. Pendekatan BerpikirKomputasional Suatu cara sistematis untuk menangani masalah terbuka yang mempertimbangkan dan menghubungkan cara bertanya masalah dan menjawab masalah berdasarkan proses berpikir komputasional. Pendekatan ini mencakup tiga aspek: (i) pemahaman masalah, (ii) adopsi konsep berpikir komputational yang membantu abstraksi masalah dan otomatisasi solusi, dan (iii) penafsiran hasil pemecahan masalah untuk menjelaskan fenomena. Penemuan fenomena Abstraksi fenomena Analisis masalah Abstraksi masalah Deskripsi fenomena Representasi kalkulasi solusi Menemukan pola melalui fenomena alam/sosial yang menyertai Abstraksi konseptual dari fenomena alam/sosial Menemukan ide- ide kunci untuk pemecahan masalah Penemuan pola, desain algoritma Pengkodean, pengujian, pengawakutuan Memperkenalkan solusi kembali ke dunia nyata atau fenomena baru dengan mengaplikasikan pendekatannya Komponen berpikir komputasional Pengumpulan dan analisis data Representasi data Dekomposisi Pengenalan Pola Abstraksi Simulasi Algoritma Mendefinisikan masalah dan mengajukan pertanyaan Menafsirkan hasil untuk menjelaskan fenomena Mengembangkan dan menggunakan proses berpikir komputasional untuk memecahkan masalah Otomatisasi 44
- 45. 5. Solusi danProduk Komputasional 1. Peningkatan kemampuan memberikan solusi komputasional • Seorang pemikir komputasional mempunyai naluri untuk melihat persoalan dari kacamata proses berpikir komputasional: • Analisis masalah: pemahaman masalah, definisi masalah, penguraian masalah • Analisis data: pengumpulan data, analisis data, representasi data, struktur data • Abstraksi: analisis pola, penalaran logis, pemodelan, algoritma • Otomasi: pemrograman, deteksi dan penghapusan kesalahan, dan otomatisasi • Generalisasi: optimasi, evaluasi, penerapan kasus 2. Peningkatan pembuatan prototipe dan/atau produk komputasional • Berpikir kritis, kreatif, logis, merumuskan proses pemecahan masalah yang memungkinkan komputer meningkatkan kemampuan manusia untuk memecahkan masalah. • Prototipe aplikasi • Model simulasi • Produk digital 45
- 46. Bagaimana Mengajarkan Keterampilan BerpikirKomputasional? 46
- 47. Pertanyaan • Bagaimana membanguanruang belajar (membina komunikasi, kolaborasi, dan pemecahan masalah) yang mempengaruhi proses pengembangan keterampilan berpikir komputasional siswa? • Identifikasi karakteristik ruang belajar yang mendukung pengembangan keterampilan berpikir komputasi (CT) • Melalui proses berpikir komputasi, siswa belajar untuk mengajukan pertanyaan yang berani dan bertahan melalui kerumitan menuju solusi yang belum terbayangkan • Bagaimana Proses Berpikir Komputasional siswa saat menggunakan perangkat lunak pengkodean? • Menjelaskan bahwa melalui proses kegiatan pemecahan masalah dan masalah algoritmik, siswa mengembangkan keterampilan berpikir komputasional mereka • Bagaimana guru merangkul cara belajar berpikir komputasional yang baru? • Motivasi dan keterampilan guru mengajarkan berpikir komputasional • Analisis suara guru yang mencerminkan pengalaman mengajar di ruang belajar baru • Identifikasi pola dan masalah yang muncul selama masa transisi 47
- 48. Mengaktifkan Berpikir Komputasional: Gurudan Siswa Pendekatan: Aktif dan Eksperiensial Kemajuan pembelajaran: Gunakan, Modifikasi, dan Buat Standar: NGSS, ISTE, dan Inti Bersama Refleksikan dan Revisi: Metode instruksi ADDIE Teori: Konstruktivisme Konstruktivisme merupakan landasan berpikir pendekatan kontekstual, yaitu bahwa pengetahuan dibangun bukanlah seperangkat fakta-fakta, konsep, atau kaidah yang siap untuk diingat. Siswa harus mengkonstruksi pengetahuan itu dan memberi makna melalui pengalaman nyata . Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan 37/2018 tentang Perubahan Atas Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan 24/2016 tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran pada Kurikulum 2013 pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah Analisis, Desain, Pengembangan, Implementasi, dan Evaluasi 48
- 49. Tujuan Pembelajaran UmumBK • Tujuan pembelajaran: • untuk dapat menunjukkan pemahaman tentang proses berpikir yang terlibat dalam memahami masalah dan merumuskan solusi yang dapat diproses oleh komputer. • Apa kriteri sukses? 1. Saya dapat mendefinisikan istilah dekomposisi, abstraksi, dan pemikiran algoritmik 2. Saya dapat menjelaskan bagaimana masing-masing konsep digunakan untuk membantu memahami dan memproses masalah komputasi 3. ? 49
- 50. Kisi-Kisi Berpikir KomputasionalTingkat SD Kelas 3 Kelas 4 Kelas 5 Kelas 6 • Menyajikan solusi secara simbolis • Menggambar bentuk geometris sederhana • Robot dan programmer • Menunjukkan dan memperbaiki kesalahan dalam instruksi berurutan • Mengurutkan kartu • Melakukan pengurutan • Menuliskan urutan • Identifikasi pengulangan atau perulangan secara berurutan • Kegiatan teka-teki • Menguji urutan • "Simon bilang ..." • Mendemonstrasikan bagaimana bagian dari solusi mungkin memerlukan pengulangan • Instruksi untuk diagram alur • Kegiatan aljabar • Urutan perulangan kehidupan nyata • Menyajikan solusi sederhana dalam diagram alur yang berisi elemen perulangan • Instruksi pembuatan bentuk • Gerakan berulang dalam aktivitas sehari-hari • Pola berulang • Merancang urutan instruksi sederhana (algoritma) termasuk penggunaan nilai Boolean (yaitu ya/tidak / benar/salah) • Pengantar diagram alur • Membuat kuis • Urutan perulangan kehidupan nyata • Mendemonstrasikan bagaimana program atau proses dijalankan dengan mengikuti urutan instruksi secara tepat dan berurutan • Apa yang akan terjadi jika ... • Mendemonstrasikan bagaimana algoritma berguna untuk merepresentasikan solusi untuk masalah melalui pengujian • Tabel kebenaran • Memahami bahwa mengubah instruksi dapat mempengaruhi atau bahkan menghentikan suatu proses • Mengikuti instruksi • Proyek produk • Desain permainan komputer Sumber: Rob-bot Resources 50
- 51. Bermain dengan Lego Bagaimanacara membuat pesawat terbang? 1. Pecah menjadi beberapa bagian 2. Carilah polanya 3. Singkirkan ekstra 4. Rencanakan langkah- langkahnya 51
- 52. Belajar Memahami Duniadengan Bertanya Dekomposisi (penguraian) • Apa masalah besar yang sedang Anda coba selesaikan? • Bisakah Anda memecahnya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah diatur? Pengenalan Pola • Persamaan apa yang Anda lihat dalam masalah yang lebih besar dan bagian-bagiannya? Abstraksi • Informasi apa yang relevan dengan masalah dan solusinya? • Apa yang bisa disisihkan? Algoritma • Solusi langkah demi langkah atau seperangkat aturan apa yang dapat Anda rancang untuk menyelesaikan masalah? BK adalah proses yang membantu kami menciptakan solusi yang mungkin untuk masalah kompleks. Solusi disajikan dengan cara yang dapat dipahami oleh manusia dan komputer. 52
- 53. Menjadikan Para SiswaAktif Bertanya “Kegiatan bertanya” adalah meningkatkan kemauan dan kemampuan bertanya para siswa di kelas. Guru harus mendorong siswa mau dan mampu bertanya, terutama mengajukan pertanyaan yang bersifat investigatif (pertanyaan yang mendorong orang yang ditanya untuk melakukan eksplorasi terlebih dahulu sebelum menjawabnya). Guru mampu menggunakan atau membuat Kegiatan Pengamatan. 1. Guru mengenalkan suatu fenomena menarik yang belum pernah dikenali oleh siswa sebelumnya. 2. Guru memberikan contoh pertanyaan pancingan. 3. Guru membentuk kelompok belajar dalam kegiatan pengamatan dan bertanya. 4. Guru dapat juga meminta siswa untuk bekerja dalam kelompok untuk membuat beberapa pertanyaan terlebih dahulu. 5. Guru memberikan kesempatan kepada setiap siswa untuk melakukan kegiatan pengamatan dan kemudian setiap siswa wajib membuat minimal tiga pertanyaan. 6. Siswa diberi tugas untuk melengkapi pertanyaan yang dimulai dengan kata-kata “bagaimana kalau” atau kata “bagaimana kalau tidak”. 7. Sarapan pagi “menanya”. Setiap pagi, sebelum dimulai pelajaran, siswa diminta untuk menuliskan pertanyaan. 8. Guru memberikan penghargaan kepada siswa yang memiliki kuantitas dan kualitas pertanyaan investigatif yang baik. 53
- 54. Gerakan Berpikir Komputasional K-12Blueprint https://www.k12blueprint.com/toolkits/compthink K–12 Computer Science https://csteachers.org/ Computer Science for All in SF https://www.csinsf.org/ Computational Thinking Poster https://www.vcaa.vic.edu.au/curriculum/found ation-10/resources/mathematics/Pages/Help- me-find-a-teaching-resource.aspx Computational Thinking https://www.bbc.co.uk/bitesize Bebras Indonesia https://bebras.or.id/v3/ 54
- 55. Proyek Berpikir Komputasional CTin the Classroom https://equip.learning.com/examples-of- computational-thinking Code.org https://code.org/ Next Generation Science Standards https://thewonderofscience.com/sep5-using- mathematics-and-computational-thinking Building CT Brains https://knorth.edublogs.org/algorithmic- thinking/ Barefoot Computing https://www.barefootcomputing.org/ Rob-Bot Resources https://robbotresources.com/ ACM India https://cspathshala.org/ 55
- 56. Mengajarkan BK MelaluiPengkodean Pengkodean Blok Visual Pengkodean Berbasis Teks Blockly Games https://blockly.games BridgeTalk, LogoBlocks, Alice, Scratch 56
- 57. Standar untuk GuruBerpikir Komputasional Sumber: “Standards for CS Teachers”, https://csteachers.org/page/standards-for-cs-teachers-interactive Standar 1. Pengetahuan dan Keterampilan Ilmu Komputer Standar 2. Kesetaraan dan Inklusi Standar 3. Pertumbuhan dan Identitas Profesional Standar 4. Desain Instruksional Standar 5. Praktek di Kelas Guru Ilmu Komputer yang efektif merancang pengalaman belajar yang melibatkan siswa dalam pemecahan masalah dan ekspresi kreatif melalui Ilmu Komputer, menggunakan pengetahuan konten pedagogis (PCK). Mereka berencana untuk memenuhi beragam kebutuhan pembelajaran, budaya, bahasa, dan motivasi setiap siswa untuk membangun kemandirian dan kapasitas siswa dalam Ilmu Komputer. 57
- 58. Buku Teks BerpikirKomputasional 58
- 59. Taksonomi Bloom danBerpikir Komputasional Dekomposisi Pengenalan Pola Abstraksi Desain Algoritma Membuat Merekonstruksi Menyelidiki Mengkategorikan, mengumpulkan, mengatur kembali, Menghubungkan, bermain peran Menggabungkan, mempersiapkan, mengatur, mengadaptasi, merancang, mensimulasikan Merancang/ merencanakan, merakit, mendirikan/ membangun, mengembangkan/ merumuskan, menyusun, menganimasi, menyelesaikan Mengevaluasi Menilai, memberi skor, memberi kelas, mengukur Memilih, mengritik, memoderasi, mendeteksi, menguji Memperdebatkan/ berdebat, meringkas, menilai, berkomentar, mengulas/merefleksikan, mengedit Memprediksi, berhipotesis Menganalisis Memeriksa, memecah, membagi lagi, mendekonstruksi, menyimpulkan Mengatur, membandingkan, mengkontraskan, mencari korelasi, menghubungkan Menilai, membuat diagram, membuat model, membuat peta pikiran Menjelaskan, menghitung, menyusun Menerapkan Menemukan, menentukan Menerapkan, menafsirkan, meramalkan, merubah Menafsirkan, membuat Sketsa, memodifikasi, mempersiapkan, pandai berbicara Menjalankan, melaksanakan, mendemonstrasikan, beroperasi, bertingkah/ menghidupkan kembali, melakukan percobaan Memahami Menggolongkan, mengenali, menempatkan Mengakui, menterjemahkan, memilih, membedakan, mengelompokkan membahas, melaporkan, membuat gereralisasi, membubuhi keterangan, memberikan label, meringkaskan, memperkirakan Menggambarkan, menjelaskan, menafsirkan Mengingat Mendaftarkan, menyebutkan, menyatakan, menamai mengatur/mengurutkan, menghafal, menduplikasi/ mengulangi, mencocokkan, mengenali/mengingat, menghubungkan, menyalin Menetapkan, membuat garis besar, menyoroti, menentukan poin-poin Mereproduksi 59
- 60. Taksonomi Bloom danAlat Penilaian (evaluasi) BK Sumber: Marcos Román-González, Jesús Moreno-León, dan Gregorio Robles (2017), “Complementary Tools for Computational Thinking Assessment”, https://www.researchgate.net/publication/318469859_Complementary_Tools_for_Computational_Thinking_Assessment Mengingat Memahami Menerapkan Menganalisis Mengevaluasi Membuat Uji BK Tugas Bebras Dr. Scratch Identifikasi Konsep Jenis Membuat abstraksi (fungsionalitas dan data) Pengenalan Pola Menguraikan Membedakan Menguji Membandingkan Simulasi Membuat program Desain algoritma Ingat fakta dan konsep dasar Jelaskan ide dan konsep Gunakan informasi dalam situasi baru Gambarkan hubungan di antara ide-ide Membenarkan pendirian atau keputusan Menghasilkan karya baru atau asli 60
- 61. Memecahkan Masalah Berpikir Komputasional Penerapan Dekomposisi Pengenalan Pola Abstraksi Algoritma Tugas:bagaimana kita menerapkan apa yang telah kita pelajari sejauh ini tentang BK pada masalah ini? Tempatkan pernyataan di bawah ini ke dalam kotak yang benar. Menuliskan, langkah demi langkah, rute terbaik melalui supermarket Mengelompokkan item ke dalam kategori serupa Tahu persis apa yang perlu kita beli Mencoba berbagai rute melalui supermarket 61
- 62. Penutup • Berpikir komputasionaladalah cara memecahkan masalah dunia nyata dengan proses: • Identifikasi masalah dunia nyata dengan mengajukan pertanyaan yang tepat • Formulasi teknis dari dunia nyata ke pemodelan atau abstraksi dengan berpikir algoritmik • Komputasi dengan komputer (otomasi) dengan melakukan pemrograman, pengkodean, atau simulasi • Verifikasi dengan menguji, mengevaluasi, menyempurnakan, dan memperkenalkan solusi kembali ke dunia nyata. • Guru memegang peranan penting untuk edukasi berpikir komputational dengan menyediakan ruang pembelajaran yang dapat menstimulasi proses berpikir komputational dan keterampilan mengenal dan memecahkan masalah sehari-hari. 62
- 63.