Berpikir Komputasional

Berpikir Komputasional (Computational Thinking) adalah metode pemecahan masalah yang menerapkan teknik ilmu komputer (computer science),. Pendekatan ini melibatkan proses pemecahan masalah, desain sistem, dan pemahaman perilaku manusia dengan merancang konsep yang didasarkan pada teknologi komputer. Berpikir komputasional tidak melatih seseorang untuk berpikir seperti komputer, melainkan berpikir seperti ilmuwan komputer (computer scientist).

Karakteristik

Berpikir komputasional memiliki karakteristik utama sebagai proses mental untuk menyelesaikan masalah yang solusinya dapat dijalankan oleh manusia atau mesin,. Karakteristik tersebut meliputi:

• Informatika tidak hanya berfokus pada penulisan kode program, tetapi memerlukan pemahaman berpikir pada beberapa tingkat abstraksi.
• Memungkinkan pemecahan masalah tanpa harus berpikir kaku layaknya komputer.
• Memadukan pemikiran matematis dan pemikiran teknik.
• Merupakan disiplin ilmu yang dapat dipahami dan diselesaikan secara saintifik.

Fondasi Utama

Terdapat empat fondasi utama dalam berpikir komputasional yang dikenal dengan akronim AADP (Abstraksi, Algoritma, Dekomposisi, dan Pola).

Dekomposisi (Decomposition)

Dekomposisi adalah proses memecah masalah atau sistem yang kompleks menjadi bagian-bagian yang lebih kecil agar lebih mudah dikelola dan dipahami. Bagian-bagian kecil tersebut kemudian dapat diperiksa, diselesaikan, atau dirancang secara individual. Contoh penerapan dekomposisi adalah memecah tugas pembuatan laporan praktikum menjadi sub-masalah seperti format penulisan, alat dan bahan, serta jadwal penyelesaian.

Pengenalan Pola (Pattern Recognition)

Pengenalan pola melibatkan proses menemukan kesamaan atau karakteristik yang dimiliki oleh beberapa masalah yang telah diuraikan,. Dengan mengenali pola, solusi untuk satu masalah dapat diterapkan pada masalah lain yang serupa, sehingga penyelesaian masalah menjadi lebih efisien. Contohnya adalah mengenali karakteristik umum pada mobil (roda, bahan bakar, bentuk) untuk mendeskripsikan berbagai jenis mobil lainnya,.

Abstraksi (Abstraction)

Abstraksi adalah proses menyaring dan mengabaikan karakteristik atau detail spesifik yang tidak diperlukan untuk memusatkan perhatian pada karakteristik umum yang relevan,. Proses ini membantu membentuk model atau gagasan umum dari masalah yang sedang diselesaikan. Tanpa abstraksi, solusi yang dihasilkan mungkin menjadi salah karena terlalu fokus pada detail spesifik yang tidak berlaku umum.

Algoritma (Algorithm)

Algoritma adalah rencana atau sekumpulan instruksi langkah demi langkah yang terurut untuk memecahkan masalah. Algoritma harus jelas, memiliki titik awal dan akhir, serta instruksi yang tegas. Dalam konteks komputasi, algoritma digunakan untuk otomatisasi solusi. Algoritma dapat direpresentasikan menggunakan pseudocode atau diagram alir (flowchart).

Metode Pemecahan Masalah

Dalam berpikir komputasional, pemecahan masalah (problem solving) didefinisikan sebagai usaha mencari jalan keluar dari suatu kesulitan atau proses kognitif tingkat tinggi yang membutuhkan modulasi dan kontrol.

Tahapan Polya

Salah satu pendekatan pemecahan masalah yang digunakan adalah diagram Polya, yang terdiri dari empat tahapan:

1. Memahami masalah (Understand the Problem): Mengidentifikasi informasi yang diketahui, besaran, hubungan, dan apa yang dicari.
2. Membuat rencana (Devise a Plan): Mengidentifikasi strategi yang diperlukan, seperti mencari pola, menggambar diagram, atau bekerja mundur.
3. Melaksanakan rencana (Carry Out the Plan): Menerapkan strategi yang dipilih, termasuk interpretasi informasi ke dalam bentuk matematis.
4. Melihat kembali (Looking Back): Memverifikasi langkah-langkah yang telah dilakukan dan memeriksa apakah solusi logis.

Logika dan Penalaran

Berpikir komputasional juga melibatkan penggunaan logika proposisi dan berbagai metode penalaran:

• Proposisi: Pernyataan yang menggambarkan keadaan benar atau salah, yang terdiri dari subjek, predikat, kopula, dan kuantor. Proposisi majemuk menghubungkan pernyataan menggunakan operator logika seperti Konjungsi (dan), Disjungsi (atau), Negasi (ingkaran), dan Implikasi (jika-maka),.
• Deduktif: Proses penalaran untuk menarik kesimpulan khusus berdasarkan fakta-fakta yang bersifat umum.
• Induktif: Proses penarikan kesimpulan yang bersifat umum berdasarkan kasus-kasus nyata yang bersifat khusus.
• Abduktif: Metode memilih argumentasi terbaik dari sekian banyak argumentasi yang mungkin untuk menjelaskan suatu fenomena.
• Inferensi: Tindakan atau proses mendapatkan kesimpulan berdasarkan apa yang sudah diketahui atau diasumsikan.

Kaitan dengan Bidang Lain

Berpikir komputasional merupakan keterampilan generik yang berkaitan erat dengan bidang pengetahuan lain dalam informatika:

• Algoritma dan Pemrograman: Berpikir komputasional berfokus pada analisis masalah dan strategi solusi, sedangkan pemrograman berfokus pada implementasi solusi tersebut menjadi program komputer,.
• Analisis Data: Kemampuan abstraksi, dekomposisi, dan pengenalan pola digunakan saat melakukan analisis terhadap data.
• Struktur Data: Konsep seperti tumpukan (stack) dan antrean (queue) merupakan abstraksi dari persoalan sehari-hari yang digunakan dalam komputasi,. Stack menggunakan prinsip LIFO (Last In First Out), sedangkan Queue menggunakan prinsip FIFO (First In First Out),.