Pendahuluan

Pernahkah kamu menyusun isi tas sekolah agar buku yang paling berat berada di bawah? Pernahkah kamu mencari kaus kaki yang hilang, memilih jalan tercepat menuju kantin, atau membuat aturan permainan bersama teman?

Jika pernah, berarti kamu sudah pernah berlatih berpikir seperti seorang pemecah masalah.

Buku ini mengajak kamu bertualang di dunia ilmu komputer. Ilmu komputer bukan hanya pelajaran tentang memakai komputer, mengetik, atau membuka aplikasi. Ilmu komputer mempelajari bagaimana informasi disimpan, diolah, dan digunakan untuk menyelesaikan masalah dengan langkah-langkah yang jelas. Dalam kerangka pendidikan ilmu komputer untuk sekolah, ilmu komputer dijelaskan sebagai bidang yang mempelajari komputer dan proses algoritmik, termasuk prinsip, perangkat keras, perangkat lunak, penerapan, dan dampaknya pada masyarakat (K–12 Computer Science Framework Steering Committee, 2016).

Kata-kata itu mungkin terdengar besar. Jadi, mari kita mulai dari contoh sederhana.

Bayangkan kamu ingin membuat roti isi.

Kamu perlu tahu:

• bahan apa saja yang diperlukan,
• urutan langkahnya,
• apa yang harus dilakukan jika selai habis,
• bagaimana memastikan roti isi itu siap dimakan.

Itu mirip dengan cara seorang pemrogram berpikir. Pemrogram adalah orang yang membuat program, yaitu kumpulan instruksi yang dapat dijalankan komputer. Tetapi sebelum menulis program, kita perlu belajar menyusun pikiran dengan rapi. Itulah inti petualangan buku ini.

Berpikir komputasional: berpikir dengan langkah yang dapat diuji

Di buku ini, kamu akan sering bertemu istilah berpikir komputasional. Istilah ini berarti cara berpikir untuk memecahkan masalah dengan bantuan gagasan dari ilmu komputer. Berpikir komputasional bukan berarti berpikir kaku seperti robot. Justru sebaliknya: kita belajar berpikir kreatif, teliti, dan teratur.

Jeannette M. Wing, seorang ilmuwan komputer, menjelaskan berpikir komputasional sebagai kemampuan penting untuk memecahkan masalah, merancang sistem, dan memahami perilaku dengan memakai konsep-konsep dasar ilmu komputer (Wing, 2006). Untuk anak SD, kita dapat memahaminya begini:

Berpikir komputasional adalah cara memecahkan masalah dengan membaginya menjadi bagian kecil, mencari pola, memilih hal penting, lalu membuat langkah penyelesaian yang jelas.

Misalnya, masalahnya adalah:

“Kamarku berantakan. Aku harus merapikannya sebelum makan malam.”

Masalah ini terasa besar. Tetapi kita bisa memecahnya:

1. Masukkan baju kotor ke keranjang.
2. Susun buku di rak.
3. Buang kertas yang tidak dipakai.
4. Simpan mainan di kotak.
5. Periksa lagi lantai dan meja.

Sekarang masalah besar berubah menjadi beberapa tugas kecil. Inilah salah satu bagian dari berpikir komputasional, yaitu dekomposisi. Dekomposisi berarti memecah masalah besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikerjakan.

Kamu tidak harus punya komputer dulu

Walaupun buku ini membahas ilmu komputer dan pemrograman, banyak latihan di dalamnya dapat dilakukan tanpa komputer. Kegiatan seperti ini sering disebut unplugged coding atau kegiatan ilmu komputer tanpa perangkat digital. Dalam kegiatan unplugged, kita memakai kertas, kartu, kotak lantai, benda di sekitar, atau gerakan tubuh untuk memahami gagasan komputer. Pendekatan seperti ini banyak digunakan dalam kegiatan CS Unplugged untuk mengenalkan konsep ilmu komputer kepada anak-anak melalui permainan dan aktivitas tanpa komputer (Bell, Witten, & Fellows, n.d.).

Contohnya, kamu bisa bermain “robot manusia”.

Satu anak menjadi robot. Anak lain memberi instruksi:

• maju satu langkah,
• belok kanan,
• ambil pensil,
• letakkan pensil di meja.

Jika instruksinya kurang jelas, robot mungkin bingung. Misalnya, “ambil itu” tidak jelas karena “itu” bisa berarti pensil, penghapus, atau buku. Dari permainan ini, kita belajar bahwa komputer membutuhkan instruksi yang tepat. Komputer tidak menebak maksud kita seperti manusia. Komputer mengikuti perintah sesuai aturan programnya.

Nanti, ketika kamu belajar pemrograman visual berbasis blok, gagasan ini akan terasa lebih mudah. Pemrograman visual memakai blok-blok perintah yang dapat disusun seperti keping puzzle. Lingkungan seperti Scratch dirancang agar anak-anak dan pemula dapat membuat cerita, animasi, gim, dan karya interaktif sambil belajar konsep pemrograman (Resnick et al., 2009).

Empat teman utama dalam petualangan ini

Dalam buku ini, ada beberapa gagasan yang akan sering menemanimu. Kita kenalkan dulu secara ringan.

1. Dekomposisi: memecah masalah besar

Dekomposisi berarti membagi masalah besar menjadi bagian kecil.

Contoh:

Masalah besar: “Aku ingin mengadakan pesta ulang tahun kecil.”

Bagian kecilnya:

• menentukan tamu,
• memilih makanan,
• menyiapkan permainan,
• menghias ruangan,
• membereskan setelah selesai.

Dengan dekomposisi, kita tidak langsung panik melihat masalah besar. Kita bertanya, “Bagian kecil apa yang bisa kukerjakan dulu?”

2. Pengenalan pola: mencari kesamaan

Pola adalah susunan atau kejadian yang berulang atau memiliki aturan tertentu.

Contoh pola warna:

Merah, biru, merah, biru, merah, biru, ...

Warna berikutnya kemungkinan besar merah, karena susunannya bergantian.

Contoh pola kegiatan pagi:

Bangun tidur → mandi → berpakaian → sarapan → berangkat sekolah.

Jika suatu hari kamu hampir lupa sarapan, kamu bisa menyadarinya karena pola pagimu terasa tidak lengkap.

Dalam ilmu komputer, mengenali pola membantu kita membuat penyelesaian yang lebih cepat dan rapi. Jika beberapa masalah memiliki bentuk yang mirip, mungkin kita dapat memakai strategi yang mirip juga.

3. Abstraksi: mengambil hal yang penting

Abstraksi berarti memilih informasi yang penting dan mengabaikan detail yang tidak diperlukan untuk tujuan tertentu.

Misalnya, kamu menggambar peta dari kelas ke perpustakaan. Kamu tidak perlu menggambar semua ubin, semua daun di halaman, atau semua tulisan di dinding. Yang penting adalah:

• posisi kelas,
• lorong,
• belokan,
• tangga jika ada,
• posisi perpustakaan.

Peta yang terlalu banyak detail malah bisa membingungkan. Dengan abstraksi, kita membuat masalah menjadi lebih sederhana tanpa kehilangan informasi penting.

4. Algoritma: langkah-langkah penyelesaian

Algoritma adalah urutan langkah yang jelas untuk menyelesaikan suatu tugas.

Contoh algoritma mencuci tangan:

1. Basahi tangan dengan air bersih.
2. Ambil sabun.
3. Gosok telapak tangan.
4. Gosok punggung tangan.
5. Bersihkan sela-sela jari.
6. Bilas dengan air.
7. Keringkan tangan.

Algoritma yang baik harus cukup jelas sehingga orang lain dapat mengikutinya. Jika langkahnya terbalik, hasilnya bisa salah. Misalnya, mengeringkan tangan sebelum dibilas tentu tidak tepat.

Kesalahan bukan musuh

Dalam petualangan ini, kamu akan membuat dugaan, mencoba strategi, menemukan kesalahan, lalu memperbaikinya. Itu hal biasa.

Dalam pemrograman, proses mencari dan memperbaiki kesalahan disebut debugging. Kata ini sering dipakai ketika program tidak berjalan seperti yang diharapkan. Tetapi gagasannya juga bisa dipakai dalam kehidupan sehari-hari.

Misalnya, kamu menulis instruksi untuk membuat gambar rumah:

1. Gambar segitiga.
2. Gambar persegi di bawahnya.
3. Gambar pintu.
4. Gambar jendela.

Temanmu mengikuti instruksi itu, tetapi segitiganya terlalu kecil dan tidak menyentuh persegi. Gambarnya terlihat seperti topi melayang di atas kotak. Apakah temanmu salah? Belum tentu. Mungkin instruksimu perlu diperbaiki:

1. Gambar persegi besar sebagai badan rumah.
2. Gambar segitiga di atas persegi, dengan sisi bawah segitiga menempel pada sisi atas persegi.
3. Gambar pintu di bagian bawah persegi.
4. Gambar dua jendela di kiri dan kanan pintu.

Sekarang instruksinya lebih jelas. Itulah debugging: bukan marah pada kesalahan, melainkan memakai kesalahan sebagai petunjuk untuk memperbaiki cara berpikir.

Cara terbaik memakai buku ini

Buku ini bukan hanya untuk dibaca cepat. Buku ini sebaiknya dipakai seperti buku petualangan dan buku kerja.

Saat menemukan pertanyaan, berhentilah sebentar. Cobalah menjawab sebelum membaca penjelasan berikutnya. Saat ada aktivitas, lakukan dengan benda sederhana: kertas, pensil, kartu angka, penghapus, mainan kecil, atau lantai kotak-kotak. Jika belajar bersama teman, bergantianlah menjadi pemberi instruksi, pelaksana instruksi, pemeriksa, dan penjelas alasan.

Di beberapa bab, kamu akan bertemu teka-teki logika. Teka-teki logika bukan sekadar menebak jawaban. Kamu perlu menjelaskan alasan. Jawaban yang benar menjadi lebih kuat jika kamu dapat berkata, “Aku memilih ini karena ...”

Di bab lain, kamu akan mulai membuat proyek. Proyek adalah karya yang kamu rancang dan bangun. Proyekmu bisa berupa cerita interaktif, gim mini, pola gambar, animasi, atau teka-teki digital. Dalam kegiatan kreatif seperti ini, anak-anak tidak hanya belajar perintah pemrograman, tetapi juga belajar merancang, mencoba, memperbaiki, dan membagikan ide; gagasan ini sejalan dengan cara Scratch digunakan untuk mendukung kreativitas dan pembelajaran pemrograman bagi pemula (Resnick et al., 2009).

Petualangan dimulai dari rasa ingin tahu

Ilmu komputer bukan hanya tentang komputer yang cepat. Ilmu komputer juga tentang pertanyaan:

• Bagaimana cara menyusun langkah agar tugas selesai?
• Bagaimana cara mencari benda dengan lebih cepat?
• Bagaimana cara mengetahui pola?
• Bagaimana cara membuat aturan permainan yang adil?
• Bagaimana cara memberi instruksi agar tidak membingungkan?
• Bagaimana cara memperbaiki kesalahan tanpa menyerah?

Pertanyaan-pertanyaan seperti itu ada di sekolah, rumah, permainan, cerita, seni, musik, dan kehidupan sehari-hari.

Jadi, ketika kamu membuka bab berikutnya, ingatlah satu hal: kamu tidak sedang belajar menjadi mesin. Kamu sedang belajar menjadi manusia yang lebih teliti, kreatif, dan mampu memecahkan masalah.

Mari mulai petualangan berpikir komputasional.

References

Bell, T., Witten, I. H., & Fellows, M. (n.d.). CS Unplugged. University of Canterbury. https://www.csunplugged.org/

K–12 Computer Science Framework Steering Committee. (2016). K–12 Computer Science Framework. https://k12cs.org/

Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., Silverman, B., & Kafai, Y. (2009). Scratch: Programming for all. Communications of the ACM, 52(11), 60–67. https://doi.org/10.1145/1592761.1592779

Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215