Modul Ajar Informatika Kelas 10 SMA: Berpikir Komputasional (Bab 1)

Pembelajaran 4 pilar berpikir komputasional: dekomposisi masalah kompleks, pengenalan pola, abstraksi informasi, dan perancangan algoritma efisien (pencarian biner, pengurutan, struktur data stack, queue, dan graf).

Capaian dan tujuan pembelajaran

Peserta didik mampu menerapkan strategi berpikir komputasional untuk menyelesaikan persoalan logika yang kompleks.
Peserta didik mampu menganalisis efisiensi algoritma pencarian dan pengurutan data.
Peserta didik mampu memodelkan struktur data tumpukan, antrean, dan graf dalam simulasi komputasi.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Berpikir Komputasional (*Computational Thinking*) adalah proses pemecahan masalah dengan merumuskan solusi ke dalam representasi komputasi yang dapat dieksekusi secara efisien oleh manusia maupun mesin komputer. Fondasi ini membekali peserta didik dengan logika penalaran tingkat tinggi.

Penerapan algoritma pencarian (linear dan binary search) serta algoritma pengurutan (*bubble sort, insertion sort, merge sort*) mengajarkan analisis efisiensi waktu komputasi (*Big-O notation* sederhana). Pemilihan algoritma yang tepat menghemat sumber daya pemrosesan secara drastis.

Struktur data abstrak seperti tumpukan (*stack* dengan prinsip LIFO), antrean (*queue* dengan prinsip FIFO), dan pohon/graf merepresentasikan hubungan hierarki dan jejaring spasial. Peserta didik berlatih memecahkan teka-teki logika optimasi penataan barang dan rute terpendek (*shortest path*).

Peta subtopik bahasan

Pilar Berpikir Komputasional dan Pemecahan Masalah
Menerapkan dekomposisi, pengenalan pola, abstraksi, dan algoritma pada studi kasus optimasi logistik.
Algoritma Pencarian (Searching: Linear dan Binary)
Membandingkan kompleksitas pencarian data terurut menggunakan binary search vs linear search.
Algoritma Pengurutan (Sorting)
Menganalisis mekanisme kerja bubble sort, selection sort, insertion sort, dan konsep divide-and-conquer.
Struktur Data Linier dan Non-Linier (Stack, Queue, Graph)
Mengoperasikan push-pop pada stack, enqueue-dequeue pada queue, dan representasi simpul/sisi pada graf.

Istilah kunci dan glosarium

Computational Thinking: Metode pemecahan masalah dengan mengintegrasikan dekomposisi, pola, abstraksi, dan langkah algoritmis terstruktur.
Binary Search: Algoritma pencarian efisien pada data yang sudah terurut dengan cara membagi rentang pencarian menjadi dua bagian secara berulang.
Stack (Tumpukan): Struktur data linier dengan prinsip Last In First Out (LIFO), di mana elemen yang terakhir masuk adalah yang pertama keluar.
Queue (Antrean): Struktur data linier dengan prinsip First In First Out (FIFO), di mana elemen yang pertama masuk adalah yang pertama keluar.
Graf: Struktur data non-linier yang terdiri atas himpunan simpul (vertex/node) yang saling terhubung oleh garis sisi (edge).

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Syarat mutlak agar algoritma Pencarian Biner (*Binary Search*) dapat dijalankan pada sekumpulan data array adalah...

A. Jumlah elemen data harus berjumlah ganjil
B. Seluruh elemen data harus sudah berada dalam kondisi terurut (*sorted*)
C. Data hanya boleh terdiri atas huruf abjad saja
D. Array data tidak boleh memiliki nilai nol