Antusiasme telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir untuk pendidikan ilmu komputer di banyak negara, termasuk Australia, Amerika Serikat, dan Inggris. Sebagai contoh, pada tahun 2012, Royal Society di Inggris mengatakan, "Setiap anak harus memiliki kesempatan untuk belajar konsep dan prinsip-prinsip dari komputasi, termasuk ilmu komputer dan teknologi informasi, dari awal pendidikan dasar dan seterusnya, dan pada usia 14 harus dapat memilih untuk belajar menuju kualifikasi yang diakui di bidang ini. " Dan pada tahun 2016, Dewan Perguruan Tinggi di AS meluncurkan kurikulum ilmu komputer baru untuk sekolah menengah yang disebut "Prinsip Ilmu Komputer” yang berfokus pada pemaparan siswa terhadap pemikiran dan praktik komputasi untuk membantu mereka memahami bagaimana komputasi mempengaruhi dunia.
Dalam komunitas pendidikan sains komputer, pemikiran komputasi adalah istilah yang tidak asing lagi, namun di antara guru K-12, administrator, dan pendidik guru ada kebingungan tentang apa yang dimilikinya. Pemikiran komputasional sering keliru disamakan dengan penggunaan teknologi komputer.Untuk mengatasi keliru ini, cakupan artikel ini mencakup definisi pemikiran komputasi dan konstruksi inti yang akan membuatnya relevan bagi pemangku kepentingan utama dari pendidikan K-12 dan program pelatihan guru.
Pemikiran Komputasional dan Pendidikan Untuk Guru
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, para periset berpendapat bahwa pemikiran komputasi perlu setara dengan pembacaan, penulisan, dan aritmatika. Upaya terakhir untuk melatih para guru untuk menanamkan pemikiran komputasi berfokus pada pengembangan profesional guru in-service, namun terbatas pemahaman tentang bagaimana melibatkan guru pra-layanan dari area konten lainnya dalam ilmu komputer dan pemikiran komputasi.
Komplikasi ini diperparah oleh fakta bahwa hanya beberapa institusi persiapan guru yang menawarkan program khusus untuk guru ilmu komputer. Selanjutnya, sertifikasi dan lisensi guru ilmu komputer sangat cacat, seperti yang dijelaskan dalam laporan “Bugs in the System” oleh Asosiasi Guru Ilmu Komputer. Sangat penting bahwa program pendidikan guru membahas kurangnya pelatihan guru seputar gagasan sains komputer, mengingat gerakan dari akar yang sedang berkembang dan dorongan dari pemerintah untuk memperluas kesempatan belajar ilmu komputer di kelas dasar dan menengah, termasuk inisiatif Ilmu Komputer Untuk Semua yang diluncurkan pada tahun 2016 di AS.
Jadi, bagaimana pendidik guru mengembangkan mekanisme untuk mengekspos guru pra-layanan ke konstruksi pemikiran komputasional dan pemahaman dalam konteks bidang studi mereka? Bagaimana kita mengembangkan pengetahuan awal tentang guru pra-layanan sehingga mereka dapat memberikan pengalaman berpikir komputasi yang relevan, menarik, dan bermakna bagi siswa mereka? Darling-Hammond dan Bransford mengusulkan sebuah kerangka kerja yang dapat disesuaikan untuk mempersiapkan para guru untuk memasukkan pemikiran komputasi, mengartikulasikan pengetahuan, keterampilan, dan disposisi yang harus diperoleh guru dan menyarankan agar guru membutuhkan pengetahuan peserta didik, serta sasaran materi pelajaran dan kurikulum.
Pendidik guru perlu terlebih dahulu mengembangkan pengetahuan dan keterampilan guru pre-service tentang bagaimana berpikir secara komputasi dan bagaimana cara mengajar siswa mereka untuk berpikir secara komputasi. Oleh karena itu, sangat penting bagi guru pra-layanan untuk memahami pemikiran komputasi dalam konteks area subjek yang akan mereka ajarkan. Hal ini mengharuskan mereka untuk memiliki pemahaman mendalam tentang disiplin dan pengetahuan mereka sendiri tentang bagaimana konsep pemikiran komputasi terkait dengan apa yang siswa pelajari di kelas. Lebih jauh lagi, laporan NRC tentang aspek pedagogis pemikiran komputasi berpendapat bahwa mengajarkan konten ini dapat menempatkan guru dalam peran baru dan tidak biasa di kelas dimana siswa berkolaborasi untuk memecahkan masalah yang kompleks. Oleh karena itu, penting bagi pendidik guru “membangun apa yang guru ketahui dan lakukan dengan nyaman.”
Mengembangkan kompetensi guru pra-layanan untuk menanamkan pemikiran komputasi di kelas masa depan mereka mengharuskan mereka diajar untuk berpikir secara komputasi, serta bagaimana cara mengajar siswa mereka untuk berpikir secara komputasi, terutama dalam konteks bidang studi tertentu. Program pelatihan guru adalah tempat alami untuk mengenalkan guru pada pemikiran komputasi dan bagaimana memasukkannya ke dalam konten mereka. Sebuah studi tahun 2014 oleh Yadav dkk. Meneliti pengaruh modul berpikir komputasi satu minggu tentang pemahaman dan sikap guru pre-service terhadap pemikiran komputasi embedding di kelas mereka di masa depan.
Guru pra-layanan yang mengikuti kursus psikologi pendidikan perkenalan yang dipersyaratkan dibagi menjadi dua kelompok. Satu (kelompok kontrol) tidak mengalami modul pemikiran komputasi, sedangkan yang kedua (kelompok eksperimen) secara khusus mempelajari gagasan berpikir komputasi dengan mengerjakan modul. Penulis menemukan sebagian besar guru pra-layanan di kelompok kontrol memandang pemikiran komputasi sebagai integrasi teknologi di kelas, sedangkan sebagian besar peserta dalam kelompok eksperimen mengembangkan pemahaman mereka tentang pemikiran komputasi sebagai pendekatan pemecahan masalah dengan menggunakan algoritma / heuristik.
Hasil penelitian juga menyarankan agar guru pra-layanan dalam kelompok eksperimen lebih mampu mengartikulasikan bagaimana mengintegrasikan pemikiran komputasi di kelas K-12 dibandingkan dengan kelompok kontrol. Hasil dari penelitian ini menunjukkan potensi untuk mengintegrasikan pemikiran komputasi untuk guru pra-layanan dalam kursus pendidikan guru yang ada. Penulis menggunakan contoh-contoh dari kehidupan sehari-hari, serta contoh-contoh spesifik disiplin, untuk menyoroti pemikiran komputasi kepada guru pra-jabatan.
Misalnya, mereka menggunakan contoh memberi petunjuk dari titik A ke titik B untuk menyoroti algoritma apa (rute langkah demi langkah), efisiensi algoritme (cara memberikan cara terbaik untuk mendapatkan dari A ke B) , abstraksi (cara memberi arah secara efektif), dan otomasi (bagaimana merancang sistem seperti Google Maps). Dalam contoh lain, Yadav dkk. Memamerkan gagasan pemrosesan paralel dengan membahas cara tercepat bagi dua orang teman untuk membeli tiket film saat tiga baris tersedia.