367
PROSES PEMIKIRAN PELAJAR MATRIKULASI DALAM MENYELESAIKAN MASALAH BAGI TOPIK PENGATURCARAAN
KOMPUTER
Chin Siewmoi* & Dr. Siti Fatimah Mohd Yassin Fakulti Pendidikan, Universiti Kebangsaan Malaysia
Abstrak
Synder (2000) menyatakan belajar pengaturcaraan berupaya membangkitkan kebolehan intelek seperti menyelesaikan masalah am, methodological reasoning dan berfikir secara logikal, berkeupaya memahami dan mengurus sistem maklumat moden kompleks secara intrinsik. Justeru itu, kajian ini bertujuan untuk mengenalpasti proses pemikiran dalam menyelesaikan masalah yang digunakan oleh pelajar dalam topik Pengaturcaraan Komputer. Sampel kajian ini terdiri daripada 100 orang pelajar yang mengambil subjek Sains Komputer. Instrumen kajian yang digunakan ialah soal selidik Refleksi Penyelesaian Masalah untuk memperoleh data kuantitatif dan disokong dengan data yang diperoleh daripada sesi pemerhatian. Data dianalisis menggunakan Perisian Sumber Terbuka Analisis Statistik PSPP iaitu statistik deskriptif min dan peratus. Secara keseluruhannya, dapatan kajian menunjukkan proses pemikiran pelajar dalam menyelesaikan masalah pengaturcaraan adalah sederhana pada peringkat sebelum, semasa dan selepas menyelesaikan masalah. Hanya terdapat 44.3% yang memikirkan berbagai pendekatan untuk menyelesaikan masalah. Dapatan kajian ini memberikan implikasi bahawa proses pengajaran dan pembelajaran perlu memberikan penekanan kepada proses dan strategi penyelesaian masalah. Seterusnya, diharapkan sumber manusia yang dihasilkan dapat memenuhi ciri-ciri yang diperlukan oleh persekitaran mencabar pada abad ke-21.
Kata kunci : penyelesaian masalah, pengaturcaraan komputer, proses pemikiran
1.0 PENGENALAN
Pergantungan terhadap teknologi maklumat telah meningkat, tahap permintaan masyarakat terhadap pakar Sains Komputer telah berubah daripada literasi pasif kepada aktif. Kini, tempat kerjaya memerlukan 'para pekerja berpengetahuan' yang mampu menyelesaikan masalah, menganalisa pengetahuan dan mengguna teknologi secara efektif (Stone, 2007). Sehubungan dengan itu, dalam Rancangan Malaysia ke-10; infrastruktur teknologi maklumat dan komunikasi (ICT) akan diperluas secara agresif dalam tempoh berkenaan untuk
memudahkan kesalinghubungan kepada rangkaian pengetahuan global.
Penggunaan teknologi maklumat dan komunikasi di sekolah akan dipergiatkan bagi memupuk kreativiti dan inovasi pelajar ke arah melengkapkan mereka dengan kemahiran dan keupayaan terkini yang diperlukan oleh negara berpendapatan tinggi (RMK10).
368
Menurut Synder (2000), belajar pengaturcaraan berupaya membangkitkan kebolehan intelek seperti menyelesaikan masalah am, methodological reasoning dan berfikir secara logikal, berkeupaya memahami dan mengurus sistem maklumat moden kompleks secara intrinsik. Tambahan pula, ia membolehkan penggunaan pengisian komputer dengan lebih bermanfaat. Pengaturcaraan Komputer adalah sebahagian daripada pendidikan sains komputer. Dalam
pengajaran dan pembelajaran pengaturcaraan komputer, pelajar akan
diperkenalkan dengan konsep pengaturcaraan dan struktur data di mana mereka akan diajar bagaimana untuk menganalisis masalah, mengguna teknik spesifik untuk mewakili langkah penyelesaian masalah dan mengesahkan langkah penyelesaian. Kemudian, pelajar dikehendaki menukarkan langkah-langkah penyelesaian kepada suatu program dengan menggunakan bahasa pengaturcaraan spesifik.
Seiringan dengan itu boleh dikatakan bahawa pengajaran dan pembelajaran Pengaturcaran Komputer boleh memenuhi elemen pemikiran kritis dan penyelesaian masalah dalam Kemahiran abad ke-21 seperti yang dikehendaki (Vasconcelos, 2008). Dengan itu, kemahiran yang telah dikenalpasti dengan kebolehan pengaturcaraan ialah kemahiran penyelesaian masalah dan analitikal. Riley (1981) menyatakan kebanyakan pelajar yang memasuki kolej tidak mempunyai kemahiran penyelesaian masalah yang mencukupi. Menurut Henderson (1986), kemahiran penyelesaian masalah dan pemikiran analitikal merupakan kelemahan utama pelajar kursus sains komputer dan tema utama kursus sains kumputer perlu menekankan kemahiran-kemahiran ini. Maka jelaslah, kemahiran penyelesaian masalah merupakan satu kemahiran yang perlu dikuasai oleh pelajar sebelum menjejak kaki ke alam pekerjaan dan pengaturcaraan komputer merupakan satu subjek yang menekankan kemahiran ini. Pengaturcaraan Komputer merupakan satu topik yang terkandung dalam mata pelajaran Sains Komputer. Mata pelajaran Sains Komputer merupakan mata pelajaran teras yang perlu di ambil oleh semua pelajar Kolej Matrikulasi bagi jurusan sains hayat (biologi) dan sains fizikal. Mata pelajaran ini diajar di dalam tiga bentuk pengajaran iaitu kuliah, amali dan tutoran. Pengajaran dan pembelajarannya mengambil masa selama enam jam seminggu. Ianya
369
dibahagikan kepada dua jam kuliah, dua jam amali dan dua jam tutoran. Dengan berbagai pendekatan penyampaian ini, diharapkan para pelajar boleh menguasai kemahiran penyelesaian masalah dan seterusnya mampu menyelesaikan masalah am agar boleh memenuhi kehendak kemahiran abad ke-21, iaitu berkemahiran kebolehpasaran yang meliputi kemahiran menyelesaikan masalah, berfikiran kritikal, bekerjasama dalam pasukan dan kesediaan mempelajari sesuatu yang baru (National Institute of Literacy and the Small Business Aministration 1999).
2.0 PENYELESAIAN MASALAH
Menurut Paul dan Elder (2008), jika hendak berjaya sebagai seorang penyelesai masalah, maka anda perlu mula membentuk berbagai peta mental bagi masalah yang berlainan. Terdapat banyak bentuk masalah begitu juga berbagai bentuk soalan yang perlu dijawab dan ia bukan senang untuk membangunkan peta mental. Kita boleh memahami soalan dengan baik bila kita boleh membandingkannya dengan soalan yang serupa dimana kita perlu menjawab soalan berkenaan.
Penyelesaian masalah pengaturcaraan ialah suatu aspek meresap dan pengulangan, ia memerlukan kebolehan untuk mengintegrasi dan mengaplikasi konsep asas, kemahiran kognitif dan gaya pemikiran. Stone (2007) sedar bahawa dunia kerjaya memerlukan 'pekerja-pekerja berpengetahuan' (contohnya, manusia yang berkebolehan menyelesaikan masalah, menganalisa pengetahuan dan menggunakan teknologi secara efektif) di mana ia adalah berbeza mengikut tempatan, kebolehan pelajar dan persepsi pelajar terhadap kebolehan teknologi maklumat mereka. Caroll (1990) mengatakan membelajar sesuatu yang baru secara amnya adalah sukar dan membantu seseorang untuk belajar amatlah sukar. Membelajari pengaturcaraan komputer merupakan satu contoh yang baik.
Kebanyakan kursus pengaturcaraan diajar dengan pendekatan tradisional iaitu kuliah, membaca dan sesi amali (Gray et al., 1998). Persekitaran ini hanya dapat menghasilkan pelajar yang berbentuk penerima maklumat pasif, hubungan yang minima antara guru dan pelajar terutamanya bila melibatkan kumpulan pelajar yang besar. Lazimnya, pelajar bertindak pasif semasa sesi kuliah dan tutorial; keadaan ini menyukarkan penilaian pemahaman mentah dilaksanakan.
370
Pelajar perlu faham bagaimana untuk menginterpretasi masalah yang diberi sebelum mereka mampu memindahkannya kepada jalan penyelesaian yang betul dan menggunakan kaedah atau teknik yang efektif.
Bila pemahaman terhadap sesuatu masalah telah tercapai, pelajar perlu mula untuk mencari jalan penyelesaian (Jonesson, 2004). Masalah yang berbeza memerlukan cara yang berlainan untuk mengeneralisasi dan menyatukan cara penyelesaian dengan masalah yang berbeza. Lazimnya, pelajar diajar menyelesaikan masalah mengikut cara prosedur, ―Pertama, buat ini, kemudian buat ini dan seterusnya‖. Limitasi ini menyebabkan pelajar tidak dapat menstruktur pemahaman konseptual pada masalah yang diberi. Ini adalah kerana cara prosedur mungkin boleh menyelesaikan masalah yang mudah tetapi bukan masalah yang berbentuk kompleks.
Polya (1957) menyatakan tahap untuk melaksanakan penyelesaian masalah. Pendekatan Polya ialah memahami, merancang, implementasi dan refleksi. Dalam proses membuat keputusan dan menyelesaikan masalah, kemahiran berfikir secara kritis dan kreatif adalah saling berkait dan digunakan secara bersepadu. Krulik dan Rudnick (1994) fokus pada kepentingan refleksi atau lihat kembali (Polya, 1957) dan menekankan bagaimana langkah terakhir ini boleh meningkatkan kemahiran berfikir secara kritis dan kreatif. Adalah lebih penting untuk mereflek berbanding hanya memeriksa jawapan dan memastikan ia betul serta memeriksa jika adalah jawapan yang lebih munasabah kepada soalan. Terdapat lima langkah yang boleh dipersatukan dalam refleksi, pelajar boleh uji kemunasabahan dan kebolehpraktikal jawapan, menulis ringkasan tentang masalah dan langkah penyelesaian, mencari langkah penyelesaian yang lain, mengubah kaedah masalah atau memanjangkan masalah kepada konsep atau formula matematik.
Berfikir merupakan satu proses mental yang memerlukan individu mengabungjalinkan pengetahuan, kemahiran dan sikap yang ada pada dirinya bagi membolehkannya memahami dan mencorakkan alam sekelilingnya (Pusat Perkembangan Kurikulum, 2002). Pada kebiasaannya apabila kita ternampak sesuatu objek, secara lansung kita akan menyoal diri sendiri. Soalan-soalan yang mungkin akan ditanya ialah; ―Apakah objek itu?‖, ―Apakah kegunaannya?‖,
371
―Bagaimanakah menggunakannya?‖ dan ―Adakah ia memberi manfaat?‖. Untuk mendapatkan jawapan bagi persoalan-persoalan tersebut, kita menggunakan pengetahuan (apa yang kita tahu tentang objek itu), kemahiran kognitif (menyoal diri sendiri tentang objek itu), dan sikap dan nilai (keinginan untuk mengetahui tentang objek tersebut). Maka, proses pemikiran yang efektif mampu menemu jalan penyelesaian masalah yang betul.
Oleh itu, untuk memastikan para pelajar lepasan program Matrikulasi Dalam Gelombang 2 Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013 – 2025, standard program Matrikulasi akan ditingkatkan bagi meningkatkan tahap pengiktirafannya pada peringkat antarabangsa (KPM, 2013). Objektifnya ialah untuk memastikan kelayakan Matrikulasi ini diiktiraf oleh institusi awam dan swasta, dalam dan luar Negara. Maka, untuk memastikan para pelajar lepasan matrikulasi dapat bersaing dalam pasaran dalam atau luar negara, mereka perlu dilengkapi dengan kemahiran abad ke-21. Sehubungan dengan itu, aspek penyelesaian masalah amat penting dan perlu diterap dalam jiwa para pelajar berkenaan agar mereka boleh menyaing dalam dunia kerjaya kelak.
3.0 OBJEKTIF KAJIAN
Secara khususnya, objektif kajian ini adalah untuk mengenalpasti refleksi proses pemikiran dalam menyelesaikan masalah yang digunakan oleh pelajar dalam topik Pengaturcaraan Komputer.
4.0 METODOLOGI KAJIAN
Kajian ini adalah satu kajian kuantitatif menggunakan kajian berbentuk tinjauan dengan menggunakan soal selidik untuk mengenal pasti proses pemikiran dalam menyelesaikan masalah yang digunakan oleh pelajar dalam topik Pengaturcaraan Komputer di Kolej Matrikulasi Selangor. Sampel kajian ini terdiri daripada 100 orang pelajar Program Satu Tahun aliran Sains yang mengambil subjek Sains Komputer. Instrumen kajian yang digunakan ialah soal selidik Refleksi Penyelesaian Masalah yang diadaptasi daripada Rudder (2006) bertujuan untuk mengenalpasti proses pemikiran pelajar sebelum, semada dan selepas menyempurnakan langkah penyelesaian masalah. Data kuantitatif turut
372
disokong dengan proses pemerhatian yang dilaksanakan oleh pengkaji semasa proses pengajaran dan pembelajaran dijalankan.
5.0 DAPATAN KAJIAN DAN PERBINCANGAN
Seramai 100 orang pelajar menjawab soal selidik Refleksi Penyelesaian Masalah pada akhir sesi tugasan pengaturcaraan. Soal selidik ini meminta pelajar mereflek atas apa yang mereka lakukan sebelum memulakan proses penyelesaian masalah, semasa proses penyelesaian masalah dan selepas proses penyelesaian masalah. Protokol pemerhatian turut dilaksanakan oleh pengkaji dalam sesi pengajaran dan pembelajaran. Secara keseluruhannya, dapatan kajian menunjukkan proses pemikiran pelajar dalam menyelesaikan masalah pengaturcaraan adalah sederhana pada peringkat sebelum, semasa dan selepas menyelesaikan masalah.
Jadual 1 menunjukkan hasil analisis proses pemikiran sebelum memulakan tugasan penyelesaian masalah Pengaturcaraan Komputer. Seramai 86 (86%) orang pelajar membaca pernyataan masalah lebih daripada sekali dan 78 (78%) orang menyatakan mereka memahami apakah kehendak masalah yang perlu diselesaikan serta dapat mengenalpasti maklumat yang diberi. Namun begitu, kebanyakan pelajar tidak mampu menyatakan masalah berkenaan dengan perkataan sendiri iaitu hanya terdapat 34 peratus (min 34) yang mampu berbuat demikian. Keadaan ini selaras dengan hasil pemerhatian pengkaji iaitu didapati pelajar tidak dapat menulis atau menyatakan masalah dengan perkataan sendiri bila diminta berbuat demikian sebelum memulakan proses penyelesaian masalah. Hanya terdapat 48 orang pelajar cuba mengingat semula masalah yang hampir sama, proses ini amat penting di mana ia mampu membantu mempermudahkan proses penyelesaian masalah. Sepertimana yang dinyatakan oleh Paul dan Elder (2008) kita boleh memahami soalan dengan baik bila kita boleh membandingkannya dengan soalan yang serupa dimana kita perlu menjawab soalan berkenaan.
373
Jadual 1 Proses Pemikiran Sebelum Memulakan Tugasan Penyelesaian Masalah
No. Proses Pemikiran Ya
(Peratus)
Tidak (Peratus) 1. Membaca pernyataan masalah lebih daripada
sekali. 86 14
2. Memastikan anda memahami apakah kehendak
masalah yang perlu diselesaikan. 78 22
3. Menyatakan masalah berkenaan dengan
perkataan sendiri. 34 66
4. Cuba mengingat semula masalah yang hampir
sama. 48 52
5. Memikirkan berbagai pendekatan / kaedah yang boleh anda gunakan untuk menyelesaikan masalah.
45 55
6. Mengenalpasti maklumat yang diberi dalam
masalah berkenaan. 77 23
Hasil analisis proses pemikiran semasa melaksanakan tugasan penyelesaian masalah adalah seperti Jadual 2. Terdapat 66 peratus (min = 66) pelajar yang memeriksa jalan kerja langkah demi langkah semasa proses penyelesaian masalah dan 69 orang pelajar yang melihat semula masalah dan memeriksa sama ada mereka berada dalam landasan yang betul. Semasa proses ini, hanya terdapat 33 orang (33 peratus) bertanya pada diri semdiri jika mereka hampir kepada jalan penyelesaian. Walau bagaimanapun, sebanyak 78 peratus dapat memahami kehendak masalah yang perlu diselesaikan dan 77 peratus mampu mengenalpasti maklumat yang diberi dalam masalah yang diberi. Pelajar mampu mengumpul maklumat tetapi kurang mampu mensintesis maklumat-maklumat yang diperoleh dalam proses penyelesaian masalah. Pendekatan tradisional yang digunakan dalam penyampaian pengajaran dan pembelajaran pengaturcaraan komputer iaitu kuliah, tutorial dan amali menyebabkan para pelajar menjadi penerima maklumat yang pasif (Gray et al., 1998).
374
Jadual 2 Proses Pemikiran Semasa Melaksanakan Tugasan Penyelesaian Masalah
No. Proses Pemikiran Ya
(Peratus)
Tidak (Peratus)
7. Memeriksa jalan kerja langkah demi langkah
semasa proses menyelesaikan masalah. 66 34
8. Membuat kesilapan dan perlu membuat semula
/ membetulkan beberapa langkah penyelesiaan. 37 63
9. Melihat semula masalah dan memeriksa sama
ada anda berada dalam landasan yang betul. 69 31
10. Bertanya kepada diri sendiri jika anda hampir
kepada jalan penyelesaian. 33 67
11.
Perlu memikir semula pendekatan / kaedah anda dan mencuba pendekatan / kaedah yang lain.
46 54
Hasil analisis proses pemikiran selepas melaksanakan tugasan penyelesaian masalah adalah seperti dalam Jadual 3. Selepas proses penyelesaian masalah, 69 orang pelajar (min = 69) memeriksa jalan kerja untuk memastikan ia betul dan 69 orang pelajar (min = 64) yang melihat semula kaedah penyelesaian untuk memastikan mereka telah melakukan kehendak masalah yang diselesaikan. Hanya terdapat 58 peratus yang bertanya pada diri sendiri sama ada langkah penyelesaian mereka adalah logik atau masuk akal. Para pelajar kurang mereflek ke atas tugasan yang telah dilaksanakan. Pelajar kurang memikirkan alternatif lain dalam langkah penyelesaian, iaitu hanya terdapat 42 orang sahaja yang berbuat demikian. Krulik dan Rudnick (1994) menekankan kepentingan refleksi atau lihat kembali (Polys, 1957) dan menekankan bagaimana langkah terakhir ini boleh meningkatkan kemahiran berfikir secara kritis dan kreatif. Adalah lebih penting untuk mereflek berbanding hanya memeriksa jawapan dan memastikan ia betul serta memeriksa jika adalah jawapan yang lebih munasabah kepada soalan.
375
Jadual 3 Proses Pemikiran Selepas Melaksanakan Tugasan Penyelesaian Masalah
No. Proses Pemikiran Ya
(Peratus)
Tidak (Peratus)
12. Memeriksa jalan kerja untuk memastikan ia
betul.
69 31
13. Melihat semula kaedah penyelesaian anda
untuk memeriksa bahawa anda melakukan kehendak masalah berkenaan.
64 36
14. Bertanya pada diri sendiri adakah langkah
penyelesaian anda itu logik / masuk akal. 58 42
15. Memikirkan langkah alternatif yang
membolehkan anda menyelesai masalah berkenaan.
42 58
Maklumbalas daripada soal selidik memberi gambaran jelas bahawa pelajar tidak dapat menjawab soalan penyelesaian masalah dengan betul atau hanya separa betul. Kesimpulanya, hanya terdapat 44.3% yang memikirkan berbagai pendekatan untuk menyelesaikan masalah. Selain itu, dapatan yang diperoleh daripada maklumbalas ini menunjukkan bila pelajar tidak memeriksa langkah penyelesaian masalah mereka berpeluang untuk membuat kesilapan dan memperoleh jalan penyelesaian yang salah atau separa betul. Ini menjawab dapatan pengkaji daripada pemerhatian dalam kelas, kurang langkah memeriksa membawa kepada kesilapan.
Daripada maklumbalas soal selidik dan pemerhatian, pengkaji dapat merumuskan dalam tiga kategori yang membawa pelajar ke arah kesilapan dalam penyelesaian masalah:
a. Tidak dapat menyatakan masalah dengan perkataan sendiri membawa ke arah kesilapan
b. Tidak memeriksa jalan kerja langkah demi langkah membawa ke arah kesilapan.
c. Tidak dapat mengenalpasti kaedah untuk menyelesaikan masalah turut membawa kepada kesilapan
Selain daripada itu, pengkaji mendapati bahawa kekangan masa juga merupakan salah satu faktor utama bagi pelajar menguasai kemahiran penyelesaian masalah khususnya dalam topik pengaturcaraan komputer. Ini adalah kerana pelajar hanya mempunyai masa selama sembilan minggu untuk
376
topik penyelesaian masalah dan ia adalah sukar kepada mereka yang tiada pengetahuan asas pengaturcaraan komputer. Tambahan pula, mereka perlu menguasai empat topik Sains Komputer dalam satu semester, iaitu multimedia, pangkalan data, sistem maklumat dan pengaturcaraan komputer.
6.0 KESIMPULAN
Analisis data menunjukkan keperluan penilaian ke atas kemahiran penyelesaian masalah dalam topik pengaturcaraan komputer. Terdapat beberapa kekangan pengetahuan pelajar dalam pengaturcaraan komputer, termasuklah kekurangan kemahiran menganalisis masalah dengna perkataan sendiri, tidak memeriksa jalan kerja dan tidak dapat mengenalpasti kaedah atau strategi penyelesaian masalah. Selain daripada itu, faktor masa juga memainkan peranan yang penting. Pengkaji mencadangkan agar suatu strategi yang efektif perlu dilaksanakan oleh para pensyarah untuk memastikan para pelajar mampu menguasai kemahiran penyelesaian masalah dalam masa yang diperuntukkan. Keadaan ini diharapkan mampu melahirkan para pelajar lulusan matrikulasi yang berketrampilan dan berkamhiran seperti yang dikehendaki dan mapu bersaingan dalam dunia abad ke-21.
RUJUKAN
Carroll, J. M. (1990) The Nurnberg Funnel: Designing Minimalist Instruction for Practical Computer Skill. Cambridge: MIT Press.
Gray, J. Boyle & Smith (1998). Proceedings from ItiCSE ‘98: Integrating Technology into Computer Science Education, pp. 94-97, New York: ACM Press
Henderson, P. B. (1986). Proceedings of the 17th SIGCSE ‘86: Technical symposium on Computer Science Education, pp. 257-263, New York: ACM Press.
Kementerian Pendidikan Malaysia (2013). Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013-2025.
Krulick, S. & Rudnick, J.A. (1994). Reflect... for better problem solving and reasoning. Arithmatic Teacher. 41(6), 334-338.
377
Paul, R. & Elder, L. (2006). Critical Thinking: tools for taking charge of your learning and your life. Columbus: Pearson Prentice Hall.
Polya, G. (1957). How to solve it: a new aspect of mathematical method. Princeton: Princeton University Press.
Pusat Perkembangan Kurikulum (2002). Kemahiran berfikir dalam pengajaran dan pembelajaran. Kementerian Pendidikan Malaysia.
Riley, D. (1981). Proceedings from Technical Symposium on Computer Science Education ‘81: Proceedings of the twelfth SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Education, pp. 244-251, New York: ACM Press.
Rudder, C.A. (2006). Problem solving : case studies investigating the strategies used by secondary American and Singaporean students. Tesis Doktor Falsafah: The Florida State University: Snyder, L. (2000). "Computer Scientist Says all Students Should Learn to Think 'Algorithmically'." The Chronicle of Higher Education, May, p.A49.
Stone, J. A. & Madigan, E. (2007). "Inconsistencies and Disconnects." Communications of the ACM. April. pp.76-79.
Vasconcelos, J. (2008). Development of a web-based surveying instrument to identify problem- solving abilities related to effective instruction in computer programming. Tesis Doktor Falsafah: The Johns Hopkins University.
