Berpikir Komputasional Mahasiswa Calon Guru Matematika: Perspektif Semiotika dan Gaya Kognitif

Computational Thinking of Prospective Mathematics Teachers: A Semiotic and Cognitive Style Perspective

Susanti, Reni Dwi. 2024. Berpikir Komputasional Mahasiswa Calon Guru Matematika: Perspektif Semiotika dan Gaya Kognitif. Disertasi. Program Studi Pendidikan Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya. Promotor: (I) Dr. Agung Lukito, M.S. dan (II) Prof. Rooselyna Ekawati, S.Si., M.Sc., Ph.D.

Kata kunci: berpikir komputasional, perspektif semiotika, gaya kognitif, impulsif, reflektif

Berpikir komputasional dibutuhkan pada abad ke-21 terutama dalam proses pemecahan masalah matematika. Pemecahan masalah tidak terlepas dari bagaimana mahasiswa memahami permasalahan yang akan dipecahkan. Pemahaman tersebut dapat diidentifikasi dengan menggunakan perspektif semiotika. Pemecahan masalah matematika melibatkan kemampuan memahami masalah, merancang strategi, dan menyelesaikan perhitungan secara logis, yang seringkali membutuhkan pemahaman terhadap representasi matematis seperti simbol, diagram, atau kata-kata. Peirce menyebutkan komponen semiotika memuat representamen, objek dan interpretant. Ketiga komponen ini bekerja secara simultan dalam pemecahan masalah; mengenali simbol (representamen), mengaitkannya dengan konsep matematika yang relevan (objek), dan memberikan makna (interpretant) untuk menentukan langkah-langkah penyelesaian. Representasi dari objek akan membentuk suatu makna atau efek terhadap sesuatu. Penelitian ini merupakan studi kasus yang bertujuan untuk mendeskripsikan berpikir komputasional mahasiswa calon guru matematika dalam menyelesaikan masalah matematis berdasarkan perspektif semiotika dan gaya kognitif. Subjek penelitian adalah mahasiswa calon guru pendidikan matematika di Universitas Muhamadiyah Malang dengan gaya kognitif impulsif dan reflektif. Pengumpulan data dilakukan dengan observasi, tes dan wawancara. Subjek terlebih dahulu diberi tes gaya kognitif dan tes kemampuan matematika. Dari hasil pemberian tes tersebut, selanjutnya dipilih satu subjek reflektif dan satu subjek impulsif dengan gender dan kemampuan matematika setara untuk diberikan tugas pemecahan masalah matematis dan diwawancarai. Analisis dilakukan dengan compiling, disassembling, reassembling (arraying), interpreting, dan concluding. Hasil penelitian menunjukkan bahwa subjek reflektif membutuhkan lebih  banyak waktu dalam menyelesaikan tugas dan lebih sedikit dalam melakukan kesalahan. Subjek impulsif membutuhkan waktu yang lebih sedikit dalam menyelesaikan tugas. Subjek impulsif juga lebih banyak melakukan kesalahan dalam menyelesaikan tugas yang diberikan. Komponen semiotika representamen terdiri dari persamaan atau ekspresi matematika, dan representasi dari variabel yang digunakan. Komponen semiotika objek yang diidentifikasi dari setiap aspek yaitu segala sesuatu yang ada pada pikiran dan dapat dilihat serta menjadi rujukan representamen. Komponen semiotika interpretant berupa efek atau makna dari tindakan yang dilakukan oleh subjek dalam menyelesaikan tugas sebagai hasil dari proses interpretasi suatu representamen. Dalam menyelesaikan tugas tersebut kedua subjek melakukan berberapa aktivitas pada setiap aspek berpikir komputasional. Dalam aspek identifikasi masalah dilakukan dengan aktivitas orienting, labeling dan formulating. Aspek dekomposisi masalah dilakukan dengan differentiating, organizing dan atributing. Aspek pengenalan pola dilakukan dengan recognizing, recalling dan noticing. Aspek asbtraksi yang dilakukan dengan recognizing dan constructing up. Pada aspek algoritme dilakukan dengan aktivitas evoking, planing dan producing.  Aspek debugging dilakukan dengan aktivitas checking dan critiquing. Akan tetapi, pada aspek debugging, subjek reflektif setelah melakukan pengecekan jawaban tidak memberikan penjelasan karena meyakini bahwa hasil pekerjaan yang telah dilakukan adalah benar. Berbeda dengan subjek reflektif, subjek impulsif pada aspek debugging setelah melakukan pengecekan terhadap hasil pekerjaannya, memberikan penjelasan alternatif jawaban lain yang bisa dilakukan pada Tugas Pemecahan Masalah Matematis 1 (TPMM 1). Pada aspek abstraksi, dari TPMM 1 dan TPMM 2, subjek impulsif memberikan jawaban informasi penting yang berbeda. Padahal diketahui bahwa kedua tugas tersebut setara dalam hal kompleksitas permasalahan yang diberikan dan penerapan konsep geometri. Informasi penting tersebut seperti nilai dari salah satu variable yang belum diketahui dan digunakan untuk menjawab pertanyaan yang akan diselesaikan dalam suatu permasalahan matematis. Penelitian ini dilakukan pada subjek secara individu, sehingga dalam analisis semiotika didapatkan dari komunikasi intrapersonal. Penelitian lebih lanjut bisa dilakukan untuk subjek yang berkolaborasi, oleh karena itu akan didapatkan keberagaman komponen semiotika dari komunikasi interpersonal. Penelitian selanjutnya juga dapat mengkaji tiga kategori utama perspektif semiotika Peirce: firstness, secondness, dan thirdness. Dengan fokus pada firstness, secondness, dan thirdness, menawarkan pendekatan yang mendalam untuk memahami bagaimana mahasiswa merespons, berinteraksi, dan menafsirkan simbol-simbol matematis.

Susanti, Reni Dwi. 2024. Computational Thinking of Prospective Mathematics Teacher Students: Semiotic Perspective and Cognitive Style. Dissertation. Study Program of Mathematic Education, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, State University of Surabaya. Promotor: Dr. Agung Lukito, M.S. and CoPromotor: Prof. Rooselyna Ekawati, S.Si., M.Sc., Ph.D.

Keywords: computational thinking, semiotic perspective, cognitive style, impulsive, reflective

Computational thinking is essential in the 21st century, especially in the process of solving mathematical problems. Problem-solving involves how students understand the issues they aim to solve. This understanding can be identified through the perspective of semiotics. Solving mathematical problems involves the ability to comprehend the problem, design strategies, and perform logical calculations, often requiring an understanding of mathematical representations such as symbols, diagrams, or words. Peirce stated that semiotics consists of three components: representamen, object, and interpretant. These three components work simultaneously in problem-solving; recognizing symbols (representamen), connecting them to relevant mathematical concepts (object), and assigning meaning (interpretant) to determine the steps for resolution. sThe representation of an object forms a meaning or effect on something. This study is a case study aimed at describing the computational thinking of mathematics teacher candidates in solving mathematical problems based on a semiotic perspective and cognitive styles. The research subjects were mathematics education students at the University of Muhammadiyah Malang with impulsive and reflective cognitive styles. Data collection was conducted through observation, tests, and interviews. The subjects were first given a cognitive style test and a mathematics ability test. Based on the results of these tests, one reflective subject and one impulsive subject with similar gender and mathematical abilities were selected to solve a mathematical problem and be interviewed. The analysis was conducted using compiling, disassembling, reassembling (arraying), interpreting, and concluding. The results showed that the reflective subject took more time to complete the task and made fewer errors, while the impulsive subject took less time but made more errors in solving the given task. The semiotic component of representamen consists of mathematical equations or expressions and the representation of the variables used. The semiotic component of the object, identified in each aspect, refers to anything in the subject's mind that can be observed and serves as a reference for the representamen. The semiotic component of the interpretant involves the effect or meaning of the actions taken by the subjects in solving the task as a result of interpreting a representamen. In completing the task, both subjects performed various activities within each aspect of computational thinking. In the problem identification aspect, they engaged in activities such as orienting, labeling, and formulating. The problem decomposition aspect involved differentiating, organizing, and attributing. The pattern recognition aspect involves recognizing, recalling, and noticing. The abstraction aspect included recognizing and constructing up. In the algorithm aspect, the subjects performed activities such as evoking, planning, and producing. The debugging aspect involved checking and critiquing. However, in the debugging aspect, after checking their answers, the reflective subject did not provide further explanations, believing their work was correct. In contrast, the impulsive subject, after checking their work, provided alternative explanations for the solution to Mathematical Problem-Solving Task 1 (MPST 1). In the abstraction aspect, for both MPST 1 and MPST 2, the impulsive subject gave different responses regarding the important information. Both tasks are known to be equivalent in terms of the complexity of the problems presented and the application of geometric concepts. This important information includes the value of one variable that has not been determined and is used to answer the question to be solved in a mathematical problem. This study was conducted on individual subjects, so the semiotic analysis was derived from intrapersonal communication. Further research can be conducted on subjects collaborating, allowing for a diversity of semiotic components to be obtained from interpersonal communication. Future studies can also examine the three main categories of Peirce's semiotic perspective: firstness, secondness, and thirdness. By focusing on firstness, secondness, and thirdness, this approach offers a profound way to understand how students respond to, interact with, and interpret mathematical symbols.