LKPD Informatika Kelas 11: Menganalisis Persoalan Persilangan Tanaman dan Simulasi Kimia dengan Alternatif Strategi Algoritmik

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menganalisis persoalan yang menghasilkan lebih dari satu solusi dengan beberapa strategi algoritmik

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap skenario persoalan komputasi dengan saksama bersama rekan belajarmu.
• Fokuslah pada kegiatan menganalisis alternatif strategi algoritmik untuk memecahkan persoalan yang sama.
• Bandingkan kelebihan, keterbatasan, dan efisiensi dari masing-masing alternatif strategi yang ditemukan.
• Tuliskan hasil analisis secara sistematis pada format ruang jawaban yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Aktivitas 1: Menganalisis Alternatif Strategi pada Persoalan Persilangan Tanaman

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Buku Kerja Murid / Lembar Kertas
• Alat tulis
• Bahan ajar materi analisis algoritma

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario persoalan: Seorang peneliti ingin menghitung peluang kemunculan variasi fenotipe/genotipe tertentu dari persilangan tanaman polihibrid (N sifat beda) dengan kombinasi alel yang besar.
2. Analisis Alternatif Strategi 1: Pendekatan Brute Force / Enumerasi Lengkap (membuat seluruh tabel Punnett persegi 2^N x 2^N lalu mencacah satu per satu kombinasi yang cocok).
3. Analisis Alternatif Strategi 2: Pendekatan Aturan Probabilitas Independen / Dekomposisi Matematika (menghitung probabilitas alel per lokus sifat secara terpisah 1/2, 1/4, dll., lalu mengalikan probabilitas antarsifat yang saling bebas).
4. Jawablah pertanyaan analisis untuk membandingkan kedua alternatif strategi penyelesaian tersebut.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan skenario persilangan tanaman N sifat beda, analisislah langkah kerja dari Alternatif Strategi 1 (Brute Force) dan Alternatif Strategi 2 (Dekomposisi Probabilitas), lalu bandingkan kompleksitas langkah dan efisiensi waktu komputasinya ketika nilai N meningkat!

2. Isilah tabel perbandingan berikut untuk menganalisis kelebihan dan keterbatasan dari kedua strategi algoritmik pada persoalan persilangan tanaman!

Format Lembar Analisis 1: (1) Paragraf uraian analisis komparasi cara kerja dan efisiensi Strategi 1 vs Strategi 2. (2) Tabel 3 kolom: Strategi Algoritma | Kelebihan | Keterbatasan (Baris 1: Brute Force / Enumerasi Lengkap, Baris 2: Dekomposisi Probabilitas Independen).

Kegiatan 2: Aktivitas 2: Menganalisis Solusi Majemuk pada Persoalan Simulasi Reaksi Kimia

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Buku Kerja Murid
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario persoalan: Dalam simulasi tabung reaksi kimia digital, terdapat M partikel zat A dan zat B yang bergerak dan saling bertumbukan membentuk zat C. Sistem harus memperbarui status dan posisi partikel setiap detik.
2. Alternatif Strategi A: All-Pairs Checking (memeriksa jarak setiap pasangan partikel satu per satu, pasangan (i, j) untuk semua partikel).
3. Alternatif Strategi B: Spatial Partitioning / Grid Hashing (membagi ruang simulasi menjadi sel-sel kisi/grid, partikel didaftarkan ke selnya, dan deteksi tumbukan hanya diperiksa antarpartikel yang berada di sel yang sama atau sel tetangga langsung).
4. Diskusikan dan analisislah kedua strategi tersebut untuk menentukan strategi mana yang paling tepat dipilih sesuai ukuran persoalan.

Pertanyaan:

1. Lakukan analisis terhadap Alternatif Strategi A dan Alternatif Strategi B: Mengapa persoalan simulasi kimia ini menghasilkan dua solusi algoritmik yang berbeda, dan bagaimana karakteristik data partikel memengaruhi efisiensi masing-masing strategi?

2. Berdasarkan analisis efisiensi, justifikasilah pada kondisi data seperti apa Strategi A layak dipilih, dan pada kondisi data seperti apa Strategi B mutlak harus dipilih!

Format Lembar Analisis 2: Uraian analisis penyebab munculnya ragam solusi beserta justifikasi pemilihan strategi berdasarkan kondisi input data (jumlah partikel dan ukuran ruang simulasi).

Kegiatan 3: Aktivitas 3: Komparasi Kritis dan Pengambilan Keputusan Strategi Algoritmik

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Buku Kerja Murid
• Lembar refleksi

Petunjuk Pengerjaan:

1. Secara berpasangan, bandingkan temuan analisis dari Aktivitas 1 dan Aktivitas 2.
2. Tinjau kembali prinsip utama berpikir komputasional saat dihadapkan pada persoalan komputasi yang memiliki lebih dari satu alternatif strategi penyelesaian.
3. Rumuskan simpulan analitis mengenai kriteria umum dalam mengevaluasi kelebihan, keterbatasan, dan kelayakan suatu alternatif strategi algoritmik.
4. Selesaikan pertanyaan evaluasi serta bagian refleksi penutup pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Sintesiskan kriteria-kriteria penting apa saja yang harus dianalisis oleh seorang computational thinker saat membandingkan beberapa alternatif strategi algoritmik untuk memecahkan satu persoalan!

Format Lembar Analisis 3: Catatan simpulan analitis memuat minimal 4 poin kriteria perbandingan strategi algoritmik beserta penjelasan singkat.

REFLEKSI

1. Bagian mana dari analisis perbandingan alternatif strategi algoritmik hari ini yang paling membuka wawasanmu tentang efisiensi komputasi?

2. Ketika menghadapi persoalan baru yang dapat diselesaikan dengan lebih dari satu cara, langkah analisis apa yang akan kamu lakukan terlebih dahulu sebelum menentukan pilihan strategi?