Materi IPA Metode Ilmiah Dan Sains

Sains adalah ilmu yang mempelajari tentang gejala-gejala alam untuk memahami alam apa adanya., untuk lebih memahami sains kita harus mengetahui ciri-ciri sains yaitu :

1.       Memiliki objek kajian berupa benda-benda konkret yang terdapat di alam. Benda-benda konkret adalah benda-benda yang dapat ditangkap oleh panca indera kita baik secara langsung maupun menggunakan alat bantu, misalnya gelombang radio tidak dapat kita dengar, maka dengan menggunakan radio kita dapat mendengarnya.

2.       Dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris. Oleh karena objeknya konkret dan dapat ditangkap oleh indera sains dikembangkan berdasarkan pengalaman yang nyata sehingga dapat dirasakan oleh setiap orang.

3.       Memiliki langkah-langkah sistematis. Langkah-langkahnya bersifat baku untuk setiap bidang kajian (biologi, fisika, kimia). Orang yang ingin membuktikan gejala yang sama dengan langkah yang sama akan memperoleh hasil yang sama pula. Misalnya seseorang ingin membuktikan bahwa respirasi menghasilkan karbondioksida, dimanapun orang tersebut berada, dengan menggunakan langkah yang sama, maka akan terbukti bahwa proses respirasi menghasilkan karbondioksida (CO₂).

4.       Menggunakan cara berfikir logis, cara berfikir menggunakan logika sehingga kesimpulan yang ditarik berdasarkan logika-logika tertentu.

-   Cara berfikir secara induktif : cara berfikir dengan menarik kesimpulan dari hal-hal yang khusus menjadi ketentuan yang umum, misalnya : manusia akan mati, tumbuhan akan mati, hewan akan mati,kesimpulannya semua makhluk hidup akan mati.

-   Cara berfikir deduktif : Cara berfikir dengan menarik kesimpulan dari hal-hal yang umum menjadi ketentuan khusus, misalnya semua makhluk hidup memerlukan O₂ untuk bernafas, manusia adalah makhluk hidup, kesimpulannya manusia memerlukan O₂ untuk bernafas.

5.       Hasilnya objektif atau apa adanya.

Hasil penelitian ilmiah bebas dari kepentingan pribadi atau politik sehingga tidak memihak kepada siapapun selain memihak kepada kepentingan ilmiah.

6.       Hasilnya berupa hukum-hukum yang berlaku umum.

Salah satu komponen gejala alam yang dapat dipahami adalah komponen biotik, yaitu merupakan bagian dari suatu ekosistem yang terdiri atas semua organisme, terdiri atas tumbuhan, hewan dan jasad renik (mikroorganisme).

            Berdasarkan fungsinya dalam ekosistem komponen biotik dikelompokkan menjadi 3 yaitu :

• Produsen adalah organisme yang dapat memproduksi makanan untuk dirinya sendiri ataupun untuk organisme yang lain, misalnya tumbuhan.
• Konsumen adalah organisme yang memakan organisme yang lain dan tidak dapat memproduksi makanannya sendiri, contohnya manusia, hewan.
• Pengurai (Dekomposer) adalah organisme yang dapat menguraikan bahan organik menjadi bahan anorganik dari sisa-sisa organisme yang telah mati, misalnya cacing.

Untuk dapat mengembangkan sains, maka perlu dilakukan penelitian oleh seorang ilmuwan (saintis), sebagai dasar dari penelitian seorang saintis harus mengetahui tentang METODE ILMIAH.

Metode Ilmiah adalah suatu cara memecahkan masalah ilmiah dengan langkah-langkah tertentu yang teratur

Rumusan langkah-langkah metode ilmiah yang biasa dilakukan oleh para ilmuwan dalam memecahkan masalah adalah :

1. Observasi

Observasi adalah pengamatan terhadap lingkungan sekitar untuk menentukan objek yang paling tepat untuk penelitian.

2. Menentukan dan merumuskan masalah

Perumusan masalah dilakukan setelah melakukan observasi. Perumusan masalah digunakan untuk membatasi  objek penelitian yang akan dilaksanakan. Rumusan masalah diwakili oleh pertanyaan-pertanyaan tetntang objek penelitian.

3. Mengumpulkan data

Pengumpulan data dilakukan untuk mempermudah pembuatan hipotesis.

4. Merumuskan hipotesis

Hipotesis adalah jawaban sementara atas masalah-masalah yang sudah dirumuskan.

5. Merancang eksperimen

Eksperimen adalah percobaan yang dilakuakan untuk menguji hipotesis yang ada. Sebelum eksperimen dilakukan terlebih dahulu direncanan/dirancang. Dalm perancangan penelitian meliputi metode eksperimen yang akan digunakan, alat, bahan, teknik analisis data yang akan digunakan dalam eksperimen sehingga mendapatkan hasil yang akurat.

6. Pelaksanaan eksperimen

Pelaksanaan eksperimen dapat berjalan baik, bila perancangan penelitian sudah matang. Pelaksanaan eksperimen adalah proses penelitian yang akan menghasilkan data-data eksperimen yang akan dianalisis untuk membuktikan kebeneran hipotesis yang sudah dirumuskan.

7. Pelaporan penelitian

Di akhir penelitian akan dirumuskan kesimpulan yang akan menjadi suatu konsep/ teori. Secara keseluruhan pelaporan penelitian berisi tentang rumusan masalah hingga hasil akhir/kesimpulan dari suatu proses penelitian. Pengkomunikasian hasil penelitian dapat dilakukan secara tertulis dan lisan, dalam bentuk penyampaian data-data hasil penelitian, analisis hasil penelitian dan kesimpulan yang dirumuskan untuk menjawab perumusan masalah yang ada.

SIKAP ILMIAH

Seorang ilmuwan (saintis) harus memiliki sikap ilmiah dalam melakukan kerja ilmiah menggunakan metode ilmiah. Beberapa sikap ilmiah  yang harus dimiliki saintis adalah :

a.       Rasa Ingin tahu

Rasa ingin tahu merupakan awal/dasar untuk melakukan penelitian-penelitian demi memperoleh sesuatu yang baru.

b.       Jujur

Dalam melakukan penelitian, seorang saintis harus bersikap jujur artinya selalu menerima kenyataan dari hasil penelitiannya dan tidak mengada-ada serta tidak boleh mengubah data hasil penelitiannya.

c.        Tekun

Tekun berarti tidak mudah putus asa. Dalam melakukan penelitian tidak mudah putus asa dalam menghadapi suatu masalah. Seringkali dalam membuktikan suatu masalah, penelitian harus diulang-ulang untuk mendapatkan data yang akurat. Dg data yang akurat maka kesimpulan yang di dapat juga lebih akurat.

d.       Teliti

Teliti artinya bertindak hati-hati, tidak ceroboh. Dengan tindakan yang teliti dalam melakukan penelitian, akan mengurangi kesalahan-kesalahan dalam poroses penelitian. Penelitian dengan kesalahan yang minimal akan dihasilkan data yang baik.

e.       Objektif

Sikap objektif harus dimiliki dalam proses penelitian. Dengan kata lain, hasil penelitian tidak boleh dipengaruhi perasaan pribadi. Semua yang dikemukakan harus berdasarkan fakta yang diperoleh. Sikap objektif didukung dengan sikap terbuka artinya mau menerima pendapat yang benar dari orang lain.

f.         Terbuka menerima pendapat yang benar

                                                                            

Kegunaan Metode Ilmiah

                Beberapa kegunaan metode ilmiah dalam kehidupan manusia antara lain :

a.         Membantu memecahkan permasalahan dengan penalaran dan pembuktian yang memuaskan.

b.         Menguji hasil pertanian orang lain sehingga di peroleh kebenaran yang objektif

c.          Memecahkan atau menemukan jawaban rahasia alam yang sebelumnya masih menjadi teka-teki.

KERJA ILMIAH

Cara kerja dengan menerapkan langkah-langkah metode ilmiah dikenal dengan kerja ilmiah.  Beberapa macam kemampuan ketrampilan proses dalam kerja ilmiah harus dikembangkan pada sikap siswa antara lain :

a.       Mengelompokkan/Klasifikasi

Untuk menyusun suatu objekpenelitian perlu dilakukan pengamatan terhadap persamaan dan perbedaan, kemudian mengelompokkan objek berdasarkan tujuan tertentu. Ketrampilan proses mengelompokkan ini disebut dengan penggolongan/klasifikasi. Beberapa cara untuk melakuakan klasifikasi objek-objek sains antara lain sebagai berikut :

1.       Menyusun klasifikasi biner berdasarkan ciri yang tampak

Klasifikasi mengelompokkan objek-objek sains dalam dua kelompok berdasarkan ada tidaknya suatu ciri yang telah ditentukan. Objek yang memiliki ciri tertentu dikelompokkan kedalam suatu kelompok dan objek yang tidak memiliki ciri tertentu dikelompokkan dalam kelompok lain.

Contoh : Objek yang ada adalah kambing, kelinci, kucing dan lingsang

1.       Menyusun klasifikasi bertingkat

Menurut Funk, dkk (1985), bahwa bertingkat memiliki karakteristik khusus sebagai berikut :

a.       Memungkinkan untuk menyusun beberapa pengelompokkan yang berbeda tergantung dari ciri nyata yang digunakan.

b.       Bila setiap benda yang termasuk di dalam kelompok asasi sudah dipidahkan menjadi kategori yang anggotanya hanya suatu objek/benda, berarti penyusunan klasifikasi telah usai.

c.        Deskripsi dari setiap benda diperoleh dengan merangkum seluruh ciri yang dimiliki kategori tempat benda/objek tersebut berada.

2.       Mengurutkan secara seri

Klasifikasi cara ini yaitu mengelompokkan objek-objek sains dalam urutan berdasrkan mapu/tidaknya benda tersebut menunjukkan ciri-ciri tersebut.  Objek-objek itu diurutkan dari yang kecil ke yang besar atau dari yang pendek ke yang panjang.

Untuk mennelompokkan atau memisahkan objek kedalam kelompok yang lebih kecil dapat menggunakan pasangan sifat atau ciri-ciri kontras yang ditemukan pada makhluk tersebut. Pada tingkatan yang paling besar, biasanya ciri kontras yang dipergunakan adalah ciri morfologi. Pada tatanan selanjutnya ciri anatomi dan ciri fisiologi.

Ciri-ciri makhluk hidup yang berpasangan dan dipergunakan untuk mencandra serta mengelompokkan makhluk hidup disebut kunci determinasi. Karena ciri yang dipergunakan terdiri atas pasangan-pasangan, maka sering disebut kunci Dikotom.

a.       Menafsirkan

Menafsirkan artinya memberikan arti suatu fenomena/kejadian berdasarkan atas kejadian lainnya. Jadi dalam memberikan arti hendaknya memiliki acuan atau patokan, tanpa acuan sesuatu tidak dapat dibandingkan dengan yang lain.

• Contoh : sebelum berlari seseorang denyut jantungnya adalah 75 kali per menit.  Setelah berlari-lari kecil denyut jantungnya menjadi 100 kali per menit.  Penafsirannya berarti terjadi kenaikan sebesar 25/75 X 100 % = 33 % atau kenaikannya mencapai sepertiga dari denyut jantung normal.

b.       Memprakirakan

Istilah memprakirakan tidak sama dengan meramalkan, karena memiliki dasar yang berbeda dengan memprakirakan

atau memprediksi. Seorang ahli geologi dapat memprakirakan kapan terjadinya gempa berdasarkan data-data

geologi.Ahli astronomi dapat memprakirakan kapan terjadinya gerhana 

matahari/bulan berdasarkan perhitungan. Jadi mereka dapat memprakirakan kejadian berdasarkan kejadian

sebelumnya serta hukum-hukum yang berlaku. 

1.       Prakiraan intrapolasi  adalah prakiraan pada data yang telah terjadi, misalnya :

a.       Berapa tinggi tanaman pada hari ke-8?

b.       Berapa tinggi tanaman pad ahari ke-14?coba kalian tentukan berdasarkan data di atas!

2.       Prakiraan ekstrapolasi adalah prakiraan berdasarkan logika di luar data, misalnya :

a.       Berapa tinggi tanaman pada hari ke-24?

b.       Berapa tinggi tanaman pada hari ke-30?coba tentukan berdasarkan data di atas!

a.       Mengajukan pertanyaan

Mengajukan masalah sebenarnya adalah merumuskan permasalahan. Sebuah pertanyaan adalah kalimat introgasi yang membuuhkan jawaban, sedangkan bertanya adalah kegiatan untuk meminta keterangan atau penjelasan tentang sesuatu atau merupakan salah satu usaha untuk tahu tentang sesuatu.

Untuk menemukan permasalahan seseorang harus bisa mengembangkan pertanyaan-pertanyaan, misalnya dengan menggunakan rumus ABDIKASIM (apa, bagaimana, di mana, kapan, siapa, dan mengapa), contoh :

• Seseorang melihat tanaman jagung yang kurus di pekarangan. Dengan bertanya melalui ABDIKASIM, seseorang dapat menemukan permasalahan berikut :

1. Apakah tanaman jagung ini normal? apanya yangtidak normal? (APA)
2. Bagaimana ciri jagung yang normal dan tidak normal? (BAGAIMANA)
3. Di bagian mana dari jagung yang terganggu ? (DIMANA)
4. Sejak kapan terjadi gangguan sehingga tubuh jagung jadi kurus? (KAPAN)
5. Siapa yang menanam jagung itu? Siapakah yang pernah meneliti sebelumnya? (SIAPA)
6. Mengapa batang jagung kurus? (MENGAPA)

Ada beberapa tipe pertanyaan. Menurut sifatnya kita mengenal pertanyaan terbuka dan pertanyaan tertutup. Pertanyaan terbuka apabila pertanyaan tersebut mempunyai berbagai alternatif jawaban/penyelesaian. Pertanyaan tertutup adalah pertanyaan yang mempunyai jawaban tunggal atau jawaban yang bersifat konvergen, misalnya pertanyaan yang menuntut jawaban ya atau tidak saja.

1)       Pertanyaan menurut Taksonomi Bloom

a.       Pertanyaan Pengetahuan

Contoh : apa yang diperlukan tanaman agar dapt tumbuh dengan baik?

b.       Pertanyaan Pemahaman

Contoh : apa yang dimaksud dengan populasi?

c.        Pertanyaan Sintesis

Contoh : apa saja faktor-faktor yang dapat mempercepat erosi?

d.       Pertanyaan Aplikasi/Penerapan

Contoh : usaha apa saja yang harus dilakukan masyarakat untuk mencegah penularan flu burung?

e.       Pertanyaan Analisis

Contoh : perhatikan bagan rantai makanan pada ekosistem sawah berikut. Apa yang terjadi apabila populasi tikud punah?

f.         Pertanyaan Evaluasi

Contoh : mana yang lebih mennguntungkan, menanam dengan sistem monokultur atau sistem tumpangsari?

2)       Ada 4 bentuk pertanyaan dalam kegiatan ilmiah, yaitu:

a)       Pertanyaan untuk mengungkap fakta

Pertanyaan ini biasanya dimulai dengan kata tanya apa, bagaimana atau berapa. Misalnya : berapa jumlah? Apa warnanya?

b)       Pertanyaan tentang prosedur

Pertanyaan ini dimulai dengan kata tanya bagaimana

Misalnya : bagaimana prosedurnya ? bagaimana langkah kerja kegiatan ini?

c)       Pertanyaan tentang penggunaan alat atau bahan

Misalnya : mengapa digunakan alat .....? apa alasan menggunakan bahan....?

d)       Pertanyaan untuk merancang suatu kegiatan

Untuk merancang suatu kegiaan ilmiah. Conthron dkk menyatakan bahwa ada ‘strategi empat pertanyaan’ yaitu :

(1)      Bahan apakah yang tersedia untuk melakukan kegiatan ilmiah atau penyelidikan tentang .........?

(2)      Bagaimana kerja atau kegiatan .........?

(3)      Bagaimana saya dapat mengubah bahan dari ......... untuk mempengaruhi kerjanya atau kegiatan?

(4)      Bagaimana saya dapat mengukur atau mendeskripsikan respons .........karena perubahan yang saya lakukan?

Pertanyaan-pertanyaan yang muncul, ada yang dapat dijawab melalui membaca buku atau berdasarkan pengalaman, tetapi ada yang dijawab melalui eksperimen.