 |
| inulwara.blogspot.com |
Ketika ditanya tentang apa itu IPA, kebanyakan orang akan menjawab bahwa IPA itu adalah Ilmu Pengetahuan Alam, bukan begitu? hehehe.. Ternyata, mengenali IPA itu tidak cukup dari sekedar mengetahui kepanjangannya saja, ada syarat mutlak yang harus terpenuhi. Secara ringkas dapat dikatakan IPA merupakan usaha manusia dalam memahami alam semesta melalui pengamatan yang tepat (correct) pada sasaran, serta menggunakan prosedur yang benar (true), dan dijelaskan dengan penalaran yang sahih (valid) sehingga dihasilkan kesimpulan yang betul (truth). Jadi, IPA mengandung tiga hal: proses (usaha manusia memahami alam semesta), prosedur (pengamatan yang tepat dan prosedurnya benar), dan produk (kesimpulannya betul).
Ada tiga pertanyaan mendasar dalam IPA yang memerlukan jawaban, yaitu: apa yang terjadi? Bagaimana itu terjadi?, dan mengapa itu terjadi?
- Apa yang terjadi? Apa yang Anda cari saat pergi mengikuti ahli geologi ke daearah korban gempa Apa yang Anda cari pada saat membaca laporan perjalanan seorang austronout? Semuanya itu ingin menjawab pertanyaan: “Apa yang terjadi?”
- Bagaimana itu terjadi? Anda membandingkan jenis batuan dari pegunungan Jayawijaya dan batuan dari pegunungan selatan Jawa, atau Anda laporan perjalanan austronout Amerika dan austronout Rusia. Apa tujuannya? Anda ingin menjawab pertanyaan: “Bagaimana itu terjadi?”
- Mengapa itu terjadi? Pertanyaan itu juga dibuat oleh para ahli IPA. Mereka bertanya tentang apa yang terjadi disana dan bagaimana itu terjadi. Selanjutnya mereka akan membuat rekonstruksi sejarah objek yang mereka pelajari, entah itu binatang, entah tetumbuhan, entah batu-batuan, dsb. Semua usaha itu diarahkan untuk menjawab pertanyaan: “Mengapa itu terjadi?”
Jadi, sebagai ilmu pengetahuan, IPA itu meliputi proses, prosedur, dan produk.
IPA Sebagai Proses
Kegiatan IPA berlangsung dengan cara khusus. Tujuan IPA adalah memahami alam semesta. Kebahagian IPA memancar dari kebebasannya menjelajahi alam semesta dan melakukan eksplorasi. Namun demikian, agar suatu temuan memiliki validitas yang tinggi, maka diperlukan suatu pedoman. Kebenaran IPA bergantung pada evidensi-evidensi dari dunia nyata yang dianalisis dan diinterpretasikan secara logis. Proses kreatif memang penting dalam berpikir IPA, namun tunduk pada aturan tertentu tetap diperlukan. IPA bersifat kontekstual baik waktu maupun budaya.
IPA sebagai proses merujuk suatu aktivitas ilmiah yang dilakukan para ahli IPA. Setiap aktivitas ilmiah mempunyai ciri rasional, kognitif dan bertujuan. Aktivitas Anda dalam mencari ilmu memang menggunakan kemampuan pikiran untuk menalarkannya. Dalam melaksanakan aktivitas ilmiah yang merupakan kegiatan kognitif, Anda harus memiliki tujuan, yaitu mencari kebenaran, mencari penjelasan yang terbaik. Aktivitas ilmiah semacam ini dipayungi oleh suatu kegiatan yang disebut penelitian.
IPA sebagai proses merupakan suatu aktivitas kognitif. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan untuk menyatakan IPA sebagai aktivitas kognitif. Pertama IPA bukan seni. Seni merupakan usaha manusia untuk mengungkapkan perasaannya atau gagasannya sehingga orang lain merasa senang dan bahagia. Karena itu, seni sangat individual. IPA, boleh jadi individual dalam hal mencari dan mempelajarinya, tetapi pengetahuan yang Anda konstruksi memerlukan validasi orang lain sehingga menjadi yang paling baik yang dapat diterima bersama. IPA merupakan usaha bersama dalam memahami dunia sekitar.
Kedua, IPA bukan teknologi. Anda mungkin, seperti juga yang lain, sering merancukan antara IPA dan teknologi. Apa yang dilakukan orang dengan IPA dan apa yang dilakukan orang dengan teknologi tidak sama. Anda belajar IPA karena ingin tahu tentang apa yang terjadi dan mengapa itu terjadi. Sedangkan, orang lain yang belajar teknologi ingin mengetahui bagaimana cara menggunakan itu untuk membuat sesuatu sehingga hidup manusia lebih nyaman. Anda belajar IPA tetang motor listrik tidak berarti juga belajar bagaimana cara membuat kipas angin, bukan?
Ketiga, IPA bukan agama. IPA dan agama berbeda. IPA mencari penjelasan tentang asal, hakikat, dan proses yang terjadi di alam semesta yang secara fisik teramati. Agama mencari penjelasan tentang makna dari keberadaan manusia di dunia ini, untuk memahami jiwa manusia, menentapkan apa yang terjadi sesudah kematian, serta menetapkan bentuk ibadah yang semstinya dilakukan oleh manusia. Karena itu, kita tidak perlu mempertentangkan antara penjelasan IPA dengan penjelasan agama. Keduanya sungguh berbeda.
Walaupun demikian, IPA bukan suatu kebenaran yang pasti. Mungkin Anda berpendapat bahwa IPA merupakan ilmu pengetahuan yang seratus persen benar. Artinya, pengetahuan IPA diyakini sebagai suatu kebenaran yang pasti, yang harus kita terima begitu saja tanpa bertanya-tanya lagi. Kita terima tanpa keraguan sebagai suatu kebenaran. Benarkah demikian?
Ambil sebuah contoh ada teori atom terdiri atas inti dan electron yang mengobit inti. Menurut Anda, teori ini benar atau salah? Kita tahu bahwa banyak bukti yang mendukung teori ini. Namun demikian, belum ada satu orang pun yang sungguh dapat mengisolasi satu atom dalam pengamatannya. Karena itu, sesungguhnya orang tidak tahu dengan pasti tentang atom itu. Kita menerima hal itu sebagai teori yang berguna untuk menjelaskan beberapa sifat atom. Tetapi ada sifat-sifat lainnya yang tidak dapat diterangkan dengan teori itu.
Para ahli fisika, kimia, biologi telah menjelajahi IPA. Para ahli menyusun teori dan telah menguji kebenarannya. Namun demikian, para ahli juga siap menerima bukti-bukti baru, walaupun bukti-bukti itu akan menyebabkan teori yang disusunnya harus direvisi atau bahkan digugurkan.
Jika Anda bertanya tentang sesuatu yang tidak langsung dapat diamati, misalnya berapa jumlah bintang yang ada di alam semesta ini, maka bagaimana bentuk jawaban mereka? Pada umumnya, mereka mengatakan: “sejauh yang telah diketahui jumlah bintang di jagad raya ini adalah ...” atau “...sejauh pengetahuan yang ada hingga saat ini, ada sebanyak .... Bintang di alam semesta”. Jawaban yang bagi masyarakat umum tidak memuaskan karena tidak ada kepastian. Itulah yang dilakukan para ahli IPA. Mereka berusaha mencapai kesimpulan yang paling baik berdasarkan bukti-bukti terkini dan paling lengkap.
Ada kata-kata bijak yang juga dapat dipelajari dari para ahli. Seseorang menerima suatu ketidakpastian dalam pikirannya tidak berarti keliru. Bahkan lebih mendekati kebenaran daripada para ahli yang menyatakan kepastian mutlak. IPA mencari penjelasan tentang alam semesta. Penjelasan IPA diuji berdasarkan evidensi-evidensi yang berasal dari alam semesta itu sendiri. Evidensi-evidensi diperoleh melalui pancaindra atau perpanjangannya. Pengetahuan IPA cukup reliabel walaupun bersifat tentatif. Pengetahuan IPA tidak diperoleh berdasarkan pemungutan suara tetapi berdasarkan derajad kelengkapannya, kemasuk-akalannya, dan manfaatnya. Jadi IPA tidak demokratis. Sebaliknya, IPA juga tidak dogmatis. Kebenaran IPA siap untuk ditinjau kembali, siap direvisi, siap ditelaah ulang.
IPA Sebagai Prosedur
Pengetahuan IPA dibangun melalui penalaran inferensi berdasarkan data yang tersedia. Kebenarannya diuji lewat pengamatan nyata. Bagi yang tidak memenuhi syarat dengan sendirinya gugur atau direvisi ulang. Semua temuan IPA memerlukan uji oleh teman sejawat dan juga perlu replikasi. Semakin sederhana penjelasannya semakin diterima oleh masyarakat IPA. Lihatlah hukum gravitasi Newton, teori relativitas khusus Einstein, ketidakpastian Heisenberg dan sebagainya.
Apa yang dilakukan para ahli IPA? Tentu Anda akan menjawab, seperti yang sering muncul pada laporan penelitian para pemula, yaitu: ”masalah-hipotesis-prosedur-data-kesimpulan”. Tetapi, sesungguhnya, para ahli tidak selalu sampai pada suatu kesimpulan final, yang dilakukan adalah bertanya, investigasi, mengajukan hipotesis, bertanya, investigasi, dan membuat hipotesis secara terus-menerus dalam setiap kegiatan dan semua tingkatan. IPA sungguh sebagai suatu proses memahami alam semesta. Inilah prosedur ilmiah yang dikembangkan oleh para ahli IPA. IPA merupakan suatu metode ilmiah.
Metode ilmiah merupakan cara terbaik untuk memisahkan yang benar dari yang tidak benar. Untuk itu, langkah apa saja yang Anda lakukan?
1. Melakukan Observasi
Observasi tentang keadaan sekitar merupakan langkah paling awal dari suatu kerja ilmiah. Anda dapat mengobservasi pengalaman Anda sendiri, sumber-sumber belajar, dan dari percobaan-percobaan eksploratori/percobaan pendahuluan. Hasil observasi digunakan untuk memilih suatu topik yang akan dikerjakan. Misalnya, Anda melihat bintik hitam pada sepotong roti tawar dan bertanya-tanya bagaimana pertumbuhan bintik hitam itu. Dengan demikan, topik Anda adalah ‘reproduksi jamur’.
Setelah memiliki suatu topik, Anda dapat melanjutkannya dengan pengamatan yang lebih seksama atau melakukan percobaan eksploratori. Anda memilih sepotong roti tawar yang masih segar, menempatkannya di sebuah kotak roti, dan mengamati pertumbuhan jamur dari waktu ke waktu dalam beberapa hari. Kegiatan ini memberikan informasi yang Anda perlukan bagi langkah selanjutnya yaitu mengidentifikasi masalah.
Gunakan referensi bahan cetak: buku, jurnal, majalah, surat kabar, tentu saja juga yang elektronik (on-line). Gunakan juga informasi yang berasal dari para profesional: guru/dosen, pustakawan, dan ilmuwan –fisikawan dan biologiawan misalnya. Jangan lupa lakukan percobaan eksplanatori yang lain yang berkaitan dengan topik Anda.
Masalah adalah pertanyaan ilmiah yang akan Anda jawab. Ada baiknya pertanyaan ini berbentuk terbuka. (jawabannya bukan ‘ya’ atau ‘tidak’). Misalnya: “Bagaimana cahaya mempengaruhi reporduksi jamur hitam pada roti tawar putih?”. Anda harus membatasi masalah. Dalam contoh ini, Anda membatasi satu penggal kehidupan jamur yaitu reproduksi, satu jenis jamur yaitu jamur hitam, satu jenis roti yaitu roti tawar putih, satu faktor yang berpengaruh pada pertumbuhan yaitu cahaya.
Coba bandingkan dengan pertanyaan ini: “Bagaimana cahaya mempengaruhi jamur?”. Anda tentu melihat berbagai bagian dari proses kehidupan dan berbagai macam jamur, serta berbagai macam mediumnya. Terlalu luas bukan?. Buatlah suatu rumusan pertanyaan pecobaan, yaitu suatu pertanyaan yang jawabannya perlu ditemukan lewat suatu atau sejumlah percobaan. Pertanyaan: “Apakah jamur hitam itu?” bukanlah pertanyaan percobaan. Jawabannya dapat Anda temukan dalam buku bacaan. Sebaliknya, pertanyaan: “Bagaimana pertumbuhan jamur hitam pada roti tawar di dalam kotak kue yang disimpan pada suhu kamar dan disinari lampu listrik 15 watt?” merupakan pertayaan pecobaan. Jawabannya ditemukan dengan cara mencobanya.
2. Menyusun Hipotesis
Hipotesis adalah suatu gagasan solusi dari suatu masalah, berdasarkan pengetahuan dan penelitian. Hipotesis berisi dua hal yang saling berkaitan. Misalnya: “Reproduksi jamur hitam pada roti tawar memerlukan cahaya dengan intensitas tinggi”. Hipotesis semacam ini mengandung: informasi tentang reproduksi jamur hitam dan intensitas cahaya yang jatuh pada jamur itu. Sebaiknya, hipotesis dibuat berdasarkan hasil percobaan eksploratif yang telah dilakukan.
3. Menguji hipotesis melalui percobaan
Langkah ketiga adalah menguji hipotesis melalui satu atau beberapa percobaan. Sesuatu yang berpengaruh pada percobaan disebut variabel. Ada tiga macam variabel: bebas, terikat, dan kontrol. Variabel bebas adalah variabel yang sengaja Anda manipulasi. Misalnya, cahaya dengan berbagai intensitas diarahkan ke jamur hitam. Anda memilih intensitas cahaya yang diarahkan kepada jamur itu.
Variabel terikat adalah variabel yang sedang Anda amati, yang berubah responnya terhadap perubahan varabel bebas. Contohnya adalah ‘pertumbuhan jamur hitam’. Variabel kontrol adalah variabel yang tidak Anda ubah selama percobaan. Misalnya: medium jamur yaitu roti tawar putih, jenis jamur yaitu jamur hitam. Perlu diperhatikan, sebaiknya percobaan Anda hanya menggunakan satu variabel bebas. Dapat dilakukan percobaan ulang jika mungkin untuk verifikasi hasilnya. Sebaiknya dibuat juga kontrol. Kontrol sama persis dengan percobaan yang sesungguhnya, kecuali absennya variabel bebas.
4. Membuat Kesimpulan
Kesimpulan merupakan ringkasan (summary) hasil percobaan yang Anda lakukan. Kesimpulan berupa pernyataan hubungan antara hasil dan hipotesis. Misalnya, ‘seperti yang telah diutarakan dalam hipotesis, percobaan menunjukkan bahwa pertumbuhan jamur hitam pada medium roti tawar putih memerlukan cahaya dengan intensitas yang tinggi. Percobaan ini dilaksanakan dalam waktu satu minggu”.
Penjelasan tentang hasil yang bertentangan dengan hipotesis sebaiknya juga dimasukkan jika diperlukan. Misalnya, ‘Sesungguhnya, ada sebagian cahaya dari lampu yang menyusup pada kotak kotak kontrol, karena berdekatan’. Jika dimungkinkan kesimpulan diakhiri dengan gagasan selanjutnya. Misalnya, “Medium mungkin dapat diubah bukan roti tawar putih tetapi roti yang lain”. Apa yang Anda lakukan jika percobaan itu tidak mendukung hipotesis? Jangan berusaha mengubah hipotesis. Carilah penjelasannya yang mungkin mengapa terjadi perbedaan itu. Cari cara lain yang mungkin dapat dibuat percobaan baru.
IPA Sebagai Produk Ilmiah
IPA sebagai produk ilmiah dapat berupa pengetahuan IPA yang dapat Anda temukan di dalam buku-buku ajar, majalah-majalah ilmiah, buku-buku teks, artikel ilmiah yang terbit pada jurnal, serta pernyataan-pernyataan para ahli IPA. Secara umum produk ilmu pengetahuan itu dapat dibagi menjadi: fakta, konsep, lambang, konsepsi/penjelasan, dan teori. Ketika para ilmuwan yang mengamati suatu fenomena alam, mereka memperoleh sejumlah fakta dan informasi tentang hal-hal yang terkait dengan fenomena tersebut. Selanjutnya, mereka membangun konsep-konsep IPA berupa sebuah kata atau gabungan dua kata atau lebih. Misalnya: panas, suhu, massa, panas jenis, volume, massa jenis, gerak berubah peraturan, gerak lurus berubah beraturan.
Untuk mempermudah komunikasi antar mereka sendiri atau dengan masyarakat umum, para pakar menyusun banyak lambang/simbol. Misalnya: Q lambang untuk panas, T lambang untuk suhu, m lambang untuk massa, V lambang untuk volume. Anda perlu hati-hati dan teliti pada saat mempergunakan lambang-lambang ini. Karena banyak lambang yang sama atau mirip. Misalnya, r bias sebagai lambing jari-jari dan bias juga jarak dua benda dalam gaya gravitasi Newton. υ lambang kecepatan, υ lambang frekuensi. Perhatikan juga hurupnya, ‘hurup kecil’ atau ‘hurup besar’. Misalnya, a untuk percepatan dan A untuk luas bidang atau amplitude getaran, f gaya gesek, F gaya pada umumnya, dsb. Lambang harap digunakan sesuai dengan kesempatan, jangan diubah! p untuk panjang, I untuk kuat arus.
Penjelasan para ahli tentang suatu fenomena disajikan dalam bentuk deskripsi yang dinyatakan dengan konsep-konsep IPA yang disusun saat itu atau konsep-konsep yang telah ada sebelumnya dan hubungan antar konsep yang terjadi. Definisi merupakan salah satu bentuk deskripsi formal dari suatu konsep. Hubungan antar konsep disajikan dalam bentuk teori/hokum/rumus IPA. Deskripsi seseorang tentang konsep-konsep IPA sering diberi label konsepsi. Ada konsepsi ilmuwan, ada konsepsi guru, ada konsepsi siswa, ada konsepsi pengarang buku ajar dan sebagainya.
Konsepsi para ilmuwan, karena pada ilmunya paling jelas, paling lengkap, dan paling banyak manfaatnya di-‘anggap’ sebagai yang benar. Sedangkan semua konsepsi yang tidak konsisten dengan konsepsi ilmuwan digolongkan sebagai miskonsepsi. Ingat, ada miskonsepsi guru/dosen, ada miskonsepsi siswa/maha siswa, ada miskonsepsi penulis buku ajar dsb. Anda perlu mengkritisi miskonsepsi ini. Berdasarkan konsep-konsep IPA ini dibangunlah teori. Ada banyak pengertian tentang teori. Teori sering dipadankan dengan terkaan, opini, atau spekulasi. Dalam penggunaan semacam ini, ‘teori’ tidak perlu dukungan fakta, tidak perlu konsisten dengan realita. Terkaan, opini, atau spekulasi bisa dipandang sebagai suatu titik awal dari penyusunan teori.
Dalam IPA, teori merupakan deskripsi matematis, penjelasan logis, hipotesis yang telah diverifikasi, atau suatu model interaksi dalam suatu fenomena alam yang telah dibuktikan kebenarannya. Fakta dan teori mesti konsisten sekalipun tampaknya berbeda. Misalnya, sebatang paku tertarik oleh kutub utara magnet. Tetapi, paku itu juga tertarik oleh kutub selatan magnet. Fakta berbeda. Teorinya? Sama, yaitu magnet dapat menarik besi.
Bagaimana, sudah cukup jelas? Mudah-mudahan dengan artikel ini Anda sudah dapat mengenal dan memahami tentang apa itu IPA. Semoga bermanfaat!
