Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah
Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah
A. Apa Itu Sains?
Cabang-Cabang Ilmu Sains
BIOLOGI adalah ilmu tentang makhluk hidup. Ada banyak cabang cabang dalam Biologi. Misalnya, Zoologi adalah ilmu tentang binatang; Botani ilmu tentang tumbuhan; Entomologi ilmu tentang serangga; dan Mikrobiologi ilmu tentang makhluk hidup yang sangat kecil dan hanya bisa terlihat dengan bantuan mikroskop
FISIKA adalah ilmu tentang gejala dan fenomena alam dan sifat benda-benda di sekitar kita termasuk tentang perpindahan dan energi. Beberapa cabang ilmu Fisika, misalnya Mekanika adalah ilmu tentang gerak benda; Elektronika ilmu tentang arus listrik dan magnet; dan Optika Geometris tentang alat-alat optik.
KIMIA adalah ilmu tentang berbagai hal mengenai materi, yaitu terbuat dari apa, sifat dan perubahan dalam suatu reaksi kimia. Cabang ilmu Kimia antara lain, Farmasi yaitu ilmu tentang obat[1]obatan; Radiokimia tentang zat-zat radioaktif; Kimia Organik tentang bahan-bahan kimia yang ada pada makhluk hidup; serta Kimia Anorganik tentang bahan kimia dalam benda-benda.
GEOLOGI adalah ilmu mengenai Bumi dan perubahannya. Beberapa cabang ilmu Geologi antara lain, Vulkanologi yaitu ilmu tentang gunung berapi; Seismologi yaitu ilmu tentang gempa bumi; serta Palentologi yaitu ilmu tentang fosil yang dapat membantu kita mengetahui umur suatu tempat dan kebudayaan zaman itu
ASTRONOMI adalah ilmu tentang planet, bintang dan alam semesta. Semua benda langit dipelajari dalam astronomi termasuk Matahari dan terjadinya gerhana, komet, dan asteroid.
EKOLOGI adalah ilmu tentang interaksi atau hubungan timbal balik balik antara makhluk hidup dengan lingkungan di sekitarnya. Bidang ilmu ini membahas tentang berbagai masalah lingkungan, misalnya polusi udara, tanah, dan air, serta efek perubahan iklim dan kepunahan hewan tertentu.
Orang yang khusus melakukan penelitian bagi pengembangan ilmu Sains disebut ilmuwan Sains.
“Sains adalah ilmu pengetahuan sistematis tentang alam dan dunia fisik”
Laboratorium IPA
Laboratorium biasanya digunakan untuk melakukan percobaan atau eksperimen.
1. Alat-alat Laboratorium IPA
2. Menggambar Diagram Alat-alat Laboratorium
3. Menjaga Keselamatan di Laboratorium IPA
C Merancang Percobaan
Ilmuwan Sains bekerja seperti detektif dalam hal mengamati, bertanya, melakukan penyelidikan, mengumpulkan bukti-bukti lalu menyimpulkan. Cara kerja seperti ini disebut sebagai metode ilmiah. “Metode ilmiah adalah cara atau pendekatan yang dipakai dalam penelitian suatu ilmu”
Jika waktu SD kalian melakukan percobaan yang telah dirancang oleh guru kalian, maka di tingkat SMP, kalian sendiri yang akan merancang, melakukan percobaan dan melaporkan hasil percobaan dengan menggunakan metode ilmiah. Untuk itu, mari kita pelajari dulu tahapan-tahapan dalam metode ilmiah yang tercantum dalam alur pada Gambar 1.10 berikut ini.
Tahapan-tahapan dalam metode ilmiah tersebut dilakukan secara berurutan, yaitu sebagai berikut.
1. Melakukan pengamatan atau observasi.
2. Membuat hipotesis dan mengidentifikasi variabel.
3. Membuat rancangan percobaan.
4. Melakukan eksperimen atau percobaan.
5. Mengumpulkan dan menyajikan data.
6. Menarik kesimpulan
Tahapan dalam merancang suatu percobaan.
a. Menentukan tujuan percobaan berdasarkan pengamatan keadaan sekitar.
b. Menuliskan hipotesis atau dugaan sementara hasil percobaan.
c. Mengidentifikasi variabel-variabel terkait dalam percobaan.
d. Mendaftarkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
e. Menuliskan prosedur percobaan
1. Pengamatan dalam Sains
2. Penentuan Tujuan Percobaan
3. Menuliskan Hipotesis (Dugaan)
Hipotesis merupakan perkiraan sementara atau dugaan dari jawaban
4. Variabel-variabel
Suatu percobaan memiliki tiga macam variabel, yaitu variabel bebas, terikat dan kontrol.
“Variabel bebas adalah faktor, hal, atau unsur yang dianggap dapat menentukan variabel lainnya” Variabel terikat adalah gejala yang muncul atau berubah dalam pola yang teratur dan biasa diamati atau karena berubahnya variabel lain" Adapun variabel kontrol adalah faktor yang dibuat tetap sama selama percobaan.
5. Prosedur Percobaan
Dalam merancang percobaan kita perlu mempersiapkan segala alat-alat dan bahan-bahan yang diperlukan dan membuat urutan langkah[1]langkah yang rinci yang akan dilakukan dalam percobaan tersebut, agar tidak ada yang terlupakan. Urutan langkah-langkah ini disebut juga dengan prosedur percobaan.
Ayo Rancang Aktivitas
Amatilah keadaan di dalam rumah kalian, kemudianlah buatlah suatu rancangan percobaan secara lengkap yang bisa dilakukan di rumah kalian. Rancangan percobaan kalian harus berisi:
a) Tujuan Percobaan Dapat dituliskan dalam bentuk pernyataan atau pertanyaan, misalnya: “Menyelidiki pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel terikat)” atau “Bagaimana pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel terikat)?”
b) Hipotesis Suatu perkiraan hasil percobaan berdasarkan variabel bebas dan terikat, disertai dengan alasan secara saintifik.
c) Variabel Terdiri atas variabel bebas, terikat dan kontrol secara terperinci.
e) Prosedur Tuliskan langkah-langkah percobaan secara berurutan.
Pengukuran
Pengukuran dapat diartikan sebagai penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas suatu benda terhadap standar ukuran atau satuan ukur. Secara sederhana, mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran standar. Setiap materi, zat, dan fenomena yang terjadi di alam dapat diukur.
1. Pengamatan Selama Eksperimen
suatu eksperimen untuk dapat memperoleh jawaban atas tujuan percobaan kita. Pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan dalam Sains.
2. Besaran
Besaran adalah istilah yang digunakan untuk menunjukkan pada sesuatu yang bisa diukur dan memiliki nilai.
Dalam ilmu Sains, dikenal dua macam besaran, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran Pokok adalah besaran yang dijadikan dasar untuk menetapkan besaran lainnya. Ada tujuh besaran pokok dengan satuannya yang telah ditetapkan oleh para ilmuwan secara standar internasional (SI)
Besaran Turunan adalah besaran yang ditetapkan berdasarkan besaran pokok. Satuannya pun diturunkan dari beberapa satuan besaran pokok
3. Satuan
Satuan baku Pembanding tetap, tidak berubah-ubah dan dapat digunakan secara umum di mana saja
Penjelasan konversi satuan klik di sini !
Satuan massa, waktu dan suhu pun dapat dikonversi seperti ini. Berlatihlah mengonversi satuansatuan panjang, waktu dan massa dengan melakukan aktivitas berikut ini.
4. Teknik Pengukuran yang Benar
E. Pelaporan Hasil Percobaan
2. Menarik Kesimpulan
Kesimpulan hendaknya menjawab tujuan percobaan yang telah dirumuskan dan berdasarkan pola yang terlihat pada grafik hasil percobaan. Di bagian ini, kalian juga perlu menyatakan apakah hasil percobaan kalian sesuai dengan hipotesis yang telah kalian tulis sebelumnya atau tidak. Jika sesuai maka bisa dikatakan hipotesis kalian diterima, jika tidak sesuai maka hipotesis kalian ditolak. Hipotesis tidak selamanya sesuai dengan hasil akhir percobaan dan hal itu wajar saja, asalkan kalian memberikan alasan dari segi teori ilmiah. Teori ini bisa diambil dari buku-buku, websites, ensiklopedia dan sumber-sumber lain yang terpercaya. Jangan lupa untuk menulis referensi untuk sumber-sumber yang kalian gunakan
3. Melaporkan Hasil Percobaan secara Lengkap
Suatu penelitian perlu dilaporkan secara lengkap agar percobaan tersebut dapat diulangi oleh peneliti Sains lainnya. Laporan ini terdiri atas rancangan dan hasil percobaan. Bagian-bagian dari suatu laporan percobaan adalah sebagai berikut.
a. Tujuan Percobaan Dapat dituliskan dalam bentuk pernyataan atau pertanyaan, misalnya “Menyelidiki pengaruh (variabel bebas) terhadap (variable terikat)” atau “Bagaimana pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel terikat)?”
b. Hipotesis Suatu perkiraan hasil percobaan berdasarkan variabel bebas dan terikat, disertai dengan alasan secara saintifik/ ilmiah.
c. Variabel Terdiri atas variabel bebas, terikat dan kontrol secara terperinci.
1) Variabel bebas: faktor atau hal yang kalian uji.
2) Variabel terikat: faktor yang kalian ukur, sebagai akibat dari perubahan variabel bebas.
3) Variabel kontrol: faktor-faktor lain (minimal tiga) yang harus dipertahankan sama supaya eksperimen hanya menguji satu variabel saja.
d. Alat dan Bahan Daftar alat-alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan, disertai dengan jumlah alat atau bahan dan ukuran alat yang diperlukan.
e. Prosedur
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam tahapan prosedur adalah sebagai berikut.
1) Tuliskan langkah-langkah percobaan secara berurutan.
2) Sebutkan apa data yang akan diukur atau diamati dan bagaimana kalian akan mengukur atau mengamati faktor tersebut. Percobaan harus diulangi minimal sebanyak tiga kali apabila memungkinkan.
3) Jelaskan bagaimana kalian mempertahankan setiap faktor dalam variabel kontrol supaya percobaan kalian fair.
f. Pengumpulan & Pengolahan Data Percobaan Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam Pengumpulan dan pengolahan data percobaan adalah sebagai berikut.
1) Catatlah data percobaan dalam bentuk tabel, dengan variabel bebas pada kolom sebelah kiri dan variabel terikat pada kolom bagian kanan.
2) Tulis pula judul dan satuan pengukuran.
a) Semua data dalam satu kolom dicatat dalam jumlah angka desimal yang sama. Hitunglah nilai rata-rata dari datanya.
b) Dari tabel hasil percobaan di atas, buatlah grafik yang sesuai. Biasanya variabel bebas diplot pada sumbu-x dan variabel terikat pada sumbu-y grafik.
c) Lengkapilah dengan komponen-komponen grafik, seperti judul grafik dan label untuk sumbu x dan y serta satuan masing-masing.
g. Kesimpulan Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam kesimpulan adalah sebagai berikut.
1) Berdasarkan grafik yang telah kalian buat, nyatakanlah hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat dalam percobaan kalian dengan didukung oleh data-data percobaan.
2) Bandingkanlah kesimpulan kalian dengan teori Sains yang telah kalian pelajari.
Teori ini bisa
diperoleh dari buku, ensiklopedia, situs internet
atau sumber-sumber lain yang terpercaya.
