A. Metode Ilmiah sebagai Dasar IPA
Manusia sebagai makhluk hidup melalui panca inderanya memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan, termasuk gejala di alam semesta ini. Tanggapan terhadap gejala-gejala atau peristiwa-peristiwa alam merupakan suatu pengalaman.
Pengalaman tersebut dari zaman ke zaman akan terakumulasi karena manusia mempunyai rasa ingin tahu atau kuriositas terhadap segalanya di alam semesta ini. Pengalaman merupakan salah satu cara terbentuknya “pengetahuan,” yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalaman ini akan bertambah terus selama manusia ada di muka bumi dan mewariskan pengetahuan itu kepada generasi berikutnya. Bertambahnya pengetahuan seperti yang telah dikemukakan didorong oleh 1) keingingan memuaskan diri yang bersifat non praktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas atau memehami hakikat alam semesta dan isinya, dan 2) dorongan praktis, yang memanfaatkan pengethuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Kedua dorongan itu menumbuhkan kemajuan ilmu pengetahuan. Dorongan pertama menuju ilmu pengetahuan murni (pure science) dan dorongan kedua menuju ilmu pengetahuan terapan (applied science).
Ilmu alamiah merupakan kegiatan manusia yang bersifat aktif dan dinamis. Artinya, kegiatan manusia yang tiada hentinya dari hasil percobaan yang akan menghasilkan konsep., selanjutnya konsep tersebut mendorong dilakukannya percobaan berikutnya dan seterusnya.
Tujuan ilmu alamiah menurut beberapa ahli adalah mencari kebenaran tentang objeknya, dan kebenaran itu bersifat relative. Alam semesta sebagai objek penyelidikan mempunyai aspek yang sangat luas, misalnya aspek fisis, aspek kimiawi, aspek biologis, aspek ekonomis dan sebagainya. Oleh karena itu, tidak mungkin ilmu alamiah dapat mencapai seluruh kebenaran mengenai objeknya. Kebenaran yang dapat dicapai oleh ilmu alamiah hanya satu atau beberapa aspek saja sehingga aspek lain belum diketahui. Meskipun demikian, yang penting adalah sesuai dengan tujuan ilmu alamiah, yaitu mencari kebenaran yang sesuai dengan objeknya. Secara umum, dapat dikatakan bahwa ilmu pengetahuan harus objektif.
Untuk mencapai kebenaran, yakni persesuaian antara pengetahuan dan objeknya, tidaklah terjadi secara kebetulan, tetapi harus menggunakan prosedur atau metode yang tepat, yaitu prosedur atau metode ilmiah (scientific method). Dengan prosedur atau metode ilmiah tersebut akan dicapai kebenaran yang merupakan keputusan atas objeknya, dan dirumuskan secara tertentu. Namun, keputusan mengenai keadaan, sifat, tingkah laku, dan lain-lain tidaklah khusus karena hal itu bukuan tujuan ilmu pengetahuan yang mencari kebenaran yang bersifat umum. Misalnya, sepotong logam dipanasi akan memuai. Peristiwa itu tidak hanya berlaku untuk logam besi, tetapi berlaku juga untuk semua logam dan berlaku di semua tempat di alam semesta ini. Dengan demikian, hokum itu berlaku secara umum mengenai suatu objek, walaupun hanya mencakup salah satu aspek saja, tetapi dicapai dengan menggunakan metode ilmiah yang dirumuskan, diorganisasikan, dan diklasifikasikan , yang terbukti secara signifikan.
Segala kebenaran yang terkandung dalam ilmu alamiah terletak pada metode ilmiah. Kelebihan dan kekurangan ilmu alamiah ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah.
Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah dapat dirinci sebagai berikut :
1. Penginderaan
Penginderaan merupakan langkah pertama metode ilmiah dan segala sesuatu yang tidak dapat diindera, maka dapat diselidiki oleh ilmu alamiah walaupun penginderaan tidak selalu langsung. Misalnya, mengenai magnetisme dan inti atom yang tidak dapat kita indera secara langsung, tetapi efek-efeknya dapat ditunjukkan melalui alat-alat. Seperti halnya pikiran, tidak dapat kita indera secara langsung, tetapi efeknya dapat ditunjukkan dalam bentuk tingkah laku.
Agar penginderaan tepat dan benar, maka perlu pengulangan, dan pengulangan itu dapat dilakukan juga oleh orang lain. Penginderaan yang tepat adalah sulit, memerlukan waktu yang lama, dan setelah dicoba berkali-kali sering mengalami kegagalan. Sedangkan untuk meminimalkan subjektivitas penginderaan, seringkali pengamatan menggunakan instrument standar. Contohnya, untuk mengetahui suhu air, tidak cukup dengan kulit/tangan, tetapi perlu dibantu dengan thermometer.
2. Masalah atau Problem
Setelah penginderaan dan perenungan dilakukan, langkah kedua adalah menemukan masalah. Dengan kata lain, membuat pertanyaan : apakah yang ditemukan melalui penginderaan itu? Mengapa begitu? Bagaimana hal itu terjadi? Dan seterusnya.
Secara umum, untuk menemukan masalah digunakan pertanyaan “Bagaimana?” atau “Apa.?” Pertanyaan “Mengapa?” menimbulkan kesukaran, dan sering diganti “Bagaimana?” atau “Apa?” Pertanyaan “Mengapa alam itu ada?” termasuk kategori yang tidak dapat diuji sehingga hal tersebut tidak termasuk bidang ilmua alamiah.
3. Hipotesis
Pertanyaan yang tepat akan melahirkan suatu jawaban dan jawaban itu bersifat sementara yang merupakan suatu dugaan. Dalam ilmu alamiah dugaan sementara itu disebut hipotesis. Untuk membuktikan apakah dugaan itu benar atau tidak, diperlukan fakta atau data. Fakta itu dapat dikumpulkan melalui survey atau eksperimen. Bila data tidak mendukung hipotesis, harus disusun hipotesis baru.
Hipotesis, kecuali didukung oleh data, agar mudah dibuktikan harus bersifat sederhana dan memiliki jangkauan yang jauh. Keadaan yang ideal untuk membuktikan kebenaran hipotesis adalah melalui pengujian dengan eksperimen.
4. Eksperimen
Eksperimen atau percobaan merupakan langkah ilmiah keempat. Pada titik ini, ilmu alamiah dan non ilmu alamiah.dapat dipisahkan secara sempurna.
Sebagian besar orang mengadakan penginderaan, menyusun pertanyaan, dan menduga jawabannya. Namun orang biasa akan berhenti sampai disitu saja. Sebaliknya, seorang ilmuwan tidak akan berhenti sampai di situ, tetapi akan meneruskan pertanyaan, “Mana buktinya?” Dalam sejarah, cara demikian merupakan suatu cara untuk menghilangkan pendapat umum yang emosional, tidak didukung oleh bukti, merupakan ilusi dan tidak bijaksana. Eksperimen dapat menunjukkan bukti, sehingga jawaban yang bersifat dugaan itu menjadi jawaban yang benar atau ilmiah. Eksperimen yang baik harus dirancang dengan seksama sehingga semua faktor dapat dikendalikan dan hipotesis dapat diuji kebenarannya.
5. Teori
Bukti eksperimen merupakan dasar langkah ilmiah berikutnya, yaitu teori. Apabila suatu hipotesis telah didukung oleh bukti atau data yang meyakinkan dan bukti itu diperoleh dari berbagai eksperimen yang dilakukan di laboratorium, dimana eksperimen itu dilakukan oleh berbagai peneliti dan bukti-bukti menunjukkan hal yang dipercaya dan valid, walaupun dengan keterbatasan tertentu, maka disusun suatu teori.
Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hokum alam. Hukum gravitasi juga ditemukan dari penginderaan semacam itu, yakni peristiwa jatuhnya buah apel ke bawah oleh Newton. Berdasarkan hukum gravitasi itulah manusia dapat meninggalkan bumi dengan roket menuju ke benda-benda angkasa lainnya.
B. Perkembangan IPA
Dalam upaya mencari jawaban yang dapat digunakan untuk menjelaskan fenomena alam, maka perlu dilakukan pengamatan atau penelitian yang terus menerus. Untuk melakukan penelitian maka diperlukan landasan pengetahuanatau teori yang sudah ada. Sebaliknya berdasarkan data penelitian yang diperoleh maka dimungkinkan mendapatkan jawaban atas pertanyaan maupun teori baru yang menjelaskan fenomena yang diteliti. Dengan demikian inti dari perkembangan ilmu adalah penelitian yang dikelilingi atau didukung oleh landasan-landasan ilmu. Landasan ilmu yang paling rendah stratanya dikenal sebagai hipotesis yaitu berupa dugaan atau prediksi yang diambil berdasarkan pengetahuan atau teori yang sudah ada untuk menjawab masalah penelitian yang sedang dilakukan. Strata yang lebih tinggi adalah teori, landasan ilmu yang telah teruji kebenarannya, namun demikian teori masih mungkin untuk dikoreksi dengan teori baru yang lebih tepat. Strata yang paling tinggi adalah hokum atau dalil, berasal dari teori yang telah diuji terus-menerus dan diketahui tidak ditemukan adanya kesalahan.
Ilmu pengetahuan akan terus berkembang sejalan dengan sifat manusia yang tidak pernah merasa puas dengan apa yang sudah dipunyai atau diketahuinya. Berdasarkan hal tersebut maka ilmu pengetahuan merupakan siklus ilmu yang tidak pernah terputus bahkan akan semakin membesar dan meluas dengan penelitian sebagai intinya. Siklus ini secara sederhana seperti pada Gambar 1. Berdasarkan gambar tersebut maka dapat diterangkan bahwa penelitian iktu dilakukan dalam upaya untuk menjawab masalah yang dikemukakan, secara sederhana masalah tersebut berupa pertanyaan apa, mengapa atau bagaimana fenomena (alam) itu terjad.
Ilmu pengrtahuan pada mulanya berkembang sangat lambat sampai abad pertengahan (abad 15-16). Pengembangan tersebut sedikti lebih pesat terutama setelah Copernicus yang kemudian diperkuat oleh Galileo berdasarkan penemuannya mengubah konsep geosentris menjadi heliosentris dan seklaigus mengubah kepercayaan penguasa dan agama pada saat ini. Penemuan ini sangat dimungkinkan karena berkembangnya alat bantu penelitian (teropong bintang) yang lebih baik. Periode ini dikenal sebagai permulaan abad ilmu pengetahuan modern yang menetapkan suatu kebenaran berdasarkan induksi atau eksperimen. Perubahan konsep ilmu yang radikal ini juga mempengaruhi cara berpikir dan sekaligus memacu perkembangan ilmu sampai terjadinya revolusi industri pada abad ke-19.
Perkembangan IPA sangat pesat terjadi setelah diperkenalkannya konsep fisika kuantum dan relativtas pada awal abad ke-20. Konsep “modern” ini mempengaruhi konsep IPA keseluruhan sehingga dalam beberapa hal perlu dilakukan revisi dan penyesuaian konsepsi ilmu pengetahuan ke arah pemikiran modern. Dengan demikian terdapat dua konsep IPA, yaitu IPA klasik yang telaahannya bersifat makroskopik, dan IPA modern yang bersifat mikroskopik. Secara umum periode pengembangan IPA dapat dilihat Gambar 2.
Dengan demikian penggolongan IPA “klasik” dan IPA “modern” sama sekali sekali bukan berkaitan dengan waktu maupun klasifikasi bidang ilmu. Penggolongan ini lebih mengacu kepada konsepsi yaitu cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam. Perkembangan ilmu yang sangat besar akhir-akhir ini sangat ditunjang oleh perkembangan ilmu maupun perangkat computer yang semakin cepat dan canggih.
Dengan demikian penggolongan IPA “klasik” dan IPA “modern” sama sekali sekali bukan berkaitan dengan waktu maupun klasifikasi bidang ilmu. Penggolongan ini lebih mengacu kepada konsepsi yaitu cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam. Perkembangan ilmu yang sangat besar akhir-akhir ini sangat ditunjang oleh perkembangan ilmu maupun perangkat computer yang semakin cepat dan canggih.
C. Ruang Lingkup IPA dan Pengembangannya
Sampai mendekati abad pertengahan, perkembangan ilmu pengetahuan belum begitu luas dan dalam sehingga seseorang yang mempunyai cara berpikir tajam dan kritis akan sangat mungkin dapat menguasai beberapa cabang ilmu sekaligus. Sebagai contoh adalah ahli piker Yunani, Pythagoras (+ 500 SM) dikenal sebagai seorang astronom dan juga ahli matematika dan transmutasi unsur (dasar dari kimia). Copernicus (1473-1543 M) dikenal sebagai ahli astronomi, matematika dan pengobatan. Setelah itu perkembangan ilmu yang relatif pesat dan mendalam sehingga tidak memungkinkan lagi seseorang menguasai berbagai bidang ilmu dengan mendalam. Oleh karena itu perlu dilakukan klasifikasi ilmu pengetahuan yang ada menjadi berbagai disiplin bidang ilmu (Tabel 1)
Secara garis besar ilmu pengetahuan dibagi menjadi dua bidang ilmu utama yaitu :
1. Ilmu Sosial dan Budaya yang mempelajari tentang tingkah laku manusia
2. Ilmu Pengetahuan Alam yang mempelajari tentang makhluk hidup (biologi) dan benda mati (sains fisik). Sain fisik utama adalah ilmu fisika yang sasaran utama pembelajarannya adalah materi dan energi serta ilmu kimia yang mempelajari komposisi materi.
Tabel 1. Perkembangan ilmu pengetahuan menjadi berbagai disiplin ilmu
Ilmu Pengetahuan Alam | Ilmu Sosial dan Budaya | |
Sains Fisik | Sains Hayati (Biologi) | |
- Fisika - Kimia - Astronomi - Geologi - Mineralogi - Geografi - Geofisika - Meteorologi - Oseanologi - Dll | - Botani - Zoologi - Mikrobiologi - Kesehatan - Palaentologi - Fisiologi - Taksonomi - Dll | - Bahasa - Sosiologi - Pendidikan - Sejarah - Antropologi - Etnologi - Seni dan Budaya - Psikologi - Ekonomi - Dll |
Didukung oleh Matematika/Statistika dan Informatika | ||
Matematika sebagai salah satu ilmu tidak termasuk dalam kategori pembagian ilmu pengetahuan tersebut. Kedudukan matematika merupakan penunjang pengembangan semua disiplin ilmu. Bagi sain fisik, matematika merupakan bahasa yang dapat menerangkan hokum-hukum alam. Sedangkan statistikadimanfaatkan untuk pengumpulan, pengorganisasian serta peringkasan data. Kesimpulan ditarik berdasarkan analisis data yang diamati. Informatika banyak dimanfaatkan dalam permodelan, baik fisik maupun matematis dan sekaligus untuk menganalisis data yang diperoleh.
Pengembangan ilmu yang terus menerus dan begitu cepatnya, terutama mulai awal abad ke-20 menyebabkan klasifikasi ilmu berkembang ke arah disiplin ilmu yang lebih spesifik. Sebagai contoh dalam displin ilmu kimia maka telah terjadi pemfokusan menjadi berbagai sub-disiplin ilmu kimia antara lain : kimia teoritis, kimia analisis, kimia anorganik, biokimia, kimia fisik, kimia organik. Selanjutnya contoh adalah dalam sub-disiplin kimia organik maka terdapat antara lain focus kea rah kimia organik sintesis dan kimia bahan alam. Kimia bahan alampun dapat terbagi lagi berdasarkan kelompok senyawa kimianya.
Berdasarkan pengembangan fokus ilmu tersebut menunjukkan bahwa ilmu pengetahuan berkembang dengan pesatnya sehingga tidak memungkinkan lagi seseorang dapat menguasai ilmu dengan sempurna. Untuk dapat menguasai ilmunya dengan baik, maka pada akhirnya seorang ahli akan lebih memfokuskan atau menspesialisasikan dirinya dalam salah satu fokus disiplin ilmu tertentu.
Dalam hal lain, perkembangan ilmu tidak hanya ke arah fokus disiplin ilmu saja. Tetapi banyak ilmu baru yang tidak bisa dibahas berdasarkan satu disiplin ilmu saja. Ilmu semacam ini disebut sebagai multidisiplin ilmu. Contoh ilmu multidisiplin yang paling popular adalah ilmu lingkungan . Pembahasan ilmu lingkungan dapat dilihat dari disiplin ilmu social maupun IPA. Pendekatan IPA pun dapat dilihat dari berbagai disiplin ilmu seperti kimia (kimia lingkungan), fisika (fisika lingkungan), biologi (ekologi, biodiversivitas), hidrologi (pencemaran air), geografi (pencemaran udara, perubahan iklim), pertanian dan banyak lainnya
Perkembangan multidisiplin IPA pun cukup banyak dan beberapa ilmu multidisiplin saat ini berkembang dengan sangat pesat, sebagai contoh adalah bioteknologi, rekayasa genetika, informatika/computer dan ilmu material. Perkembangan tersebut sangat mempengaruhi pola pandang dan kehidupan sosial manusia saat ini.
Rangkuman
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkembang sesuai dengan zamannya, dimulai dengan pendekatan “pseudo science,” rasionalisme, sampai pendekatan ilmiah terkini. Perkembangannya sangat lambat, agak sedikit cepat setelah abad pertengahan, dimulai dengan penemuan yang liberal dari Copernicus tentang heliosentris, dan sangat pesat mulai abad ke-20 dengan ditemukannya teori kuantum dan relativitas yang mengubah konsepsi ilmu pengetahuan ke arah lebih mikroskopik. Perkembangan ilmu yang sangat pesat ini sangat ditunjang oleh perangkat penelitian maupun perangkat komputer yang semakin canggih.
Segala kebenaran yang terkandung dalam ilmu alamiah terletak pada metode ilmiah. Kelebihan dan kekurangan ilmu alamiah ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah. Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah adalah penginderaan, masalah atau problem, hipotesis, eksperimen dan teori. Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hukum alam.
Konsepsi tentang IPA klasik dan IPA modern tidak bertitik tolak dari waktu penemuannya tetapi berdasarkan konsepsi cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam. IPA klasik konsepsi telaahannya bersifat makroskopik, sedangkan IPA modern lebih ke arah mikroskopik.
Perkembangan ilmu pengetahuan dimulai dengan tanpa pembedaan, dilanjutkan menjadi IPA, IPS dan Budaya. Perkembangan yang semakin pesat menyebabkan IPA diklasifikasikan menjadi berbagai disiplin ilmu, dilanjutkan dengan sub-disiplin ilmu dan diteruskan menjadi bagian yang sangat fokus (spesialisasi). Sejalan dengan itu juga muncul ilmu multidiplin baru sebagai lanjutan dari munculnya fenomena baru yang tidak mungkin ditelaah hanya dari satu disiplin ilmu saja.
Anda sedang membaca artikel Ilmu Pengetahuan Alam. Terimakasih atas kunjungan serta kesediaan Anda membaca artikel ini.
Jika memang bermanfaat, Anda boleh menyebarluaskannya dan jangan lupa untuk menyertakan sumber link dibawah ini:
0 comments:
Posting Komentar