Konsep Dasar Ilmu Pengetahuan Alam (IPA)

A. Hakikat Ilmu Pengetahuan Alam

Melalui pengamatan kasat mata terhadap segala sesuatu yang berada di sekitar kita, maka kita akan menemukan bahwa bumi tempat kita hidup atau alam semesta ini ternyata penuh dengan fenomena-fenomena yang menakjubkan, penuh dengan keragaman yang memukau, yang kesemuanya itu menimbulkan pertanyaan-pertanyaan kepada kita tentang mengapa dan bagaimana semua itu dapat terjadi.

Sejumlah penelitian mengungkapkan bahwa pemahaman seorang guru tentang hakikat sains berpengaruh terhadap bagaimana dia membelajarkan sains. Seorang guru yang memahami bahwa sains merupakan kumpulan ilmu dan pengetahuan cenderung menyampaikan sebanyak mungkin informasi kepada siswanya. hal ini tentu tidak tepat sebab sains bukan hanya sekumpulan ilmu dan pengetahuan. Apakah itu sains? Sains merupakan bentuk pengindonesiaan kata bahasa Inggris “science” yang artinya “ilmu”. Dalam pengelompokan ilmu (science), ilmu dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu “social sciences” atau ilmu-ilmu sosial dan “natural sciences” atau ilmu-ilmu alamiah.

Dalam perkembangan selanjutnya “natural sciences” sering disingkat menjadi science saja. Karena itu kata science selanjutnya digunakan untuk ilmu-ilmu alamiah. Dalam bahasa Indonesia kata “science” kemudian diindonesiakan menjadi “sains”. Karena itu kita mengenal kata “sains”, “sains dan teknologi”, dsb.

Berdasarkan paparan di atas jelaslah bahwa kata “IPA” dan “sains” merupakan padanan. Karenanya dalam pembahasan selanjutnya kedua kata tersebut sama-sama digunakan. Kini sudah jelas bahwa IPA atau sains merupakan salah satu cabang ilmu yang fokus pengkajiannya adalah alam dan proses-proses yang ada di dalamnya.

Ilmu Pengetahuan Alam (selanjutnya disebut IPA) merupakan suatu ilmu yang menawarkan cara-cara kepada kita untuk dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan itu, IPA pun menawarkan cara kepada kita untuk dapat memahami kejadian, fenomena, dan keragaman yang terdapat di alam semesta, dan yang paling penting adalah IPA juga memberikan pemahaman kepada kita bagaimana caranya agar kita dapat hidup dengan cara menyesuaikan diri terhadap hal-hal tersebut.

  1. Ilmu Pengetahuan Alam sebagai Produk

IPA merupakan terjemahan dari kata-kata bahasa Inggris “Natural Science” secara singkat sering disebut “ science”. Natural artinya alamiah, berhubungan dengan alam atau bersangkut paut dengan alam. “Science” artinya ilmu pengetahuan. Jadi ilmu pengetahuan alam (IPA) atau Science secara harfiah dapat disebut sebagai ilmu pengetahuan tentang alam ini, ilmu yang mempelajari peristiwa-peristiwa yang terjadi di alam. Untuk selanjutnya kita akan menggunakan kata IPA sebagai suatu istilah.

Webster’s New Lollegiate Dictionary (1981) menyatakan natural science knowledge concerned with the physical world and its phenomena, yang artinya ilmu pengetahuan alam adalah pengetahuan tentang alam dan gejala-gejalanya. Sedangkan dalam Purnel’s : Concise Dictionary of Science   (1983) tercantum definisi tentang IPA sebagai berikut : Science the broad field of human knowledge, acquired by systematic observation and experiment, and explained by means of rules, laws, principles, theories, and hypotheses. Artinya ilmu pengetahuan alam adalah pengetahuan manusia yang luas, yang didapatkan dengan cara observasi dan eksperimen yang sistematik, serta dijelaskan dengan bantuan aturan-aturan, hukum-hukum, prinsip-prinsip, teori-teori, dan hipotesa-hipotesa.

IPA sebagai produk merupakan kumpulan hasil kegiatan empirik dan kegiatan analitik yang dilakukan oleh para ilmuwan selama berabad-abad. Bentuk IPA sebagai produk adalah fakta-fakta, data-data, konsep-konsep, prinsip-prinsip, dan teori-teori IPA. Jika ditelaah lebih jauh, maka fakta-fakta merupakan hasil kegiatan empirik dalam IPA, sedangkan konsep-konsep, prinsip-prinsip dan teori-teori dalam IPA merupakan hasil kegiatan analitik.

Yang disebut fakta dalam IPA adalah pernyataan-pernyataan penting tentang benda-benda yang benar-benar ada atau peristiwa-peristiwa yang betul-betul terjadi. Fakta yang sudah dikonfirmasi secara obyektif dan sudah mendapat persetujuan para ilmuwan disebut data. Misalnya : atom natrium memiliki electron sebanyak 7 buah, air mendidih pada suhu 100o Celsius, kura-kura termasuk hewan reptilia, dan lain-lain.

Konsep di dalam IPA adalah suatu ide yang mempersatukan fakta-fakta IPA, konsep merupakan penghubung antara fakta-fakta yang ada hubungannya. Berikut adalah contoh-contoh konsep dalam IPA : Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja, senyawa adalah materi yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi materi lain yang lebih sederhana, makhluk hidup dipengaruhi oleh lingkungannya, dll.

Prinsip IPA adalah generalisasi tentang hubungan diantara konsep-konsep IPA. Contohnya : Udara jika dipanaskan akan memuai, adalah prinsip yang menghubungkan konsep-konsep udara, panas, dan pemuaian. Prinsip ini menyatakan jika udara dipanaskan maka akan memuai. Prinsip IPA bersifat analitik sebab merupakan generalisasi induktif yang ditarik dari beberapa contoh. Menurut para ilmuwan, prinsip merupakan deskripsi yang paling tepat tentang obyek atau kejadian. Prinsip dapat berubah bila observasi baru dilakukan, sebab prinsip bersifat tentative.

Hukum-hukum alam adalah prinsip-prinsip yang sudah diterima meskipun juga bersifat tentative, tetapi karena mengalami pengujian- pengujian yang lebih keras daripada prinsip, maka hukum alam bersifat lebih kekal. Hukum kekekalan energi misalnya berkata bahwa dalam suatu interaksi tidak ada energi yang diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi hanya berubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Pada tahun 1905, lama sesudah hukum kekekalan energi dirumuskan, Einstein menunjukkan bahwa energi dapat diciptakan dari materi di bawah kondisi khusus. Penemuan ini dinyatakan dalam persamaan atau rumus Einstein yang terkenal ; E = mc2 . Hal ini menyebabkan Hukum Kekekalan energi harus diperluas.

Teori ilmiah merupakan kerangka yang lebih luas dari fakta-fakta, data-data, konsep-konsep, dan prinsip-prinsip yang saling berhubungan. Suatu teori merupakan model, atau gambaran yang dibuat oleh ilmuwan untuk menjelaskan gejala alam. Seperti halnya prinsip dan hukum alam, teoripun dapat berubah jika ada bukti-bukti baru yang berlawanan dengan teori tersebut. Teori ilmiah membantu kita untuk memahami, memprediksi dan kadang-kadang mengendalikan berbagai gejala alam.

1. Ilmu Pengetahuan Alam Sebagai Proses

IPA tidak hanya merupakan kumpulan pengetahuan atau kumpulan fakta, konsep, prinsip, atau teori semata. IPA tidak hanya merupakan kumpulan-kumpulan pengetahuan tentang benda-benda atau makhluk-makhluk, tetapi IPA juga merupakan cara kerja, cara berpikir dan cara memecahkan masalah.

Memahami IPA lebih dari hanya mengetahui fakta-fakta dalam IPA. Memahami IPA berarti juga memahami proses IPA, yaitu memahami bagaimana mengumpulkan fakta-fakta dan memahami bagaimana menghubungkan fakta-fakta untuk menginterpretasikannya. Para ilmuwan menggunakan berbagai prosedur empiric dan prosedur analitik dalam usaha mereka untuk memahami alam semesta ini. Prosedur-prosedur tersebut disebut proses ilmiah atau proses sains. Keterampilan proses IPA atau keterampilan sains disebut juga keterampilan belajar seumur hidup, sebab keterampilan-keterampilan ini dapat juga dipakai untuk kehidupan sehari-hari dan untuk bidang studi yang lain.

Keterampilan proses IPA adalah keterampilan yang dilakukan oleh para ilmuwan, pada bagian ini akan dibahas selintas keterampilan proses apa saja yang diperlukan agar bisa bekerja seperti ilmuwa

a. Keterampilan Mengamati

Kemampuan pengamatan sangat diperlukan dalam bekerja ilmiah. Mengamati merupakan usaha untuk mendapatkan gambaran tentang suatu benda atau suatu fenomena. Tanpa adanya kemampuan mengamati kita tidak akan bisa mendapatkan gambaran yang baik sehingga tidak akan dapat mengembangkan ilmu

b. Keterampilan merencanakan dan melaksanakan percobaan

Keterampilan merencanakan dan melaksanakan percobaan mencakup beberapa keterampilan, yaitu keterampilan merumuskan pertanyaan penelitian, keterampilan merumuskan hipotesis, keterampilan menentukan variabel, dan Keterampilan menentukan cara dan langkah kerja penyelidikan.

c. Keterampilan menafsirkan dan menarik kesimpulan

Menafsirkan mencakup keterampilan untuk menghubung-hubungkan hal yang satu dengan hal yang lainnya, misalnya antara data yang satu dengan data yang lainnya atau antara apa yang baru diamati dengan sesuatu yang sudah ada di dalam pikiran kita. Keterampilan menafsirkan membantu kita dalam menemukan persamaan, perbedaan, pola, dan keteraturan. Setelah berhasil menafsirkan data, langkah selanjutnya adalah menarik kesimpulan.

d. Mengkomunikasikan

Keterampilan berkomunikasi mencakup keterampilan menyampaikan dan menerima informasi. Oleh karena itu keterampilan berkomunikasi mencakup keterampilan menggunakan bermacam bentuk komunikasi baik lisan maupun tulisan. Dalam komunikasi ilmiah sering dituntut kemampuan untuk menyajikan dan membaca informasi secara mudah dan akurat, misalnya membaca dan membuat grafik, tabel atau diagram.

2.  IPA sebagai Sikap

IPA (Sains) bukan hanya produk dan proses, tetapi juga sikap. Dalam usaha untuk menghasilkan karya ilmiah, seorang ilmuwan selain bekerja dengan menggunakan metode ilmiah juga memiliki sikap ilmiah. Sikap ilmiah pada dasarnya terbentuk karena sifat IPA itu sendiri. Misalnya, dalam IPA kebenaran adalah suatu yang tentatif (sementara). Sesuatu yang diyakini benar saat ini bisa saja ternyata salah atau perlu perbaikan di masa mendatang. Misalnya , pada jaman dulu banyak ilmuwan yang berpendapat bahwa bumi adalah pusat tata surya. Kini kini kita meyakini bahwa matahari adalah pusat tata surya.

Meskipun ilmuwan harus percaya dengan hasil penelitian ilmiah, mereka juga harus menyadari bahwa kebenaran ilmu tidak bersifat mutlak. Karena kebenaran dalam IPA tidak bersifat mutlak, hal ini mengandung arti bahwa sekalipun pendapat kita benar, tidak berarti bahwa pandangan orang lain salah. Bisa jadi ada beberapa pandangan yang semuanya benar. Oleh karena itu sekalipun ilmuwan harus kritis namun di sisi lain mereka juga harus terbuka dengan pandangan orang lain. Sikap yang objektif, jujur, kritis, bertanggung jawab, dan terbuka merupakan sikap-sikap ilmiah yang juga merupakan bagian dari IPA yang juga harus ditanamkan ada siswa.

3. IPA dan Teknologi

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan kata “IPA (sains) dan teknologi”. Apakah perbedaan diantara keduanya? Walaupun kedua kata tersebut seringkali dirangkai sehingga seolah menjadi satu kesatuan, namun keduanya berbeda. Fokus utama sains adalah untuk memahami alam sedangkan teknologi adalah penggunaan pengetahuan, keterampilan, dan kreativitas untuk memecahkan masalah praktis yang kita hadapi. Hal ini mengandung arti bahwa sains merupakan dasar-dasar untuk mengembangkan teknologi.

B.  Pendidikan IPA di Sekolah Dasar

Mata Pelajaran IPA di Sekolah Dasar bertujuan agar siswa : memahami konsep-konsep IPA, memiliki keterampilan proses, mempunyai minat mempelajari alam sekitar, bersikap ilmiah, mampu menerapkan konsep-konsep IPA untuk menjelaskan gejala-gejala alam dan memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari, mencintai alam sekitar, serta menyadari kebesaran dan keagungan Tuhan. Berdasarkan tujuan di atas, maka pembelajaran pendidikan IPA di SD menuntut proses belajar mengajar yang tidak terlalu akademis dan verbalistik.

Selain itu dalam kondisi ketergantungan hidup manusia akan ilmu dan teknologi yang sangat tinggi, maka pembelajaran IPA di SD harus dijadikan sebagai mata pelajaran dasar dan diarahkan untuk menghasilkan warga Negara yang melek IPA. Rutherford dan Ahlgren (1990) dalam kata pengantarnya untuk buku Science for All Americans mengemukakan beberapa alasan mengapa IPA layak dijadikan sebagai mata pelajaran dasar dalam pendidikan : Pertama, IPA dapat memberi seseorang pengetahuan tentang lingkungan biofisik dan perilaku social yang diperlukan untuk pengembangan pemecahan yang efektif bagi masalah-masalah local dan global; Kedua, dengan penekanan dan penjelasan akan adanya saling ketergantungan antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang lain beserta lingkungannya, IPA akan membantu mengembangkan sikap berpikir seseorang terhadap lingkungan dan dalam memanfaatkan teknologi; Ketiga, Kebiasaan berpikir ilmiah dapat membantu seseorang dalam setiap kegiatan kehidupan sehingga peka terhadap permasalahan yang seringkali melibatkan sejumlah bukti, pertimbangan kuantitatif, alasan logis, dan ketidak pastian; Keempat, prinsip-prinsip teknologi memberi sesorang dasar yang kuat untuk menilai penggunaan teknologi baru beserta implikasinya bagi lingkungan dan budaya; Kelima, pendidikan IPA dan teknologi secara terus menerus dapat memberikan piranti untuk menentukan sikap terhadap sejumlah masalah dan pengetahuan baru yang penting; Keenam, potensi IPA dan teknologi guna meningkatkan kehidupan tidak akan terealisasikan tanpa didukung oleh pemahaman masyarakat umum terhadap IPA, matematika, dan teknologi, serta kebiasaan berpikir ilmiah.

Carin dan Sund (1989) memberikan petunjuk tentang bagaimana seharusnya IPA diajarkan pada pendidikan dasar. Salah satu diantaranya adalah menanamkan ke dalam diri siswa keingintahuan akan alam sekitar, serta dapat memahami pejelasan-penjelasan ilmiah tentang fenomena alam. Hal ini sesuai dengan salah satu tujuan pendidikan IPA yaitu bahwa IPA harus mampu meberikan pengetahuan kepada siswa tentang dunia dimana kita hidup, dan bagaimana kita sebagai makhluk hidup harus bersikap terhadap alam.

Secara singkat, Connor (1990) mengemukakan, pendidikan IPA di SD harus secara konsisten berorientasi pada (a) pengembangan keterampilan proses, (b) pengembangan konsep, (c) aplikasi, dan (d) isu social yang berdasar pada IPA.

Khusus untuk keterampilan proses dalam pembelajaran IPA, Mechling dan Oliver (1983) mengemukakan bahwa penekanan yang diberikan dalam pengajaran keterampilan proses IPA adalah pada keterampilan-keterampilan berpikir. Keterampilan berpikir ini dapat berkembang pada anak selama anak diberi kesempatan untuk berlatih menggunakan keterampilan-keterampilan tersebut. Dengan keterampilan-keterampilan proses IPA, yang salah satu diantaranya adalah keterampilan mengajukan pertanyaan, maka siswa sekolah dasar dapat mempelajari IPA sebanyak-banyaknya, sesuai dengan keinginan mereka untuk mengetahui dan mempelajari IPA tersebut selama hidupnya.

Holt (1991) menyebutkan ciri-ciri siswa SD, antara lain rasa ingin tahu yang berlebih, mengeksplorasi, menemukan, mempelajari sesuatu yang baru, dan berkreasi. Untuk mendorong munculnya rasa ingin tahu siswa SD tersebut, terlebih dahulu perlu dilakukan eksplorasi terhadap apa yang akan dipelajari, sehingga pertanyaan-pertanyaan yang muncul dari kegiatan eksplorasi tersebut dapat dijawab dengan percobaan yang dilakukan oleh siswa sendiri untuk menemukan konsep-konsep baru. Hal ini juga sesuai dengan pendapat yang dikemukakan oleh Blosser (1990), bahwa siswa SD lebih mudah memahami IPA jika melakukan kegiatan percobaan sendiri.

Berdasarkan pada beberapa pendapat yang dikemukakan di atas, maka sebaiknya pembelajaran IPA di SD menggunakan perasaan keingintahuan siswa sebagai titik awal dalam melaksanakan kegiatan-kegiatan penyelidikan atau percobaan. Kegiatan-kegiatan ini dilakukan untuk menemukan dan menanamkan pemahaman konsep-konsep baru dan mengaplikasikannya untuk memecahkan masalah-masalah yang ditemui oleh siswa SD dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini penting untk dilaksanakan karena langkah awal untuk menghasilkan orang dewasa yang melek IPA adalah dengan melibatkan anak-anak, dalam hal ini adalah anak-anak SD secara aktif sejak dini ke dalam kegiatan IPA seperti disebutkan di atas.

Sumber :

Yuliariatiningsih, Margaretha, & Dede Margono. 2009. Pendidikan IPA di Sekolah Dasar. Bandung: UPI Kampus Cibiru.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Leave a Reply

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *