Metode Ilmiah Cetak

BAB II. METODE ILMIAH A. RENCANA BELAJAR PESERTA Standar Kompetensi : Memahami gejala alam melalui pengamatan. Kompetensi Dasar : 1. Mengidentifikasi objek secara terencana dan sistematis untuk memperoleh informasi gejala alam biotik. 2. Mengidentifikasi objek secara terencana dan sistematis untuk memperoleh informasi gejala alam abiotik. Jenis Kegiatan

Tanggal

Waktu

Tempat Belajar

Alasan Perubahan

Tanda Tangan Guru

B. TUJUAN PEMBELAJARAN : Tujuan Kegiatan Pembelajaran Umum Siswa dapat mempelajari dan menggunakan konsep metode ilmiah dalam kehidupan sehari-hari. 1. Kegiatan Belajar 1 (

menit)

1.1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 1. Setelah selesai mempelajari kegiatan 1, Anda dapat: 1.

Memahami hakikat ilmu pengetahuan alam (sains)

2.

Memahami dan dapat menerapkan keterampilan proses sains

3.

Memahami dan dapat menerapkan metode ilmiah untuk pengamatan gejala alam

1.2 Kegiatan Pembelajaran dan Pengerjaan Tugas 1.2.1 Materi Pembelajaran 1 I. HAKIKAT ILMU PENGETAHUAN ALAM (SAINS) Sejak abad ke-18, ilmu pengetahuan telah berkembang pesat dan melahirkan teknologi canggih yang berperan penting dalam kehidupan manusia. Perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya ilmu pengetahuan alam, telah mengubah sejarah peradaban manusia

menjadi lebih modern. Meski

demikian, tanpa disadari manusia telah mengeksploitasi alam secara besar-besaran dan mengabaikan keutuhan alam. Seiring dengan berkembangnya kemajuan sains serta teknologi, ketersediaan sumber daya alam semakin menurun. Hal ini akan memengaruhi kehidupan manusia selanjutnya, yang saat ini telah ditandai dengan perubahan iklim akibat pemanasan global. Bagaimana hal tersebut dapat terjadi? Bagaimana kita dapat mencegah kerusakan alam lebih lanjut? Untuk menjawabnya, kita perlu terlebih dahulu mengkaji kembali hakikat dari ilmu pengetahuan alam (sains) yang sesungguhnya. 1. Ilmu Pengetahuan Alam sebagai Disiplin Ilmu Berbagai disiplin ilmu yang dipelajari manusia secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: 1.

Ilmu alam (natural sciences), misalnya kimia, fisika, biologi.

2.

Ilmu sosial (social sciences), misalnya sosiologi, ekonomi, manajemen.

3.

Humanitas (Ilmu Budaya), misalnya bahasa, etika, kewarganegaraan.

1

Ilmu pengetahuan alam bermula dari rasa ingin tahu yang merupakan ciri khas manusia. Manusia memiliki rasa ingin tahu mengenai benda-benda dan gejala-gejala alam di sekitarnya, dan dirinya sendiri. Dari rasa ingin tahu tersebut, manusia selalu menggunakan akal pikirannya untuk mencari tahu serta mempelajari gejala-gejala alam agar dapat bermanfaat dalam kehidupannya. Jadi, ilmu pengetahuan alam (sains) adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam secara apa adanya. 2. Ciri Ilmu Pengetahuan Alam Ilmu pengetahuan alam memiliki ciri-ciri sebagai berikut. a. Konkret Ilmu pengetahuan alam memiliki objek kajian berupa benda-benda atau gejala-gejala alam yang nyata dan dapat ditangkap oleh indera, contohnya tumbuhan, benda langit, dan hujan. b. Logis Ilmu pengetahuan alam dikembangkan berdasarkan cara berpikir logis. Cara berpikir logis adalah cara berpikir dengan menggunakan logika dan ajek. Kesimpulan yang diambil berdasarkan logikalogika tertentu, baik secara induktif atau deduktif. c. Objektif Hasil dari ilmu pengetahuan alam merupakan suatu produk yang terhindar dari maksud-maksud tertentu pelaku (subjektif), baik itu berupa kepentingan seseorang maupun golongan. Hasil dari kajian ilmu pengetahuan alam harus sesuai dengan fakta dan bukti kebenaran ilmiah secara apa adanya tanpa ditambahi ataupun ditutupi dengan mitos dan perasaan. d. Empiris Ilmu pengetahuan alam atau sains dikembangkan berdasarkan pengamatan empiris, yaitu suatu pengalaman konkret yang dapat dirasakan oleh semua orang dan dapat dibuktikan secara ilmiah. e. Sistematis Hasil kajian ilmu pengetahuan alam, baik hasil penelitian atau kajian ilmiah, didasarkan pada langkah-langkah yang sistematis dan berurutan. Urutan tersebut berupa langkah-langkah metode ilmiah sehingga ketika orang lain ingin melakukan hal yang sama, akan mendapatkan hasil yang sama pula. f. Teori-teorinya berlaku umum Begitu banyak teori-teori sains yang lahir dari ilmuwan yang mengkaji gejala-gejala alam. Teoriteori itu berlaku umum dan dapat diketahui oleh orang lain tanpa batas. Ketika seorang ilmuwan mengeluarkan teori tertentu, orang lain dapat mengoreksi atau mengkaji ulang kesesuaian teori tersebut. Bahkan ilmuwan lain yang tidak sependapat dapat mengeluarkan teori baru yang melengkapi atau membantah teori yang tidak sesuai tersebut. •

KEGIATAN 1.1 Perkembangan Sains dan Teknologi di Indonesia

Tujuan: mendiskusikan perkembangan sains dan teknologi di Indonesia saat ini. Kamu telah mempelajari ilmu pengetahuan alam (sains) sebagai suatu disiplin ilmu. Diskusikan dengan temanmu mengenai hat berikut. •

Hubungan perkembangan sains dengan perkembangan teknologi.

•

Perkembangan sains dan teknologi di Indonesia saat ini.

•

Dampak perkembangan sains dan teknologi terhadap masyarakat dan alam Indonesia. Bacalah berbagai sumber yang dapat menambah bahan diskusimu. Tuliskan hasil diskusimu dan kumpulkan ke guru. 2

II. KETERAMPILAN PROSES SAINS Bagaimana cara ilmuwan menemukan dan mengembangkan ilmu pengetahuan alam? Para ilmuwan berhasil mengembangkan ilmu pengetahuan karena mereka bekerja secara sistematis, jujur, dan disiplin. Mereka mengembangkan semua keterampilan yang mereka miliki. Keterampilan itu dinamakan

keterampilan

proses.

Seseorang

yang

ingin

mempelajari

sains

diharapkan

dapat

menggunakan dan melatih keterampilan proses yang dimilikinya sehingga akan terbentuk suatu sikap ilmiah dalam menjawab berbagai pertanyaan-pertanyaan di alam. Keterampilan proses sains tersebut adalah sebagai berikut. 1. Melakukan Observasi Observasi adalah keterampilan dalam mengamati objek dan fenomena melalui panca indera, yaitu melihat, menyentuh, mengecap, mendengar, dan membau. Observasi juga dapat dilakukan dengan menggunakan alat bantu, seperti penggaris, mikroskop, termometer, lup, dan neraca. Hasil observasi dapat ditampilkan dalam bentuk gambar, bagan, tabel, grafik, deskripsi, atau penjelasan. Contoh hasil observasi dalam bentuk gambar:

Contoh hasil observasi dalam bentuk deskripsi: Daun berukuran ± 10 — 5 cm2. Warna buah kuning, berbentuk bulat dengan daging buah tebal dan berair. Bunga berwarna putih dengan jumlah kelopak tiga. Batang berkayu. Akar merupakan akar tunggang. 2. Menafsirkan Menafsirkan merupakan kemampuan dalam memberi arti atau menginterpretasikan suatu gejalagejala atau kejadian berdasarkan kejadian lainnya. Dalam memberikan penafsiran hendaknya memiliki acuan atau patokan. Acuan tersebut berdasarkan pengetahuan yang dimiliki dan pola yang sudah terjadi. Contoh cara menafsirkan adalah sebagai berikut. Gejala

: sebelum air sungai tercemar limbah pabrik, populasi ikan adalah 50 ekor, kemudian ketika air sungai tercemar limbah pabrik, populasinya menjadi 25 ekor.

Penafsiran : terjadi penurunan populasi ikan sebesar 50% yang kemungkinan diakibatkan oleh air sungai yang tercemar limbah pabrik. 3. Memprediksi Memprediksi berarti memperkirakan suatu kejadian di masa yang akan datang berdasarkan pola yang pernah terjadi sebelumnya pada kondisi yang sama. Contoh cara memprediksi adalah sebagai berikut. Kondisi

: matahari, bumi, dan bulan berada pada satu garis lurus, bumi terletak di antara matahari dan bulan.

Prediksi

: akan terjadi gerhana bulan. 3

4. Mengidentifikasi Variabel Variabel adalah sesuatu yang menjadi pusat atau fokus perhatian, yangmemberikan pengaruh dan memiliki nilai sehingga dapat berubah. Variabel dapat disebut juga peubah. Variabel merupakan objek penelitian yang dapat menentukan hasil penelitian. Ada beberapa macam variabel, yaitu: a.

Variabel manipulasi/bebas, yaitu variabel yang sengaja dapat diubah dan dimanipulasi oleh peneliti. Variabel manipulasi sengaja dibuat bervariasi oleh peneliti.

b.

Variabel respon/terikat, yaitu variabel yang dipengaruhi oleh variabel manipulasi. Ketika variabel manipulasi berubah, variabel respon ikut berubah.

c.

Variabel kontrol/pengendali, yaitu variabel yang berada di luar variabel manipulasi dan variabel respon. Variabel ini dibuat sama dan terkendali agar tidak berpengaruh terhadap hasil penelitian.

Contoh cara mengindentifikasi variabel adalah sebagai berikut. Misalkan, kita ingin meneliti faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan tanaman jagung. Kita

harus

memperhatikan

faktor-faktor

yang

dapat

mempengaruhi

pertumbuhan

tanaman

tersebut, seperti cahaya, air, tanah, suhu, dan kelembaban. Faktor-faktor ini dapat mempengaruhi dan

mengubah

pertumbuhan

tanaman

jagung

sehingga

dianggap

sebagai

variabel

dalam

penelitian. Selanjutnya, kita dapat memilih faktor yang dibuat bervariasi sehingga dapat diukur perubahannya, misalnya cahaya. Dalam hal ini, cahaya merupakan variabel manipulasi. Cahaya memengaruhi pertumbuhan tanaman jagung sehingga pertumbuhan tanaman jagung merupakan variabel respon. Faktor pertumbuhan selain cahaya, seperti air, tanah, suhu, dan kelembaban, harus dibuat tetap (tidak berubah) agar tidak ikut mempengaruhi hasil penelitian. Oleh karena itu, faktor selain cahaya tersebut merupakan variabel kontrol. KEGIATAN 1.2 Mengidentifikasi Variabel Penelitian Tujuan: mengidentifikasi variabel-variabel dalam suatu penelitian. Tentukanlah variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol dari penelitian di bawah ini. •

Pertumbuhan anak ayam

•

Kesuburan tanah

•

Kenaikan berat badan

•

Kesehatan jantung

Isilah variabel-variabel dalam tabel berikut Masalah Penelitian Manipulasi

Variabel Respon

Kontrol

Pertumbuhan anak ayam Kesuburan tanah Kenaikan berat badan Kesehatan jantung 5. Mengkomunikasikan Hasil Ketika seseorang mengomunikasikan hasil kajian maupun penelitian sains, ia harus menyampaikan dengan jelas, tepat, tanpa menimbulkan ambigu. Mengomunikasikan hasil dapat melalui lisan maupun tulisan. Melalui lisan misalnya dalam presentasi, diskusi, atau seminar ilmiah. Melalui tulisan misalnya dalam bentuk makalah, laporan penelitian, atau jurnal. •

Kaji Ulang 1.

Jelaskan keterampilan apa saja yang diperlukan dalam mempelajari ilmu pengetahuan alam (sains).

2.

Jelaskan macam-macam variabel dalam penelitian.

4

3.

Seorang

siswa

melakukan

observasi

terhadap

tanaman

di

kebun

rumahnya

dan

kebun

tetangganya. Hasil observasinya adalah tanaman di kebun rumahnya lebih subur dari tanaman di kebun tetangganya. Tanaman di kebun rumahnya disiram setiap had dan diberi pupuk. Tanaman di kebun tetangganya disiram seminggu sekali dan diberi pupuk. Apa yang bisa kamu tafsirkan dari observasi siswa tersebut? III. METODE ILMIAH Metode ilmiah adalah langkah-langkah sistematis dan teratur yang digunakan dalam rangka mencari kebenaran ilmu pengetahuan. Metode ilmiah diperlukan dalam melakukan suatu penelitian. Mengapa

kita

harus

melakukan

penelitian?

Penelitian

dilakukan

untuk

menjawab

pertanyaan-

pertanyaan dan rasa ingin tahu manusia terhadap suatu kejadian atau gejala alam tertentu. Ilmu pengetahuan terus berkembang karena para ilmuwan tak berhenti mencari tahu dan meneliti mengenai gejala-gejala alam yang terjadi. Penelitian dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: 1. Penelitian Kualitatif Penelitian kualitatif adalah penelitian yang dilakukan menggunakan alat indera tanpa mengacu pada satuan pengukuran baku. Data yang didapat dari penelitian kualitatif berupa deskripsi atau penjelasan mengenai suatu keadaan atau kejadian. Contoh: penelitan mengenai struktur morfologi bunga kembang sepatu. Data yang didapat berupa deskripsi berikut ini. Bunga kembang sepatu merupakan bunga lengkap karena memiliki mahkota, kelopak, putik, dan benang sari. Mahkota bunga berwarna merah. Bentuk bunga seperti terompet. 2. Penelitian Kuantitatif Penelitian

kuantitatif

adalah

penelitian

yang

dilakukan

-nenggunakan

alat

ukur

dan

mengacu pada satuan pengukuran paku. Data yang didapat dari penelitian kuantitatif berupa angka / jumlah Contoh: penelitian mengenai pertumbuhan tanaman kembang sepatu per hari. Data yang didapat berupa tabel berikut ini. Tabel 1.2 Contoh Data Pertambahan Panjang Batang Tanaman Kembang Sepatu Hari Senin Selasa Rabu Kamis Jum’at Sabtu

Pertambahan Panjang Batang (mm) 8 15 16 5 10 7

Untuk mendapatkan hasil penelitian, diperlukan langkah-langkahkah metode ilmiah sebagai berikut. 1) Menyusun Rumusan Masalah Ketika seseorang ingin meneliti atau mencari jawaban, lebih dahulu is akan menemukan masalah. Masalah tersebut dapat ditemukan dari lingkungan sekitar, baik mahkluk hidup maupun benda mati. Setelah menemukan masalah, masalah tersebut kemudian dirumuskan. Dalam merumuskan masalah setidaknya harus memperhatikan hal-hal berikut: a.

Masalah menyatakan adanya keterkaitan antara beberapa variabel atau lebih. Hubungan itu dapat

berupa

pengaruh,

perbedaan,

atau

perbandingan

antarvariabel,

baik

variabel

manipulasi, respon, maupun kontrol. b.

Masalah tersebut merupakan masalah yang dapat diuji dan dapat dipecahkan.

c.

Masalah disusun dalam bentuk pertanyaan yang singkat, padat dan jelas. Pertanyaan dibuat dengan diawali oleh kata tanya dan diakhiri dengan tanda tanya.

Contoh cara merumuskan masalah:

5

Di suatu sungai yang tercemar limbah pabrik, hari demi hari ikan-ikan yang hidup di sungai tersebut populasinya berkurang. Dari masalah tersebut kita dapat melihat beberapa hal penting yang dapat kita teliti, antara lain limbah pabrik dan populasi ikan. Setelah itu, kita dapat menentukan variabel yang terdapat di dalamnya. •

Limbah pabrik merupakan variabel manipulasi/bebas, karena is dapat memengaruhi populasi ikan di dalam sungai tersebut. Dalam penelitian untuk mengetahui ada atau tidak pengaruh limbah pabrik tersebut terhadap populasi ikan di sungai, kita dapat memanipulasi jumlah limbah yang mencemari air sungai tersebut.

•

Populasi ikan merupakan variabel respon/terikat, karena perubahannya dipengaruhi oleh limbah pabrik yang merupakan variabel manipulasi/bebas.

Setelah menentukan variabel, maka kita dapat merumuskan masalah di atas sebagai berikut: Apakah terdapat pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai? kata tanya

menyatakan keterkaitan

variabel manipulasi

variabel terikat

2) Menyusun Kerangka Teori Setelah menemukan dan merumuskan masalah, langkah selanjutnya adalah mengumpulkan keterangan-keterangan dan informasi, baik secara teori maupun data-data fakta di lapangan, yang berhubungan dengan permasalahan yang terjadi. Hal ini dilakukan sebagai modal dalam menyusun dugaan sementara terhadap permasalahan yang terjadi. Keterangan-keterangan atau informasi tersebut

dapat

diambil

dari

buku

berupa

teori

mengenai

variabel-variabel

yang

menjadi

permasalahan, internet, atau dari jurnal penelitian. Dari keterangan-keterangan dan informasi tersebut diperoleh penjelasan sementara terhadap permasalahan yang terjadi.

3.

Merumuskan Hipotesis Ketika kita merumuskan pertanyaan, maka sebenarnya sudah terlintas jawabannya di pikiran kita,

tapi jawaban tersebut masih be rs ifa t me ra gu kan dan semen ta ra ka re na be lu m dibu ktikan melalui eksperimen (percobaan). jawaban sementara itulah vang dinamakan dengan hipotesis. Hipotesis masih perlu dicari kebenarannya. Dalam merumuskan hipotesis hendaknya harus memerhatikan hal-hal berikut.

•Ditulis dalam pernyataan. •Sederhana dan jelas, mengandung variabel-variabel yang menjadi perhatian. Berdasarkan keterangan-keterangan atau informasi yang dikaji baik dari sumber bacaan maupun fakta. Ada dua macam hipotesis, yaitu hipotesis nol, merupakan jawaban sementara yang menyatakan tidak ada pengaruh antarvariabel, dan hipotesis alternatif, merupakan jawaban sementara yang menyatakan ada hubungan antarvariabel. Hipotesis nol berlawanan dengan hipotesis alternatif. Berdasarkan pengertian di atas, rumusan masalah pada halaman sebelumnya

dapat disusun

hipotesisnya, yaitu: Hipotesis nol

: tidak ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai.

Hipotesis alternatif : ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai.

4. Melakukan Eksperimen Setelah merumuskan hipotesis, maka tahap berikutnya adalah membuktikan kebenaran hipotesis tersebut. Untuk membuktikan hipotesis, dilakukan eksperimen. Berdasarkan masalah pada halaman 10, eksperimen dapat dilakukan dengan memberi perlakuan pada populasi ikan berupa mengalirkan air limbah sedikit demi sedikit sesuai kehendak peneliti. Hal ini dilakukan untuk melihat adakah pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan. 6

Contoh urutan kerja eksperimen: a. b.

Menyiapkan ikan, misalnya ikan yang digunakan berjumlah 10 ekor. Menyiapkan media tempat tinggal populasi ikan, dalam hal ini ikan harus hidup di air mengalir seperti sungai. Misalnya, di kolam yang airnya selalu mengalir.

c-

Menyiapkan limbah sesuai dengan kadar kandungan limbah yang sebenarnya.

d-

Membuat rancangan berapa lama waktu percobaan akan dilakukan.

e.

Mencatat data yang didapat untuk setiap perlakuan.

5. Mengolah dan Menganalisis Data Data yang diambil pada saat penelitian harus diolah dan dianalisis. Data dibuat sederhana untuk melihat keterkaitan antarvariabel. Data dikelompokkan sesuai dengan sifat dan jenisnya. Data dapat diolah dan disajikan dalam bentuk tabel, grafik, atau diagram. Setelah itu, data dianalisis dan dibahas serta disesuaikan dengan kerangka teori yang telah dibuat untuk mencari kebenaran apakah hipotesis yang telah didapat sesuai dengan data eksperimen atau tidak. Contoh penyajian data eksperimen: •

Data dalam bentuk tabel Tabel 1.1 Data jumlah populasi ikan pada perairan yang mengandung limbah pabrik dengan volume tertentu.

•

Data dalam bentuk diagram batang Diagram data jumlah populasi ikan pada perairan yang mengandung limbah pabrik dengan volume tertentu.

0

20

40

60

80 100 120

Volume limbah pabrik (cm')

Contoh analisis/pembahasan: Berdasarkan data tersebut, tampak bahwa populasi ikan menurun karena limbah pabrik yang mencemari air. Semakin banyak volume limbah pabrik yang dialirkan, semakin banyak pule ikanikan 7

yang coati. Artinya, populasi ikan menurun seiring dengan bertambahnya volume limbah pabrik yang mencemari air. Hal ini menunjukkan bahwa limbah pabrik memengaruhi populasi ikan. 6. Menarik Kesimpulan Kesimpulan didapat dari data hasil eksperimen. Ada dua kemungkinan kesimpulan, yaitu hipotesis diterima atau hipotesis ditolak. Hipotesis diterima jika hasil eksperimen sesuai dengan hipotesis, yaitu ada keterkaitan antar variabel. Hipotesis ditolak jika hasil eksperimen tidak sesuai dengan hipotesis dan tidak ada keterkaitan antar variabel. Kesimpulan hasil eksperimen di atas adalah: Terdapat pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai. 7. Mempublikasikan Hasil Setelah eksperimen selesai dan telah didapatkan kesimpulannya, langkah terakhir dari metode ilmiah adalah mempublikasikan hasil. Mempublikasikan hasil adalah menginformasikan kepada orang lain hasil dari eksperimen yang telah dilakukan, agar orang lain mengetahui atau mengujicobakan kembali. Mempublikasikan hasil dapat dilakukan dengan menyusun laporan hasil penelitian (laporan menurut metode ilmiah), menerbitkan dalam jurnal penelitian, atau koran sekolah. Mengenai susunan laporan ilmiah secara umum adalah sebagai berikut: 1.

Judul

2.

Kata Pengantar

3.

Daftar isi

4.

BAB I. Pendahuluan 1.

Latar belakang masalah

2.

Rumusan masalah

3.

Tujuan penelitian

4.

Hipotesis penelitian

5.

BAB II. Tinjauan Pustaka

6.

BAB III. Bahan dan Metode Kerja

7.

BAB V. Kesimpulan dan Saran

8