Identifikasi Obyek IPA Secara Terencana dan Sistematis

Ilmu pengetahuan tentang alam semesta dapat maju seperti sekarang ini, tidak terlepas dari upaya keras dari para ahli di bidangnya. Untuk memajukan ilmu pengetahuan dan teknologi, kemampuan berpikir lewat IPA menjadi pembuka jalan bagi pemahaman sikap, proses maupun produknya.

Awal mula tahapan berpikir manusia pada umumnya dimulai dengan tahap ragu-ragu, selanjutnya tahap berikutnya, muncul tantangan yakni kesadaran akan adanya masalah dan pembatasan masalah. Dari tahap pembatasan masalah ini manusia berupaya menemukan bagian yang lebih fokus, terinci dan munculnya kesenjangan antara yang ada sekarang dengan yang diinginkannya.

Tahapan semacam ini selanjutnya ditemukan/muncul masalah yang lebih spesifik sehingga pada akhirnya dapat disusun rumusan masalah yang lebih operasional. Masalah yang telah dirumuskan dengan baik tersebut merupakan separoh langkah dalam memperoleh pengetahuan. Mulai dari rumusan masalah ini manusia berusaha mencari kepastian masalah dan berusaha untuk membina kesadaran menemukan berbagai sumber pustaka, melakukan kajian pustaka dan merumuskan hipotesis.

Tahapan berikutnya adalah mencari alternatif pemecahan masalah, yakni berupaya membangkitkan kesadaran menemukan metode pemecahan masalah dengan mengupayakan langkah sistematis dalam pemecahan masalah. Bagaimana melakukan observasi, klasifikasi, menentukan variabel, inferensi, prediksi, merancang percobaan.

Melakukan observasi berkaitan dengan upaya untuk melakukan pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Misalnya besaran panjang diukur dengan penggaris, roll meter, besaran suhu diukur dengan termometer, besaran waktu diukur dengan jam atau stopwatch, besaran kelembaban udara diukur dengan higrometer dan sebagainya. Hasil pengukuran tersebut seterusnya dilakukan pencatatan dan klasifikasi. Lewat pengukuran dan klasifikasi inilah diperoleh data yang bersifat kuantitatif.

Contoh kasus I : cara pemecahan masalah lewat eksperimen.

Siswa SMP kelas 8 sebanyak 5 anak, masing-masing namanya A, B, C, dan D sedang malakukan eksperimen terhadap tanaman kacang panjang dan kelimanya ditugasi untuk menyiram dengan air dan mengukur pertumbuhannya dan menuliskan hasil pengukuran tentang tinggi tanaman selama dua minggu. Dalam waktu dua minggu tersebut mereka memperoleh data hasil pengamatan sebagai berikut, yakni siswa:

A : 10 cm, disiram tiap hari 100 cc air.

B : 15 cm, disiram tiap 2 hari 100 cc air.

C : 20 cm, disiram tiap 3 hari 100 cc air.

D : 5 cm, disiram 2 kali sehari dengan 100 cc air.

Dari kasus yang telah diungkapkan di atas, kegiatan yang telah dilakukan oleh siswa SMP kelas 8 tersebut adalah melakukan observasi atau pengamatan dengan melakukan pengukuran menggunakan alat ukur penggaris. Besaran ketinggian tanaman diukur dengan penggaris didapat satuan cm, besaran waktu dalam ukuran satuan hari dan minggu kalender, besaran volume air ditakar dengan gelas ukur dalam ukuran cc. Dari besaran yang diukur dan dicatat tersebut siswa telah dapat mengenal variabel dalam eksperimen tersebut.

Di dalam eksperimen, variabel dibedakan menjadi variabel terikat, variabel kontrol dan variabel bebas. Variabel terikat dalam contoh adalah ketinggian tanaman. Variabel terikat ini sebagai indikator keberhasilan eksperimen, sehingga harus dicermati. Variabel kontrolnya adalah pemberian air sebanyak 100 cc dengan pola penyiraman seperti di atas selama 2 minggu.

Variabel bebasnya adalah cara/teknik penyiramannya, misalnya disiram sekali setiap hari, sekali tiap dua hari, sekali tiap tiga hari, dan dua kali sehari. Hasil pencatatan siswa terhadap besaran yang diukur tersebut dapat diklasifikasikan ke dalam pertumbuhan yang baik, sedang dan kurang. Seterusnya muncul suatu prediksi di kalangan siswa SMP yang seterusnya prediksi ini digunakan untuk membangun teori.

Dari perlakuan siswa tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin kurang tanaman kacang disiram semakin cepat pertumbuhannya. Di sini jawaban C-lah yang paling sesuai. Kesimpulan inilah yang nantinya sebagai teori. Tahapan dan langkah berpikir di atas inilah yang seringkali digunakan untuk mengembangkan IPA melalui cara berpikir ilmiah. Lewat berpikir ilmiah, perkembangan IPA secara spesifik diungkap tahap demi tahap.

Sifat khas seorang ilmuwan ialah selalu berusaha memperoleh gambaran yang setepat mungkin mengenai persoalan yang akan dipecahkan. Pengakuan akan adanya masalah perlu selalu diupayakan pemecahannya, merupakan salah satu langkah penting dalam belajar IPA. Masalah dalam IPA pada umumnya dapat dikaji dengan membagi-bagi ke dalam masalah yang lebih kecil ruang lingkupnya, titik persoalannya serta berkaitan dengan di lingkungan mana persoalan tersebut terjadi.

Persoalan yang lebih kecil dan spesifik ini akan memerlukan jawaban yang lebih sederhana. Jawaban-jawaban yang berhasil diberikan dengan benar dari persoalan yang sederhana ini bila dikumpulkan akan memungkinkan terwujudnya jawaban yang lebih umum bagi persoalan sejenis yang lebih besar. Sebagai gambaran untuk mendapatkan gambaran sifat gas secara umum, telah dicoba dan ditelaah sifat gas secara molekuler.

Dengan mengandaikan sifat gas ideal memilki sifat yang sama dengan sifat gas dalam ruang tertutup pada tekanan rendah, maka kelakukan tiap molekul gas dapat dijelaskan. Dengan mengetahui terjadinya tumbukan antara molekul gas dengan dinding, maka dapat dijelaskan tekanan gas pada dinding ruang tertutup tersebut. Oleh karena sebaran gas tersebut merata pada semua tempat maka tekanan dalam ruang tersebut sama besar. Dalam hal ini besar tekanan dapat diketahui.

Untuk mepelajari IPA, dalam berbagai kasus sering ditemukan hal yang lebih rumit atau kompleks. Untuk persoalan yang kompleks diperlukan adanya upaya untuk membatasi persoalannya. Misalnya untuk mengetahui sifat zat gas dipergunakan sifat yang berkaitan dengan sifat gas ideal yang dianalogikan dengan gas dalam ruang tertutup dengan tekanan rendah; untuk mengetahui sifat zat padat yang kompleks, maka lebih mudah mengkaji zat padat yang memiliki bentuk teratur, seperti halnya kristal murni yang atom-atomnya tersusun secara teratur dan rapi.

Setelah mengetahui sifat persoalan yang dikaji dan berusaha membatasi persoalan tersebut, langkah seterusnya adalah menyatakan masalah tersebut ke dalam kalimat yang jelas. Langkah ini diikuti dengan mengumpulkan fakta secara benar dan objektif, atau mengumpulkan fakta secara jujur apa adanya. Dalam hal ini harus selalu diupayakan agar fakta yang terkumpul adalah fakta yang benar, tanpa memberikan pilihan yang condong kepada kepentingan pribadi atau pihak lain.

Fakta-fakta yang diberikan oleh perorangan tanpa dapat diukur secara kuantitatif atau tidak dapat diuji orang lain dengan hasil yang sama, biasanya bersifat subyektif dan kurang dapat dipercaya. Hal ini berarti dalam IPA hanya dikenal fakta dan bukan fakta, fakta adalah kenyataan alamiah dan kelompok bukan fakta adalah selain kenyataan alamiah.