BAB I
HAKIKAT SAINS
Mengetahui
cara pandang tentang sains merupakan faktor penting yang menentukan arah pembelajaran sains. Pernyataan
ini bukan khayalan, tetapi hasil penelitian, yakni bahwa persepsi guru tentang
sains akan mempengaruhi proses pembelajarannya.
Berbeda
alat pandang akan memberikan hasil pandang yang berbeda. Orang awam akan
memandang sains sebagai susunan informasi-informasi ilmiah an sich. Ilmuwan akan memandang atau mendefinisikan sains sebagai
metode yang dengannya hipotesis diuji. Filsuf akan memandang sains sebagai cara
yang berisi tanya-jawab, rangkaian tanya-jawab akan kebenaran dari apa yang
telah diketahui manusia.
James B.
Conant, mendeskripsikan sains sebagai rangkaian konsep dan pola konseptual yang
saling berkaitan yang dihasilkan dari eksperimen dan observasi. Hasil-hasil
eksperimen dan observasi yang diperoleh sebelumnya menjadi bekal bagi
eksperimen dan observasi selanjutnya, sehingga memungkinkan ilmu pengetahuan
tersebut untuk terus berkembang.
Pengertian IPA menurut Carin
& Sound (1989) adalah suatu sistem untuk memahami alam semesta melalui
observasi dan eksperimen yang terkontrol. Abruscato (1996) dalam bukunya yang berjudul “Teaching Children Science”
mendefinisikan tentang IPA sebagai pengetahuan yang diperoleh lewat serangkaian
proses yang sistematik guna mengungkap segala sesuatu yang berkaitan dengan
alam semesta.
The Harper
Encyclopedia of Science mendefinsikan sains sebagai suatu pengetahuan dan
pendapat yang tersusun dan didukung secara sistematis oleh bukti-bukti yang
dapat diamati.
Jika
menggunakan sudut pandang yang lebih menyeluruh, sains seharusnya dipandang
sebagai cara berpikir (a way of thinking)
untuk memeroleh pemahaman tentang alam dan sifat-sifatnya, cara untuk
menyelidiki (a way of investigating)
bagaimana fenomena-fenomena alam dapat dijelaskan, sebagai batang tubuh
pengetahuan (a body of knowledge)
yang dihasilkan dari keingintahuan (inquiry)
orang. Menggunakan pemahaman akan aspek-aspek yang fundamental ini, seorang
guru sains (IPA) dapat terbantu ketika mereka menyampaikan pada para siswa
gambaran yang lebih lengkap dan menyeluruh tentang semesta sains.
Sains sebagai cara untuk berpikir (Way
of Thinking)
Sains merupakan aktivitas manusia yang dicirikan oleh
adanya proses berpikir yang terjadi di
dalam pikiran siapapun yang terlibat di dalamnya. Pekerjaan para ilmuwan yang
berkaitan dengan akal, menggambarkan keingintahuan manusia dan keinginan mereka
untuk memahami gejala alam. Masing-masing ilmuwan memiliki sikap, keyakinan,
dan nilai-nilai yang memotivasi mereka untuk memecahkan persoalan-persoalan
yang mereka temui di alam. Ilmuwan digerakkan oleh rasa keingintahuan yang
sangat besar, imajinasi, dan pemikiran dalam penyelidikan mereka untuk memahami
dan menjelaskan fenomena-fenomena alam. Pekerjaan mereka termanifestasi dalam aktivitas
kreatif dimana gagasan-gagasan dan penjelasan-penjelasan tentang fenomena alam
dikonstruksi di dalam pikiran.
Sains sebagai cara untuk menyelidiki (Way Of Investigating)
Siapa saja yang berkeinginan memahami alam dan
menyelidiki hukum-hukumnya harus mempelajari gejala alam/peristiwa alam dan
segala hal yang terlibat di dalamnya. Petunjuk-petunjuk yang ada pada gejala alam
pada kenyataannya telah tertanam di alam itu sendiri.
Sains terbentuk dari proses penyelidikan yang terus
menerus. Hal yang menentukan sesuatu dinamakan sebagai sains adalah adanya
pengamatan empiris. Jika ketajaman perhatian kita pada fenomena alam ditandai
dengan adanya penggunaan proses ilmiah seperti pengamatan, pengukuran,
eksperimen, dan prosedur-prosedur ilmiah lainnya, maka itulah pengetahuan
ilmiah.
Sains Sebagai Batang Tubuh Pengetahuan (A Body Of Knowledge)
Sains merupakan batang tubuh pengetahuan yang
terbentuk dari fakta-fakta, konsep-konsep, prinsip-prinsip,
hipotesis-hipotesis, teori-teori, dan model-model membentuk kandungan (content) sains. Pembentukan
ini merupakan proses akumulasi yang terjadi sejak zaman dahulu hingga penemuan
pengetahuan yang sangat baru.
Fakta
Fakta
merupakan produk paling dasar dari sains (IPA). Fakta-fakta merupakan dasar dari
konsep-konsep, prinsip-prinsip, dan teori-teori. Fakta menunjukkan kebenaran
dan keadaan sesuatu. Karena fakta-fakta diperoleh dari hasil observasi, maka fakta-fakta
merepresentasikan apa yang dapat dilihat. Seringkali, dua buah kriteria berikut
ini digunakan untuk mengidentifikasi sebuah fakta, (a) dapat diamatai secara
langsung, (b) dapat didemonstrasikan kapan saja. Oleh karena itu, fakta-fakta
terbuka bagi siapapun yang ingin mengamatinya. Namun, kita harus ingat bahwa
dua kriteria di atas tidak selalu berlaku karena ada informasi faktual yang
hanya terjadi sekali dalam jangka waktu yang sangat lama, seperti erupsi gunung
berapi.
Konsep
Fakta-fakta
hanyalah merupakan bahan kasar dan harus diolah lagi sehingga membentuk gagasan
yang berarti dan hubungan-hubungan antarfakta. Aktivitas berpikir dan menalar
diperlukan untuk mengidentifikasi pola dan membuat kaitan antardata, sehingga
membentuk pertalian yang disebut dengan konsep.
Konsep
adalah abstraksi dari kejadian-kejadian, banda-benda, atau gejala yang memiliki
sifat tertentu atau lambang. Ikan, misalnya, memiliki karakteristik tertentu
yang membedakannya dengan reptil dan mamalia. Dikemukakan oleh Collette &
Chiappetta, menurut Bruner, Goodnow, dan Austin (1956), sebuah konsep setidaknya
memiliki 5 unsur, (1) nama, (2) definisi, (3) lambang, (4) nilai, dan (5)
contoh.
Misalnya konsep tentang perpindahan. Nama
dari konsep adalah perpindahan, definisinya adalah sebuah vektor yang arahnya
dari benda pada kedudukan awal menuju kedudukan akhir dan mempunyai besar yang
sama dengan jarak terpendek antara dua kedudukan. Lambang perpindahan adalah C, mempunyai nilai, misalnya 7 meter
dan mempunyai contoh sebagaimana gambar
.
Kata konsep
dan generalisasi sering dipergunakan secara bergantian. Konsep kadangkala
diartikan sebagai bayangan mental atau sudut pandang secara individual. Sebagai
contoh, jika seorang anak mempunyai konsep jarak bumi ke bulan, maka konsep ini
khas untuk dirinya sendiri. Sementara generalisasi adalah pernyataan yang didasarkan
atas akumulasi pengalaman-pengalaman yang terjadi dalam komunitas ilmiah.
Contoh lain
dari konsep dalam sains antara lain:
· Hewan
berdarah dingin adalah hewan yang menyesuaikan suhu tubuhnya dengan suhu
lingkungannya..
·
Satelit
adalah benda angkasa yang bergerak mengelilingi planet.
·
Air
adalaha zat yang molekulnya tersusun atas 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen.
Prinsip-prinsip dan
hukum-hukum
Prinsip-prinsip
dan hukum-hukum merupakan hasil generalisasi dari konsep-konsep. Prinsip dan
hukum seringkali digunakan secara bergantian sebagai sinonim. Prinsip atau
hukum terdiri dari fakta-fakta dan konsep-konsep. Prinsip-prinsip dan
konsep-konsep lebih umum daripada fakta-fakta, tetapi juga sering dikaitkan
dengan gejala yang dapat diamati di bawah kondisi-kondisi tertentu.
Prinsip-prinsip yang mengatur pertumbuhan dan reproduksi menyediakan informasi
yang dapat dipercaya berkenaan dengan perubahan yang terjadi dalam sistem
kehidupan.
Contoh produk IPA yang
merupakan prinsip ialah :
·
Logam
bila dipanaskan memuai
·
Semakin
besar besar intensitas cahaya, semakin efektif proses fotosintesis
·
Larutan
yang bersifat asam bila dicampur dengan larutan yang bersifat basa akan
membentuk garam dan bersifat netral.
·
Semakin
besar perbedaan tekanan udara, semakin kuat angin berhembus
Hukum adalah prinsip yang
bersifat spesifik. Kekhasan hukum dapat ditunjukkan dari :
§ Bersifat lebih kekal karena telah
berkali-kali mengalami pengujian
§ Pengkhususannya dalam menunjukkan hubungan
antar variabel
Hukum-hukum
tentang gas, hukum-hukum tentang gerak, dan hukum tentang listrik sebagai
contoh, menentukan hal-hal yang dapat diamati di bawah kondisi-kondisi
tertentu.
Contoh:
Hukum ohm menunjukkan hubungan
antara hambatan dengan kuat arus dan tegangan listrik, yaitu ”besarnya hambatan
sebanding dengan besarnya tegangan listrik tetapi berbanding terbalik dengan
kuat arusnya”. Hukum tersebut secara matematis dibahasakan dalam bentuk
persamaan :
R = dimana
R = tahanan
V = tegangan
I
= kuat arus
Teori-teori
Ilmuwan
menggunakan teori untuk menjelaskan pola-pola. Teori merupakan usaha
intelektual yang sangat keras karena ilmuwan harus berhadapan dengan
kompleksitas dan kenyataan yang tidak jelas dan tersembunyi dari pengamatan
langsung. Gagasan ini menjadi jelas ketika orang merujuk teori atom,
yang menyatakan bahwa seluruh benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat
kecil yang disebut dengan atom. Gambaran visual ini akan lebih sukar diterima
ketika kita meninjau salah satu aspek teori yang menyatakan bahwa sebuah atom
sebenarnya 99,99 % kosong.
Teori
memiliki tujuan yang berbeda dengan fakta-fakta, konsep-konsep, dan
hukum-hukum, tetapi ilmuwan menggunakan jenis pengetahuan ini untuk menyajikan
penjelasan-penjelasan dari fenomena-fenomena yang terjadi. Teori-teori mempunyai
hakikat berbeda dan tidak pernah menjadi fakta atau hukum, tetapi teori tetap
berlaku sementara sampai disangkal atau direvisi.
Model
Model
ilmiah adalah representasi dari sesuatu yang tidak dapat kita lihat. Model ini
menjadi gambaran mental yang digunakan untuk menunjukkan gajala dan
gagasan-gagasan yang abstrak. Model-model tersebut harus menyertakan hal-hal
yang menonojol dan penting dari gagasan atau teori yang mana ilmuwan mencoba
untuk memahamkannya atau menjelaskan gagasan atau teori tersebut. Model atom
Bohr, model tata surya, dan model DNA double
helix merupakan representasi konkret dari gejala-gejala/fenomena-fenomena
yang tidak dapat kita amati secara langsung. Buku teks merupakan referensi utama
ketika kita ingin menemukan model-model untuk membantu kita dalam belajar.
Sayangnya, orang kemudian percaya begitu saja pada model yang dia lihat, tidak
tahu bahwa model hanyalah merupakan alat bantu mengkonseptualisasi fitur yang
menonjol dari prinsip-prinsip dan teori-teori, dan gambaran mental tidaklah
sesuai dengan kenyataannya sebagian atau keseluruhan.
BAB II
Pembelajaran IPA Di Sekolah
Dasar
1. Karakteristik Anak usia
SD
Pembelajaran IPA di SD akan berhasil dengan baik
apabila guru memahami perkembangan intelektual anak usia SD. Usia anak SD
berkisar antara 7 tahun sampai dengan 11 tahun. Menurut Piaget perkembangan
anak usia SD tersebut termasuk dalam katagori operasional konkrit. Pada usia
operasional konkrit dicirikan dengan sistem
pemikiran yang didasarkan pada aturan tertentu yang logis, hal tersebut dapat
diterapkan dalam memecahkan persoalan-persoalan konkrit yang dihadapi. Anak
operasional konkrit sangat membutuhkan
benda-benda konkrit untuk menolong pengembangan
intelektualnya. Anak SD sudah mampu
memahami tertang penggabungan (penambahan atau pengurangan), mampu
mengurutkan, misalnya mengurutkan dari
yang kecil sampai yang besar, yang pendek sampai yang panjang, Anak SD juga
sudah mampu menggolongkan atau mengklasifikasikan berdasarkan bentuk luarnya
saja, misalkan menggolongkan berdasarkan warna, bentuk persegi atau bulat, dan
sebagainya. Pada akhir operasional konkret mereka dapat meahami tentang
pembagian, mampu menganalisis dan melakukan sintesis sederhana.
2. Prinsip Pembelajaran IPA
Di SD
a. Prinsip Motivasi : motivasi adalah daya
dorong seseorang untuk melakukan sesuatu kegiatan. Motivasi ada yang berasal
dari dalam atau intrinsik dan ada yang timbul akibat rangsangan dari luar atau
ekstrinsik. Motivasi intrinsik akan mendorong rasa ingin tahu, keinginan mencoba,
mandiri dan ingin maju.
b. Prinsip Latar : pada hakekatnya siswa
telah memiliki pengetahuan awal. Oleh karena itu dalam pembelajaran guru perlu
mengetahui pengetahuan, ketrampilan dan pengalaman apa yang telah dimiliki
siswa sehingga kegiatan belajar mengajar tidak berawal dari suatu kekosongan.
c. Prinsip Menemukan : pada dasarnya siswa
memiliki rasa ingin tahu yang besar sehingga potensial untuk mencari guna
menemukan sesuatu. Oleh karena itu bila diberi kesempatan untuk mengembangkan
potensi tersebut siswa akan merasa senang atau tidak bosan.
d. Prinsip Belajar Sambil Melakukan (learning
by doing) : Pengalaman yang diperoleh melalui bekerja merupakan hasil belajar
yang tidak mudah terlupakan. Oleh karena itu dalam proses belajar mengajar
sebaiknya siswa diarahkan untuk melakukan kegiatan atau ”Learning by doing”
e. Prinsip Belajar sambil Bermain : bermain
merupakan kegiatan yang dapat menimbulkan suasana gembira dan menyenangkan,
sehingga akan dapat mendorong siswa untuk melibatkan diri dalam proses
pembelajaran. Oleh karena itu dalam setiap pembelajaran perlu diciptakan
suasana yang menyenangkan lewat kegiatan bermain yang kreatif.
f. Prinsip Hubungan Sosial : dalam beberapa
hal kegiatan belajar akan lebih berhasil jika dikerjakan secara berkelompok.
Dari kegiatan kelompok siswa tahu kekurangan dan kelebihannya sehingga tumbuh
kesadaran perlunya interaksi dan kerja sama dengan orang lain.
Dari
prinsip-prinsip tersebut di atas nampak bahwa semuanya dalam rangka menciptakan
suasana pembelajaran yang membuat siswa senang sehingga mereka akan terlibat
aktif dalam pembelajaran. Untuk menunjang penerapan prinsip-prinsip tersebut di
atas guru dalam mengelola pembelajaran perlu :
§ Menyajikan kegiatan yang beragam sehingga
tidak membuat siswa jenuh.
§ Menggunakan sumber belajar yang
bervariasi, disamping buku acuan.
§ Sesekali dapat bekerjasama dengan
masyarakat, kantor-kantor, bank, dll, sebagai sumber informasi yang terkait
dengan praktek kehidupan sehari-hari.
§ Memanfaatkan lingkungan sekitar sebagai
sumber belajar, karena belajar akan bermakna apabila berhubungan langsung pada permasalahan lingkungan sekitar
siswa.
§ Kreatif menghadirkan alat bantu
pembelajaran. Proses ini dapat memudahkan siswa untuk memahami materi
pembelajaran atau dapat menolong proses berpikir siswa dalam membangun
pengetahuannya.
§ Menciptakan suasana kelas yang menarik,
misalnya pajangan hasil karya siswa dan benda-benda lain, peraga yang mendukung
proses pembelajaran.
Beberapa Pendekatan dalam Pembelajaran IPA di Sekolah Dasar.
Pendekatan yang dapat digunakan
dalam pembelajaran IPA di Sekolah Dasar
antara lain meliputi : Pendekatan Proses, Pendekatan Konsep, Pendekatan
Discovery (penemuan terbimbing), Pendekatan Inkuiri, Pendekatan Histori,
Pendekatan Nilai, Pendekatan Lingkungan dan Pendekatan Sains-Teknologi-Masyarakat.
a. Pendekatan Proses : merupakan pendekatan
yang menekankanatau melatih bagaimana cara memperoleh produk IPA, sehingga
operasional pembelajarannya selalu ada aktivitas atau bernuansa proses IPA.
b. Pendekatan Konsep : merupakan pendekatan yang
menekankan pengenalan konsep-konsep IPA. Pengenalan konsep sangat perlu karena
dibutuhkan dalam mengkomunikasikan pengetahuan.
c. Pendekatan Discovery atau Penemuan
Terbimbing: merupakan pendekatan dimana siswa diarahkan untuk mendapatkan suatu
kesimpulan dari serangkaian aktivitas yang dilakukan, sehingga siswa
seolah-olah menemukan sendiri pengetahuan tersebut. Pada pendekatan penemuan
terbimbing permasalahan dilontarkan oleh guru, cara pemecahan masalah juga
ditentukan oleh guru, sedangkan penentuan kesimpulan dilakukan oleh siswa.
d. Pendekatan Inkuiri : merupakan pendekatan
penemuan yang menuntut kemampuan lebih komplek dibanding pendekatan diskovery.
Pada pendekatan inkuiri siswa dengan proses mentalnya sendiri dapat menemukan
suatu konsep, sehingga dalam menyusun rancangan percobaan dilakukan atas
kemampuannya sendiri. Pada pendekatan inkuiri, permasalahan dilontarkan oleh
guru, cara pemecahan masalah ditentukan oleh siswa, penentuan kesimpulan juga
dilakukan oleh siswa.
e. Pendekatan Histori : merupakan pendekatan
pembelajaran yang berorientasi pada sejarah ditemukannya suatu pengetahuan.
f. Pendekatan Nilai : merupakan pendekatan
pembelajaran yang mengandung pesan norma atau etika hidup diantara makhluk yang
lain.
g. Pendekatan Lingkungan : merupakan pendekatan
pembelajaran dimana siswa diajak secara langsung berhadapan dengan lingkungan
di mana fakta atau gejala alam tersebut berada. Pemanfaatan lingkungan sangat
penting dalam pembelajaran IPA , karena
lingkungan dapat dipandang sebagai sasaran
belajar atau merupakan obyek yang dipelajari anak. Lingkungan sebagai sumber belajar, ada
bermacam-macam sumber belajar misalnya buku, laboratorium, tenaga ahli, atau
kebun disekitar sekolah. Lingkungan
sebagai sarana belajar IPA, lingkungan
yang alami menyediakan bahan-bahan yang tidak perlu membeli, misalnya udara,
air, cahaya matahari, tumbuhan rumput, sungai
dan sebagainya.
h. Pendekatan Sains-Teknologi-Masyarakat :
merupakan pendekatan pembelajaran yang pada dasarnya membahas penerapan IPA dan
teknologi dalam konteks kehidupan manusia sehari-hari.
Buku rujukan
1.
Collette,
Alfred T. & Chiappetta Eugene L. 1994. Science Instruction in the
Middle and Secondary Schools, third edition. Macmillan Publishing company: New
York.
2.
Jacobson, Willard. J. & Bergman, Abby Barry. 1991. Science for Children: A Book for Teacher-3rd
ed. Boston: Allyn and Bacon.
3.
Kuslan, Louis
I. & Stone A. Harris. 1968. Teaching Children Science: an Inquiry Approach.
Wadsworth Publishing Company, Inc: California
4.
R. Rohadi. 1997. Memberdayakan Anak Melalui Pendidikan
Sains—makalah. Dalam buku kumpulan tulisan, Pendidikan Sains yang Humanistis.
Penerbit Kanisius: Yogyakarta.
5.
Subiyanto, M. Sc, Dr. 1988. Pendidikan
Ilmu Pengetahuan Alam. Depdikbud: Jakarta.
6.
Trowbridge W, Leslie & Bybee W. Rodger. ___.
Becoming a secondary School Science Teacher, fourth edition. Merril Publishing
Company: Columbus.
