Capaian Pembelajaran Mata Kuliah : Mampu menganalisa konsep-konsep sains, perkembangan  teknologi serta permasalahan dimasyarakat yang terkait dengan sains dan teknologi, dan mendesain solusi penyelesaian masalah yang kontekstual dengan kondisi masyarakat serta mengaplikasikannya dalam kehidupan masyarakat dengan cara yang humanis dan akademis.


 

 

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  di bawah ini :

 

 

B

 

 

A

C

 

 

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:

 

o   Hewan berdarah dingin adalah hewan yang menyesuaikan suhu tubuhnya dengan suhu lingkungannya..

 

o   Satelit adalah benda angkasa yang bergerak mengelilingi planet.

o   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 :

 

o    Logam bila dipanaskan memuai

 

o    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 :

 

ƒ   Bersifat lebih kekal karena telah berkali-kali mengalami pengujian

 

ƒ   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 =  V              dimana : R = tahanan

I

                                       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.