HAKEKAT ILMU PENGETAHUAN ALAM

1. HAKEKATILMU PENGETAHUAN ALAM Kompetensi Dasar : Memahami tentang Hakekat IPA Indikator Kompetensi : • Menyebutkan pengertian IPA. • Menyebutkan peran IPA dalam kehidupan. • Menjelaskan kelahiran mitos untuk menjawab rasa ingin tahu • Menjelaskan bahwa penalaran sistematis, obyektif, empiris, melahirkan IPA • Menjelaskan pengertian metode ilmiah • Menjelaskan langkah-langkah metode ilmiah • Menjelaskan sarana berpikir ilmiah • Menjelaskan pengertian IPA yang meliputi tiga aspek yaitu produk, proses, dan sikap • Menjelaskan kelebihan dan keterbatasan metode ilmiah • Menjelaskan bahwa IPA bersifat dinamis dengan berbagai kemungkinan yang menguntungkan dan mengandung resiko • Menyebutkan perbedaan IPA klasik dan IPA modern

2. Proses Kelahiran IPA IPA mempelajarialamdengansegalaisinya Perkembangan IPA SebagaiIlmu Mitos Penalaran Pengalaman dari percobaan Metode keilmuan

3. Mitos Pada tahap Mitosuntuk memahami gejala-gejala alam dan usaha untuk memecahkannya serta menjawab sebab akibat maupun tujuan akhir dari segala sesuatu senantiasa dikaitkan dengan kekuatan ghaib Tahap mitosterjadi karena keterbatasan manusia dalam pengamatan, keterbatasan alat, dan keterbatasan cara berpikir manusia

4. Penalaran Deduktif, Rasionalisme Mitos belum dapat diandalkan Faham rasionalisme : Menggunakan daya pikir untuk memperoleh pengetahuan yang benar Penalaran deduktif : cara berpikir yang bertolak dari pernyataan yang umum untuk menarik kesimpulan yang bersifat khusus Penarikan kesimpulan deduktif menggunakan pola berpikir yang disebut “Silogisme” Premis mayor dan premis mayor Penalaran Deduktif Kesimpulan

5. Contoh Silogisme • Semua orang suatusaatakanmati (premis mayor) • Si B adalah orang (premis minor) • Jadisi B suatusaatakanmati (kesimpulan) Kelemahan Penalaran Deduktif • Belum dapat dihandalkan karena abstrak dan lepas dari • pengalaman • Sulit untuk menerapkan konsep rasional pada kehidupan praktis

6. Penalaran Induktif, Empirisme Penganut empirisme mengembangkan pengetahuan berdasarkan pengalaman konkrit karena mereka menganggap bahwa pengetahuan yang benar adalah yang diperoleh langsung dari pengalaman konkrit. Penganut empirisme menyusun pengetahuan menggunakan penalaran induktif yaitu cara berpikir dengan menarik kesimpulan umum dari pengamatan atas gejala2 yang bersifat khusus.

7. Contoh Penalaran Induktif Kucing bernafas, kambing bernafas, sapi, kuda, dan harimau juga bernafas, kemudian disimpulkan bahwa semua hewan dapat bernafas. Kelemahan Penalaran Induktif : Fakta yang nampak berkaitan belum tentu menunjukkan sebab akibat Kelemahan panca indera memungkinkan hasil pengamatan kurang dapat dihandalkan.

8. Metode Ilmiah Gabungan Deduktif- Induktif Penalarandeduktif belumdapatdihandalkan karenaabstrakdanlepas daripengalaman Penalaran induktif belum dapat dihandalkan karena kelemahan pengamatan panca indera Metode ilmiah (Gabungan dari penalaran deduktif dan induktif/ Gabungan antara rasionalisme dan pengujian empirisme)

9. Langkah-langkah Metode Ilmiah Perumusan Masalah Pertanyaan : Apa ? Mengapa ? Bagaimana? Perlu Pembatasan Masalah Hipotesis Berdasarkan pengetahuan yang telah ada serta fakta-fakta yang berkaitan disusun jawaban sementara (hipotesis) Pengujian Hipotesis dengan Eksperimentasi Berdasarkan hipotesis dapat dilakukan eksperimen untuk memperoleh data baru. Data baru dianalisis kemudian diambil kesimpulan Kesimpulan Hasil analisis dari fakta yang diperoleh dari hasil eksperimen tersebut disimpulkan sehingga merupakan pengetahuan yang baru

10. Catatan tentang Metode Ilmiah Pada dasarnya sama untuk semua disiplin ilmu baik ilmu pengetahuan alam maupun ilmu sosial Tidak dapat diterapkan untuk kelompok yang tidak termasuk ilmu, misalnya matematika, bahasa, dan humaniora (seni) Ilmu yang diperoleh dari metode ilmiah tidak untuk mencari kebenaran mutlak, tetapi kebenaran yang bermanfaat bagi manusia pada tingkat perkembangan tertentu Keunggulan Metode Ilmiah • Dapat memberikan latihan dan kebiasaan berpikir yang sistematis, logis, dan analitis • Mempupuk sikap jujur, obyektif, terbuka, disiplin, dan toleran • Menolak faham takhayul dan pendapat yang apriori atau menolak suatu pendapat tanpa adanya bukti-bukti nyata

11. Keterbatasan Metode Ilmiah Keterbatasan hasil pengamatan dengan panca indera dan keterbatasan alat, kesimpulan yang diperoleh kemungkinan mempunyai kesalahan. Kebenaran ilmiah bersifat tentatif (sementara), jika ditemukan fakta yang baru yang tidak sesuai perlu disusun teori baru Sulit untuk memilih fakta yang benar-benar berkaitan dengan masalah yang akan dipecahkan, karena dua fakta yang nampak belum tentu merupakan sebab akibat. Peranan Ilmu • Mendiskripsikan secara jelas dan cermat tentang gejala alam • Menjelaskan kondisi-kondisi yang mendasari terjadinya fenomena • Meramalkan atau memprediksi. Dengan prinsip, hukum, dan teori dapat digunakan untuk memprediksi, perkiraan, dan proyeksi atas gejala-gejala alam yang mungkin timbul atau yang akan terjadi • Mengontrol atau mengendalikan. Ilmu bertugas melakukan tindakan-tindakan untuk mengendalikan gejala-gejala sehingga dapat menghindari kemungkinan terjadinya peristiwa yang tidak diinginkan.

12. Sarana Berpikir Ilmiah Untuk melakukan kegiatan ilmiah diperlukan sarana berpikir ilmiah yaitu : Bahasa, logika, matematika, dan statistik Bahasa • Merupakan alat untuk melahirkan pikiran dan perasaan, dan sebagai alat komunikasi. • Sebagai alat komunikasi bahasa mengandung fungsi : komunikasi simbolik, emotif, dan efektif • Bahasa ilmiah harus mengutamakan fungsi simbolik, bersifat obyektif, lepas dari emosi, dan sikap • Ada kelemahan bahwa satu kata dapat mempunyai lebih dari satu pengertian dan sebaliknya, sehingga menjadi kurang jelas, karena itu perlu dipilih istilah yang khas, khusus maknanya, ringkas, dan jelas.

13. Logika Cara berpikirilmiahmerupakan gabungancaraberpikir deduktifdaninduktif Diperlukan Pemahaman tentang penalaran yang berdasarkan logika deduktif dan induktif

14. Matematika Merupakan pengetahuan yang disusun secara konsisten berdasarkan logika deduktif, bukan melalui metode ilmiah Merupakan bahasa artifisial (buatan) yang bersifat eksak, cermat, dan terbebas dari kadar emosi serta sikap. Sebagai bahasa numerik dapat mengukur secara kuantitatif, sehingga dapat meningkatkan daya ramal dan kontrol dari ilmu Mempunyai peranan utama sebagai sarana berpikir ilmiah yaitu membantu dalam berpikir deduktif.

15. Contoh Matematika Sebagai Sarana Berpikir Ilmiah Dengan ditemukannya hukum kesetimbangan reaksi : p A(g) + q B(g) r C(g) + s D(g) Pada keadaan setimbang : [C]r [Q]s = K [A]p [B]q • Adanya pengaruh konsentrasi, tekanan, dan volume terhadap pergeseran kesetimbangan dapat dijelaskan berdasarkan azas Le Chatelier dengan bantuan matematika sederhana.

16. Statistika Merupakan sarana berpikir ilmiah yang membantu penarikan kesimpulan dari fakta empiris secara induktif Bersifat lebih ekonomis karena tidak semua obyek harus diamati Kesimpulan yang diperoleh bukan merupakan kebenaran mutlak tetapi mempunyai peluang untuk benar (secara probabilitas) Statistik dapat membantu untuk mengetahui beberapa fakta yang timbul yang terjadi secara kebetulan atau merupakan hubungan sebab-akibat.

17. Statistik Bersifat Lebih Ekonomis Karena Tidak Semua Obyek Harus Diamati • Contoh : • Untuk mengetahui pengaruh pemberian pupuk terhadap tinggi tanaman bayam, tidak perlu semua bayam yang ditanam diukur perubahan tingginya. • Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi cukup dilakukan dengan variasi konsentrasi tertentu. • Untuk mengetahui pengaruh pemanasan terhadap muai panjang logam cukup dilakukan dengan variasi suhu tertentu.

18. Pengertian IPA Produk IPA : Fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori IPA Kumpulan pengetahuan yang tersusun secarasistematistentang gejalaalam Proses IPA : Metode ilmiah (cara kerja untuk memperoleh produk IPA) Nilai dan Sikap IPA : Tingkah laku selama melakukan proses IPA

19. Produk IPA Konsep : Ide atau gagasan yang digeneralisasikan atau diabstraksikan dari pengalaman Contoh : logam, asam, garam, listrik Prinsip : Generalisasi atau abstraksi dari konsep-konsep yang berhubungan Contoh : Logam memuai bila dipanaskan • Hukum : Generalisasi dari konsep-konsep yang berhubungan yang digunakan untuk menjelaskan banyak gejala. Contoh : Tiap senyawa disusun oleh unsur-unsur dengan perbandingan tertentu dan tetap. • Teori : Model yang abstrak yang dapat digunakan untuk menjelaskan berlakunya prinsip dan hukum Contoh : • Teori atom Dalton dapat dipakai untuk menjelaskan berlakunya hukum-hukum dasar kimia • Teori Ion dapat digunakan untuk menjelaskan sifat daya hantar listrik larutan elektrolit dan prinsip elektrolisis.

20. PROSES ILMIAH Sadaradanyamasalah Masalah baru untuk studi lanjut Mengindentifikasimasalah danmerumuskanmasalah Suatupertanyaantentangapa, bagaimana, danmengapa Teori Hukum Jawaban sementara berupa perumusan hipotesis Dari banyak jawaban dipilih salah satu yang paling mungkin Mengambil kesimpulan : • Menguji • Menganalisis • Meringkas semua informasi dan sebagainya Mengumpulkan bukti/data dari : eksperimen/observasi

21. Ketrampilan Berpikir Ilmiah Memerlukan Pengalaman/Berlatih Dalam : Melakukan observasi Berpikir logis dan kritis Melakukan eksperimen Berkomunikasi verbal maupun non verbal Memecahkan masalah

22. Contoh Proses Ilmiah • Berdasarkan percobaan Gay Lussac diperoleh Hukum Gay Lussac, gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan yang mudan dan bulat. • Kemudian Avogadro berusaha menjelaskan percobaan Gay Lussac dengan menyusun hipotesis bahwa gas-gas dengan volume yang sama pada suhu dan tekanan yang sama mengandung jumlah partikel yang sama. • Menurut Avogadro gas-gas merupakan molekul diatomik atau poli atomik. Hal ini diperkuat dengan ditemukannya bahwa densitas oksigen lebih besar dari pada densitas uap air. • Kemudian hipotesis Avogadro dapat diterima sebagai Hukum Avogadro.

23. Nilai dan Sikap Ilmiah Penelitianbaru terhadap gejalaalam Proses IPA Produk IPA • Gejala atau fenomena • alam berupa : • Obyek • Hubungan-hubungan Sikap dan Proses Ilmiah • Hasil IPA • Fakta • Konsep • Prinsip • Hukum • Teori • SIKAP • Hasrat ingin tahu • Jujur, tekun, teliti • Obyektif • Keterbukaan • Mawas diri • Komunikatif PROSES • Meramalkan • Membuat sintesis • Evaluasi • Mengambil kesimpulan • Dan sebagainya • Mengidentifikasi masalah • Merumuskan masalah • Observasi • Merumuskan hipotesis • Menganalisis

24. Aspek dalam Pendidikan IPA Pendidikan IPA diarahkan sehingga siswa : Menguasai materi IPA yang berupa : fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori Memahami dan trampil dalam proses-proses IPA Mempunyai sikap dan nilai IPA Metode Pendidikan IPA • Metode atau pendekatan pendidikan IPA mencakup pendekatan konsep (produk) maupun proses • Beberapa metode yang dapat digunakan : Ceramah, diskusi, demonstrasi, eksperimen, penemuan (discovery), inkuiri, proyek, karya wisata, dsb.

25. IPA KLASIK DAN IPA MODERN Perkembangan IPA Tahap Deskriptif dan Kualitatif Tahap Simulatif dan Kuantitatif IPA Bersifat Dinamis • IPA klasik bersifat diskriptif, kualitatif, deterministik, eksperimen mendahului teori. • IPA modern bersifat simulatif, kuantitatif, probabistik, dan teori mendahului eksperimen.

26. Tahap Deskriptif dan Kualitatif ObservasidanPencatatan gejala2 Alam Persamaan dan perbedaan Prinsip • Klasifikasi • Sederhana • Kompleks Perbandingan

27. Contoh Keberhasilan Metode Kualitatif • Klasifikasi • Klasifikasi tumbuhan • Sistem periodik unsur • Perbandingan • Lebih panjang • Lebih reaktif • Teori flogiston

28. Simulatif dan Kuantitatif Prinsip kualitatif Semua logam jika dipanasi akan mengembang Simulasi Melalui percobaan L1 = L0 ( 1 + α ∆ t) Prinsip Kuantitatif Lebih cermat dan lebih dapat dihandalkan Untuk mengkuantifikasikan Dengan bantuan matematik

29. Contoh Keberhasilan Metode Kuantitatif Misal ditemukannya : • Hukum kekekalan massa (menumbangkan teori flogiston) • Hukum perbandingan tetap • Hukum Avogadro • Hukum Boyle • Hukum Archimides • Hukum termodinamika • Dsb

30. IPA Bersifat Dinamis • Proses IPA berlangsung terus-menerus hingga selalu terdapat mekanisme kontrol yang bersifat terbuka untuk selalu diuji kembali dan bersifat kumulatif • Pengetahuan yang diperoleh selalu bertumpu di atas dasar-dasar sebelumnya dalam kerangka yang bersifat kumulatif, sehingga bersifat konsisten dan sistematik • IPA berkembang secara dinamis melalui metode keilmuan di mana peran teori dan eksperimen saling komplementer dan saling memperkuat. • Perkembangan IPA yang dinamis selain memberikan keuntungan juga membawa resiko. Agar resiko sekecil-kecilnya, arah perkembangan IPA dan pemanfaatannya harus dilandasi oleh nilai-nilai kemanusiaan yang luhur.

31. Terima kasih