Download - 1.Hakekat IPA
DASAR – DASAR PENDIDIKAN MIPA
I. HAKEKAT MIPA
1.1 Hakekat Matematika
MIPA = Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Matematika + IPA
Ciri – Ciri khusus IPA :
Teori IPA pemodelan matematis terhadap berbagai prinsip
dasar yang kebenarannya harus diuji dengan eksperimen yang
dapat memberikan hasil serupa dalam keadaan yang sama.
Dengan menggunakan teori dalam IPA orang dapat membuar
prediksi (ramalan) Kuantitatif terhadap suatu prestasi. Pada
dasarnya eksperimen merupakan :
- Suatu proses induktif dalam menemukan prinsip dasar
yang baru
- Suatu proses deduktif bagi pengujian teori baru
Dalam membuat interprestasi hasil eksperimen untuk
pengambilan kesimpulan diperlukan kemampuan menggunakan
inferensi (kesimpulan) statistik. Inilah yang dikenal dengan metode
ilmiah suatu metode yang juga digunakan ilmu – ilmu lain. Alam IPA
ditekankan pada proses induktif maupun deduktif. Alam
Matematika terutama menekankan pada proses deduktif yang
memerlukan penalaran logis dan aksionatik
Matematika terkenal pula dengan materinya yang sangat
hierarkhis sifatnya serta menghasilkan bahasa yang efisien yang
sangat dibutuhkan oleh Ilmu Pengetahuan Alam (IPA)
1
Dari segi kemampuan analisis kuantitatif terhadap masalah
yang berkaitan dengan pengajaran MIPA, pemodelan matematis
dalam taraf sederhana dengan menerapkan pemahaman atas
berbagai konsep dan prinsip dalam MIPA merupakan hal yang
mutlak perlu dikuasai.
Ciri MIPA :
pengetahuan yang sangat terstruktur dalam arti antara bagian
yang satu dengan bagian yang lain terjalin hubungan fungsional
yang erat.
Karena itu konsep – konsep dan prinsip – prinsip dalam MIPA
akan lebih mudah dikuasai jika disajikan dalam bentuk terkait
satu dengan yang lain dengan simpulan – simpulan yang jelas.
Penerapan berbagai pengertian dan prinsip MIPA dalam taraf
sederhana terhadap masalah alamiah seringkali memerlukan:
keterpaduan berbagai komponen MIPA, dengan Matematika
sebagai dasar logika penalaran dan penyelesaian kuantitatif
sedangkan fisika, kimia, biologi sebagai deskripsi permasalahan
yang ada.
Untuk menekuninya diperlukan kecintaan yang dalam terhadap
ilmu sebagai suatu sistem logis yang indah dan ampuh.
Kesadaran ini akan menimbulkan dedikasi yang tinggi
terhadap pemahaman ataupun pengembangan ilmu sebagai suatu
kebutuham hidup.
2.HAKEKAT PENDIDIKAN DAN PENDIDIKAN MIPA
2.1 Pendidikan
Suatu proses untuk membantu manusia mengembangkan
dirinya sehingga mampu menghadapi segala perubahan dan
2
permasalahan dengan sikap terbuka serta pendekatan kreatif
tanpa kehilangan identitas dirinya.
Tujuan Pendidikan Nasional :
2.1 Meningkatkan kualitas manusia
Perwujudan manusia Indonesia yang beriman dan bertaqwa
kepada Tuhan Yang Maha Esa.
Berbudi pekerti yang luhur
Berkepribadian
Berdisiplin
Bekerja keras
Tangguh
Bertanggungjawab
Mandiri
Cerdas
Sehat jasmani dan rohani
2.2 Pendidikan MIPA
MIPA sebagai suatu kumpulan mata pelajaran, hendaknya
jangan hanya dipandang sebagai :
1) Sekumpulan informasi hasil kajian orang terdahulu yang harus
diteruskan kepada peserta didik, tetapi harus pula dipandang
2) Sebagai alat pendidikan yang potensial dapat memberikan
uriman (sumbangan) nyata untuk perwujudan manusia
Indonesia yang utuh.
Implikasi dari Ciri MIPA
1. Pendidikan MIPA menghendaki pendekatan – pendekatan
tertentu dan metode – metode tertentu yang sesuai, serta
sarana yang mendukung untuk memantapkan berbagai konsep
MIPA pada anak didik,
3
membuat mereka mampu berpikir kritis,
menggunakan nalar (akal budi) mereka secara efektif dan
efisien.
menanamkan benih sikap ilmiah pada diri mereka
Dengan ciri perilaku ini, lulusan sekolah menengah atas akan
merupakan potensi tenaga kerja berkualitas yang merupakan
sumber daya manusia bagi pembangunan
3.HAKEKAT TUGAS GURU DAN TUGAS GURU MIPA
Dalam upaya menunjang pencapaian tujuan pendidikan
nasional seperti yang selalu dikemukakan, seorang guru tidak
hanya bertugas sebagai pengajar melainkan juga sebagai pendidik.
Misi utama guru sebagai pengajar ialah mengupayakan
tercapainya tujuan – tujuan instruksional mata pelajaran yang
diajarkannya, sedangkan misi utama guru
Sebagai pendidik ialah mengupayakan terwujudnya
perkembangan kepribadian peserta didik dalam dimensi yang
lebih luas untuk memberikan iuran (sumbangan) nyata bagi
pencapaian tujuan pendidikan nasional.
Sejalan dengan pikiran pokok di atas, tugas guru MIPA tidak
hanya sekedar
Mengupayakan diperolehnya berbagai pengetahuan dan
ketrampilan dalam MIPA dikalangan peserta didik.
Lebih penting dari itu, seorang guru MIPA hendaknya dapat
mendorong berkembangnya pemahaman dan penghayatan
akan prinsip – prinsip dan nilai – nilai IPA dikalangan peserta
didik dalam rangka menumbuhkan daya nalar, cara berpikir
logis, sistematis dan kreatif, kecerdasan, serta sikap kritis,
terbuka dan ingin tahu.
4
Sehubungan dengan itu, seorang guru MIPA
Hendaknya tidak sekedar menyampaikan informasi/ceritera
tentang MIPA kepada peserta didik tetapi betul – betul
membimbing para siswanya berbuat sesuai dengan prinsip –
prinsip dan nilai – nilai yang terkandung dalam MIPA.
Dengan kata lain, guru MIPA hendaknya :
Dapat membawa peserta didiknya untuk menjalani proses MIPA
itu sendiri melalui kegiatan pengamatan, percobaan,
pemecahan masalah, diskusi dengan teman – temannya dan
sebagainya.
Masih berkaitan dengan sifat dikemukakan di atas, seorang
guru MIPA hendaknya
Dapat menumbuhkan kesenangan belajar MIPA dikalangan
peserta didik. Ini akan besar pengaruhnya terhadap pencapaian
hasil yang diharapkan dari pengajaran MIPA.
Disamping itu, seorang guru MIPA
Hendaknya memiliki rasa percaya diri yang tinggi sehingga tidak
segan mengakui keterbatasan pengetahuannya tentang hal –
hal tertentu kepda peserta didik tanpa mengabaikan
tanggungjawabnya membantu mereka menemukan jawaban
terhadap persoalan – persoalan yang diajukan.
5
4. MENGENAL IPA
4.1 Manusia dan Perkembangan Tubuh serta Alam Pikirannya
4.1.1 Manusia sebagai Makhluk yang Unik
(Sifat – sifat Unik Manusia : Jasmani dan Naluri Kehidupannya)
Menurut klasifikasi (Biosistematik), manusia tergolong dalam
Dunia Hewan. Kalau tubuh manusia dibedah, maka pada bagian
dalam tubuhnya ditemui alat – alat (organ) tubuh, seperti : jantung,
hati, paru – paru, usus dan lain – lain yang tidak banyak berbeda
dengan yang dimiliki hewan lain (misalnya: kucing, kera, dll).
Demikian pula kalau kita mempelajari sistem pernafasan,
pencernaan makanan, peredaran darah, persarafan dan fisiologis
organ – organ lainnya, pada prinsipnya sama seperti yang terdapat
pada hewan.
Manusia digolongkan dalam Vetebrata, Kelas Mamalia,
karena mempunyai ciri – ciri: mempunyai tulang belakang,
tubuhnya mempunyai rambut, menyusui anaknya, mempunyai
empat anggota gerak. Bagian – bagian anatomi manusia dengan
kera sangat serupa, oleh karena itu mereka dimasukkan kedalam
satu golongan yaitu Ordo Primates (Primata).
Kedudukan manusia dalam klasifikasi adalah sebagai berikut :
Kingdom : Animalia
Phylum : Chordata
Subphylum : Vertebrata
Kelas : Mamalia
Ordo : Primates
Subordo : Anthropoidea
Superfamili : Hominoidea
Famili : Hominidae
Species : Homo sapiens
6
Meskipun terdapat banyak persamaan struktur dan fungsi
organ tubuh manusia dengan hewan ini, namun dalam banyak hal
manusia sangat berbeda dengan hewan, sehingga kita dapat
mengatakan bahwa manusia sebenarnya tidak dapat disebut
hewan, tetapi suatu makhluk jenis baru. Tetapi kalau diteliti lebih
lanjut, ternyata perbedaan – perbedaan itu tidaklah dalam anatomi
atau fisiologi melainkan terutama dalam tingkah laku dan prestasi.
Jadi perbedaanya terletak pada cara hidup manusia yaitu disebut
kebudayaan. Sebagaimana pula oleh Daryono Sutoyo
dikemukakan bahwa perbedaan antara manusia dengan hewan itu
terletak pada beberapa hal, antara lain berikut ini :
- kelakuan atau tingkah laku manusia dapat berubah – ubah
- kemampuan untuk mempengaruhi atau mengubah lingkungan
pada manusia adalah lebih besar
- manusia membentuk kebudayaan, sedangkan pada hewan
boleh dikatakan tidak mengenal kebudayaan (Daryono
Sutoyo:3).
Jelas disini bahwa bagi manusia terdapat lingkungan abiotik
dan lingkungan biotik, juga terdapat lingkunngan kebudayaan
(agama, adat – istiadat, hasil – hasil teknolgi).
Atas dasar ini maka dalam mempelajari biologi manusia
dianggap sebagai hewan, tidaklah mudah untuk memisahkan
manusia sebagai hewan dengan manusia budaya. Contoh :
manusia membutuhkan makanan seperti halnya hewan, tetapi apa
yang dimakan (nasi, roti, ikan, daging dan sebagainya) bergantung
kepada sikap budayanya dan tidak begitu banyak bergantung
kepada nilai gizi makanan tersebut. Dalam mempelajari manusia
terdapat daerah perpautan yang luas antara biologi dan ilmu
pengetahuan sosial.
Setiap species mempunyai ciri – ciri khas yang meliputi:
7
- Ciri – ciri struktur;
- Ciri – ciri fisiologis;
- Ciri – ciri tingkah laku.
Walaupun diantara individu dalam species manusia banyak
terdapat keanekaragaman, species manusia dapat dibedakan
dengan jenis dari hewan yang paling menyerupai yaitu dari
Primates besar bedanya.
Jadi dilihat dari ketiga ciri khas yaitu struktur tubuh, fisiologis
dan tingkah lakunya manusia mencapai berbagai kemampuan dan
kecakapan yang melebihi hewan mamalia lainnya terutama
Primates. Manusia telah mengalami modifikasi struktur tubuh
sehingga dapat memberikan ciri fisiologi atau fungsi dan
kemampuan jasmani maupun ciri tingkah lakunnya tersendiri, yang
dapat mengatasi masalah serta penyesuaian dalam hidupnya.
a. Ciri Struktur Tubuh Manusia :
Struktur tubuh yang mempengaruhi struktur funsi dan tingkah
laku manusia, yaitu :
1. Sikap tubuhnya yang tegak, kaki yang mempunyai lekukan
besar pada telapak kaki dengan ibu jari yang sebidang letaknya
dengan jari – jari lainnya, memungkingkan tubuh manusia
mampu berdiri, berjalan dan berlari tegak pada kedua kakinya.
2. Lengan (kaki depan hewan) lebih pendek dari pada kaki (kaki
belakang hewan), sehingga dapat digunakan dengan bebas
untuk mengerjakan atau membawa sesuatu. Ibu jari tangan
berkembang sedekian rupa hingga dapat dipertemukan dengan
jari – jari lainnya, karena itu mampu memegang, membuat alat.
3. Kepala terletak pada tulang belakang demikian rupa,
sehingga memungkinkan untuk dapat melihat lurus kedepan
kalau berdiri tegak.
8
4. Otak manusia relatif besar. Manusia kini mempunyai volume
otak sebesar 1200 – 1500 cc, sedangkan rongga otak simpanse
± 350 – 450 cc. Walaupun tidak ada hubunngan mutlak antara
besarnya otak dengan kecerdasan, tetapi tidak dapat disangkal
bahwa otak manusia mempunyai kemampuan besar untuk
belajar.
1) Gigi dan otot rahang tidak mengalami pertumbuhan yang kuat,
karena manusia telah menemukan dan membuat alat untuk
mempertahankan diri dan untuk menghancurkan makanannya.
Dengan modifikasi atau perkembangan struktur tubuh
manusia ini dapat memberi gambaran batas-batas kemampuan
jasmani manusia. Ternyata kemampuan jasmani manusia jauh
dibawah kemampuan jasmani hewan-hewan lain.
Contoh :
1) Manusia tidak dapat bergerak/lari cepat dibanding dengan
macan, kijang, kuda atau hewan-hewan besar lainnya.
2) Manusia tidak dapat berenang cepat seperti ikan paus,
lumba-lumba.
3) Panca indera penciuman manusia tidak tajam atau kurang
berkembang seperti kucing, anjing.
4) Pendengaran juga kurang berkembang seperti pada tikus dan
kelelawar yang pendengarannya lebih halus.
Dengan kekurangannya itu manusia dapat mengatasinya dan
mengimbangi dengan kecakapan yang lebih tinggi diberbagai
lapangan dibanding dengan hewan-hewan tadi. Oleh karena
kecakapannya yang tinggi ini, manusia dapat menggunakan alat
inderanya yang paling sempurna, yaitu alat penglihat dengan
sebaik-baiknya. Manusia dapat menafsirkan rangsang yang
diterimanya dan ia mempunyai pilihannya yang tak terhingga
banyaknya dalam mengadakan reaksi yang tepat serta prestasi
9
yang tinggi terhadap apa yang dilihatnya. Dapat membuat
alat/perkakas dan menggunakannya.
b. Ciri-ciri fisiologi :
Secara umum ciri fisiologi manusia tidak banyak berbeda dari
Mamalia lainnya terutama primates. Beberapa ciri fisiologi yang
berpengaruh pada tingkah laku manusia antara lain :
1) Manusia tidak mempunyai musim bereproduksi (berbiak).
Kegiatan reproduksi dapat terjadi setiap saat sepanjang
tahun, sehingga kelahiran anak dapat terjadi pada bulan
yang berbeda dalam setahun.
2) Umur manusia relatif lebih panjang dibanding umur hewan
mamalia pada umumnya. Hal ini karena manusia mempunyai
kemampuan merawat dan melindungi dirinya dnegan sangat
baik.
3) Manusia mempunyai perkembangan dan pertumbuhan yang
lambat. Setiap kelahiran anak manusia dalam keadaan yang
tidak berdaya, memerlukan waktu yang cukup panjang untuk
dapat berdiri sendiri atau menjadi dewasa. Sejak lahir, anak
manusia bergantung pada orang dewasa (orang tuanya),
memerlukan perawatan dan perlindungan beberapa tahun
lamanya. Dengan demikian secara pasti dapat menjalin
hubungan hidup bersama secara bermasyarakat.
c. Ciri-ciri tingkah laku manusia :
10
Walaupun manusia cerdas (mempunyai otak besar) kalau
hidup sebagai individu tersendiri dia tidak akan berdaya. Suatu ciri
khas manusia juga adalah hidup bersama-sama membentuk suatu
masyarakat. Sifat bermasyarakat pada manusia ini terbanyak
beasal dari keadaan bahwa manusia memerlukan waktu lama
untuk menjadi dewasa. Anak manusia selama beberapa tahun
bergantung kepada orang tuanya, menjamin anak itu untuk dapat
menjalin hubungan hidup bersama secara bermasyarakat. Selama
itu orang dewasa dapat mendidik anaknya dan anak dapat belajar.
Pengalaman generasi ini dapat diteruskan ke generasi berikutnya.
Dengan pengalaman serta penemuan yang menjadi pengetahuan,
terkumpul dalam kelompok ini dan memungkinkan timbulnya
kebudayaan.
Pemindahan ilmu pengetahuan bergantung kepada
komunikasi antar individu. Manusia dapat mengadakan komunikasi
melalui isyarat dalam hal ini adalah bahasa. Bahasa adalah dasar
kemuanusiaan dasar prestasi manusia. Tetapi kita tak mengetahui
kapan manusia mulai berbicara; tidak ada keterangan mengenai
bagaimana bahasa itu dimulai. Berbicara adalah suatu ciri dasar
tingkah laku manusia.
Dari ciri struktur maupun ciri fisiologinya memungkinkan
timbulnya ciri-ciri tingkah laku yang khas bagi manusia sebagai
Mamalia yang paling utama. Ciri-ciri tingkah lakunya itu nampak
pada sifat-sifat manusia umumnya.
Adapun sifat-sifat manusia itu sebagai berikut :
1) Berfikir :
a. Manusia itu pada umumnya berfikir egosentris.
Artinya pikirannya senantiasa berfikir kepada kepentingan
manusia.
11
Contoh : Menebang hutan, membuat jalan, membuat industri
semuanya demi kepentingan manusia.
b. Berbudaya : Akibat berfikir, manusia mempunyai kebudayaan.
Kebudayaan berpengaruh terhadap manusianya sendiri.
c. Senang belajar : karena senang belajar, mengakibatkan
adanya pendidikan. Pendidikan berpengaruh besar terhadap
manusianya sendiri.
d. Bermasyarakat : berbeda dengan masyarakat hewan yang
merupakan tingkah laku bawaan, masyarakat manusia
berlandaskan tingkah laku yang kebanyakan telah
dipelajarinya. Bentuk masyarakat mempengaruhi manusiaya
sendiri secara timbal balik.
Contoh: Pendidikan mempengaruhi kedudukan dalam masyarakat,
mempengaruhi penghasilan, mempengaruhi pandangan
masyarakat, jadi mempengaruhi manusianya sendiri.
Cara berkomunikasi antara sesama dan kemampuan manusia
berbahasa, menyebabkan manusia menjadi mahluk utama di dunia.
2) Manusia mempunyai kebutuhan makan :
Untuk keperluan hidupnya manusia memerlukan makanan.
Makanan berpengaruh terhadap : pertumbuhan,
perkembangan dan pembiakan. Gizi makanan mempengaruhi
kesehatan, kecerdasan, cara kerja, kebudayaan, manusia,
keluarga, ras, bangsa dan lain-lain.
3) Ingin panjang umur :
Akibat sifat ini, manusia itu selalu ingin sehat, mengatasi
penyakit, membatasi kerja terlalu keras, mencegah
kelaparan.
4) Suka berteduh :
Akibatnya manusia memakai pakaian. Macam pakaian
dipengaruhi oleh iklim, selera masyarakat dan bahan yang
12
tersedia. Sedangkan cara berpakaian berpengaruh terhadap
kesehatan.
5) Suka mencari kesenangan hidup atau kebahagiaan :
Contoh : rekreasi, kesenian, kosmetika, dan sebagainya.
6) Ingin mempunyai keturunan.
Bagaimana naluri kehidupan manusia ?
Dibanding dengan hewan yang juga banyak yang hidup
bermasyarakat, misalnya: serangga, maka masyarakat manusia itu
berlandaskan tingkah laku yang kebanyakan telah dipelajari.
Sedangakn masyarakat serangga atau hewan lain itu berlandaskan
tingkah laku yang bersifat bawaan, yang terulang secara turun
temurun dan ini disebut naluri. Menurut Wildan Yatim (1974:333)
dikatakan bahwa: naluri (instinct) adalah sikap yang dibawa turun
temurun, tak berubah-ubah dan berperan untuk memlihara
kelangsungan hidup sesuatu individu di alam.
Segala macam ciri kehidupan dijalani secara naluri. Makan,
bernafas, bergerak, berlindung dan berbiak adalah naluri. Setiap
mahluk termasuk manusia sebenarnya memiliki naluri. Mahluk
yang mempunyai kecerdasan yakni yang bisa belajar, memikirkan,
memecahkan masalah dan memperbaiki sikap-sikap meniru
(stereotip) seperti manusia, akan dapat menekan sikap asli (naluri)
nya sampai batas-batas tertentu yang mungkin lebih
menguntungkan. Sampai batas-batas tertentu, karena setiap
mahluk tak akan mungkin dapat meninggalkan sama sekali
pembawaan naluri.
Contoh:
Naluri makan tidak mungkin ditekan dan ditinggalkan. Namun
waktu makan dapat diatur.
Naluri masyarakat manusia telah berkembang oleh karena
kemampuan berfikir dan belajarnya.
13
Naluri berlindung pada manusia menyebabkan meraka
membuat jaket wool, rumah bertingkat, membuat senjata dan
lain-lain.
Inilah keunikan manusia, yang menyangkut jasmaninya yang telah
berkembang yang memungkinkan penyesuaian fisiologi serta
terbentuk sikap atau tingkah laku manusia dan prestasinya yang
agak berlainan dengan hewan. Tentunya berkat kemampuan dan
kecakapannya yang tinggi.
Rasa Ingin Tahu
Ilmu pengetahuan alam itu bermula dari rasa ingin tahu. Rasa
ingin tahu ini merupakan ciri khas manusia. Manusia mempunyai
rasa ingin tahu tentang alam sekitarnya, benda-benda di
sekelilingnya, gunung, awan, bulan, bintang, dan matahari yang
dipandangnya dari jauh, bahkan ia ingin tahu tentang dirinya
sendiri. Rasa ingin tahu itu untuk memenuhi kebutuhan fisik,
mempertahankan kelestarian hidupnya, dan untuk kebutuhan
nonfisik, kebutuhan alam pikirannya.
Tumbuh-tumbuhan menunjukkan tanda-tanda kehidupan,
bertumbuh dan bergerak namun gerakan itu terbatas pada
mempertahankan kelestarian hidupnya yang bersifat tetap.
Misalnya: daun-daun yang selalu cenderung untuk mencari sinar
matahari atau akar-akar yang selalu cenderung mencari air yang
kaya mineral untuk kebutuhan hidupnya. Hal ini berlangsung
sepanjang zaman.
Hewan menunjukkan adanya kehendak berpindah dari satu
tempat ke tenpat lain. Contoh : urung-burung bergerak dari satu
tempat ke tempat yang lain di dorong oleh suatu keinginan yaitu
rasa ingin tahu apakah disana ada cukup makanan atau ingin tahu
apakah di suatu tempat cukup aman untuk membuat sarang.
14
Setelah mengadakan peninjauan (eksplorasi), burung itu menjadi
tahu. Itulah “pengetahuan” dari burung itu. Burung juga memiliki
“pengetahuan” bagaimana caranya membuat sarang di atas
pohon. Tetapi pengetahuan itu ternyata tidak berubah dari zaman
ke zaman. Burung pipit dari dulu hingga sekarang membuat sarang
yang sama tak pernah berubah.
Rasa ingin tahu dan pengetahuan dari hewan yang tetap
sepanjang zaman itu disebut naluri (insting). Naluri ini brpusat pada
satu hal saja yaitu untuk mempertahankan kelestarian hidupnya.
Untuk itu mereka perlu makan, melindungi diri dan berkembang
biak.
Manusia memiliki naluri seperti yang dimiliki hewan. Tetapi
manusia memiliki kelebihan yaitu kemampuan “berfikir” dengan
kata lain ingin tahu tentang “apa”, juga ia ingin tahu “bagaimana”
dan “mengapa” begitu. Manusia mampu menggunakan
pengetahuannya yang terdahulu untuk dikaitkan/ dikombinasikan
dengan pengetahuannya yang baru menjadi pengetahuan yang
lebih baru. Hal yang demikian ini berlangsung terus berabad-abad
lamanya, sehingga terjadi suatu akumulasi pengetahuan.
Contoh : manusia purba zaman dahulu yang hidup di gua-gua atau
di atas pohon. Oleh karena kemampuannya berfikir yang tidak
semata-mata didorong oleh sekedar kelestarian hidupnya tetapi
juga untuk membuat hidupnya lebih menyenangkan, maka meraka
mampu membuat rumah dia atas tiang-tiang kayu yang kokoh.
Bahkan sekarang manusia mampu membuat istana ataupun
gedung-gedung pencakar langit dibandingkan dnegan harimau
yang hidup di gua-gua atau monyet yang membuat sarang di atas
pohon, tidak mengalami perubahan sepanjang zaman.
Rasa ingin tahu yang terus berkembang dan seolah-olah
tanpa batas itu menimbulkan perbendaharaan pengetahuan pada
15
manusia itu sendiri. Pengetahuan manusia berkembang sampai
kepada hal-hal bercocok tanam, menyangkut keindahan dan
sebagainya.
Mitos dan Perkembangan Alam Pikiran Manusia
Manusia tidak hanya ingin memenuhi kebutuhan fisiknya,
tetapi juga ingin memenuhi kebutuhan nonfisik atau kebutuhan
alam pikirannya. Rasa ingin tahu manusia ternyata tidak dapat
terjawab atas dasar pengamatan maupun pengalamannya. Untuk
memuaskan alam pikirannya, manusia membuat atau mereka-reka
sendiri jawabannya.
Contoh:
Apakah pelangi itu ?
Karena tak dapat dijawab, mereka meraka-reka dengan
jawaban bahwa pelangi adalah “selendang bidadari”. Muncul
pengetahuan baru, yaitu “bidadari”.
Mengapa gunung meletus ?
Karena tak tahu jawabannya, maka di reka-reka sendiri
dengan jawaban “yang berkuasa dari gunung sedang
marah”. Muncul pengetahuan baru, yaitu yang disebut “yang
berkuasa”.
Dengan menggunakan jalan pikiran yang sama, muncul
anggapan “yang berkuasa di dalam hutan yang lebat, sungai yang
besar, pohon yang besar, matahari, bulan, kilat, raksasa yang
menelan bulan pada saat gerhana bulan. Pengetahuan ini di terima
sebagai kepercayaan masyarakat.
Pengetahuan-pengetahuan baru yang bermunculan dan
merupakan gabungan dari pengamatan, pengalaman dan
kepercayaan itu disebut mitos. Adapun cerita yang berdasarkan
atas mitos ini disebut “legenda”.
16
Mitos ini timbul disebabkan antara lain karena keterbatasan
alat indera manusia.Misalnya :
1) Penglihatan :
Banyak benda-benda bergerak begitu cepat sehingga tak
tampak oleh mata. Mata tak dapat membedakan seluruh
gambar yang berbeda dalam satu detik. Mata tak mampu
melihat partikel atau jauhnya benda.
2) Pendengaran :
Pendengaran manusia terbatas pada getaran yang
mempunyai frekuensi dari 30 sampai dengan 30.000
perdetik. Getaran dibawah 30 atau di atas 30.000 perdetik
tak terdengar.
3) Bau dan rasa :
Bau dan rasa tidak dapat dipastikan benda yang dikecap
maupun diciumnya. Manusia hanya bisa membedakan empat
jenis rasa, yaitu : rasa manis, masam, asin, dan pahit.
Bau seperti parfum dan bau-bauan yang lain dapat dikenal
oleh hidung kita jika konsentrasinya di udara lebih dari 1/10
juta dari udara. Bau dapat membedakan satu benda dengan
benda yang lain, namun tidak semua orang bisa
melakukannya.
4) Alat perasa :
Alat perasa pada kulit manusia dapat membedakan panas
atau dingin, namun sangat relatif, sehingga tidak dapat
dipakai sebagai alat observasi yang tepat.
Alat-alat indera tersebut di atas sangat berbeda antara
manusia : ada yang sangat tajam penglihatannya ada yang tidak.
Demikian pula ada yang tajam penciumannya ada yang lemah.
akibat dari keterbatasan alat indera kita maka mungkin timbul
salah informasi, salah tafsir dan salah pemikiran.
17
Untuk meningkatkan ketepatan alat indera tersebut dapat
juga orang dilatih untuk itu, tapi tetap sangat terbatas. Usaha-
usaha lain adalah menciptakan alat, meskipun alat yang diciptakan
ini masih mengalami kesalahan. Pengulangan pengamatan dengan
berbagai cara dapat mengurangi kesalahan pengamatan tersebut.
Jadi mitos ini dapat diterima oleh masyarakat pada masa itu
karena :
a) Keterbatasan pengetahuan yang disebabkan karena
keterbatasan penginderaan baik langsung maupun dengan
alat.
b) Keterbatasan penalaran.
c) Hasrat ingin tahunya terpenuhi.
Hasrat ingin tahunya berkembang terus dan mitos
merupakan jawaban yang paling memuaskan pada masa itu.
Puncak hasil pemikiran seperti itu yaitu pada zaman Babylonia
±700-600 SM. Alam semesta menurut pendapat mereka waktu itu
adalah berupa suatu ruangan atau selungkup. Bumi datar sebagai
lantainya dan langit-langit melengkung di atas sebagai atapnya.
Bintang-bintang, matahari dan bulan menempel dan bergerak pada
permukaan dalam langit. Pada atap ada semacam jendela dimana
air hujan dapat sampai ke bumi.
Tetapi yang menakjubkan adalah bahwa mereka telah
mengenal ekliptika atau bidang edar matahari, dan telah
menetapkan perhitungan satu tahun yaitu satu kali matahari
beredar kembali ke tempat semula, sama dengan 362,25 hari.
Horoskop atau ramalan nasib manusia berdasarkan
perbintangan juga berasal dari zaman Babylonia ini. Masyarakat
waktu itu, bahkan mungkin masih ada pada masa kini, dapat
menerimanya. Pengetahuan yang mereka peroleh dari kenyataan
18
pengamatan dan pengalaman tidak dapat digunakan untuk
memecahkan masalah hidup sehari-hari yang mereka hadapi.
Contoh :
Suatu saat hasil pertanian mereka tidak memuaskan namun
pada saat yang lain baik sekali. Mereka sendiri tidak memahami
mengapa demikian. Pengetahuan mereka belum dapat menjawab
mengapa hal itu terjadi maka mereka percaya pada mitos, dan
dikaitkan nasib itu pada bulan, matahari, dan bintang-bintang.
Pengetahuan perbintangan pada masa itu memang sedang
berkembang. Kelompok bintang atau rasi scorpio, virgo, pisces, leo,
dan sebagainya yang masih kita kenal pada zaman sekarang ini,
berasal dari zaman Babylonia. Pengetahuan ajaran orang-orang
Babylonia itu setengahnya memang berasal dari hasil pengamatan
maupun pengalaman namun setengahnya berupa dugaan,
imajinasi, kepercayaan atau mitos. Pengetahuan seperti ini dapat
disebut sebagai “pseudo science” artinya mirip sains tapi bukan
sains.
Suatu pola berfikir yang satu langkah lebih maju daripada
mitos ataupun pseudo science tersebut di atas ialah
penggabungan antara pengamatan, pengalaman, dan akal sehat
atau rasional.
Contoh : ajaran orang-orang Yunani pada 600-200 SM.
Sebagai tonggak sejarah dapat disebutkan disini seorang ahli
pikir bangsa Yunani bernama Thales (624-548 SM), seorang
astronom yang juga ahli dibidang matematika dan tehnik. Beliaulah
yang pertama berpendapat bahwa bintang-bintang mengeluarkan
cahayanya sendiri sedangkan bulan hanya sekedar memantulakan
cahayanya dari matahari.
Ia juga berpendapat bahwa bumi merupakan suatu piring
yang datar yang terapung di atas air. Dialah orang yang pertama
19
mempertanyakan asal usul dari semua benda yang kita lihat di
alam raya ini. Ia berpendapat bahwa adanya beranekaragamnya
benda di alam ini sebenarnya merupakan gejala saja bahan
dasarnya amat sederhana. Bahan dasar tersebut membentuk
benda-benda beraneka ragam itu melalui suatu proses, jadi tidak
berbentuk begitu saja.
Pendapat tersebut di atas sungguh merupakan perubahan
besar dari alam pikiran manusia pada masa itu. Masa itu orang-
orang beranggapan bahwa aneka ragam benda di alam itu
diciptakan oleh dewa-dewa seperti apa adanya.
Karena kemampuan berfikir manusia semakin maju dan disertai
juga oleh adanya perlengkapan pengamatan, misalnya berupa
teropong bintang yang mungkin sempurna, maka mitos dengan
berbagai legendanya makin ditinggalkan. Manusia makin
cenderung menggunakan akal sehat atau rasionya.
Orang-orang Yunani lainnya yang patut dicatat pemberi iuran
kepada perubahan pola berfikir masa itu antara lain :
1) Pythagoras (500 SM). Terkenal dibidang matematika.
Kita kenal seperti sekarang yaitu “dalil Pythagoras” (tentang
segitiga siku-siku)
C2 = a2 + b2
Jumlah sudut suatu segitiga 180o
a + b + c = 180o
Tentang unsur dasar ia tentang alam semesta, Pythagoras
berpendapat bahwa berpendapat : ada 4 bentuk yaitu; tanah,
api, udara dan air. Tentang alam semesta, Pythagoras
berpendapat bahwa bumi ini bulat dan berputar; karena
berputar maka nampaknya seolah-olah alam berputar
mengelilingi bumi.
20
2) Demokritos (460-370 SM).
Tentang unsur-unsur dasar ia berpendapat bahwa apabila
suatu benda dipecah dan dibagi terus menerus pada suatu
saat sampailah pada bagian yang terkecil dari benda itu.
Bagian terkecil dari benda itu yang tak dapat dibagi-bagi lagi
disebut atomos atau atom. Karena kecilnya, maka tidak tampak
oleh mata.
3) Aristoteles (348-322 SM).
Tentang unsur dasar ia menyebutkan adanya zat tunggal.
Zat tunggal ini dapat berubah-ubah bentuk tergantung
kondisinya, yaitu menjadi bentuk tanah, air, udara atau api
(transmutasi). Adnya transmutasi ini disebabkan oleh keadaan
dingin , lembab, panas dan kering.
dalam kondisi lembab dan panas bentuk udara
dalam kondisi panas dan kering bentuk api
dalam keadaan kering dan dingin bentuk tanah
dalam keadaan dingin dan lembab bentuk air
Beliau berpendapat pula bahwa apabila disuatu tempat tidak
ada apa-apanya (benda) disitu ada sesuatu yang imaterial yaitu
ether. Ia tidak percaya adanya hampa udara.
Ajarannya yang penting adalah suatu pola berfikir dalam
memperoleh kebenaran berdasarkan logika..
Contoh :
semua benda jika dipanaskan dalam keadaan kering akan
berubah menjadi api (1).
kayu adalah benda (2).
21
kayu jika dipanaskan dalam keadaan kering akan
berubah menjadi api (3).
1. disebut premis mayor yaitu sesuatu yang berlaku
umum.
2. premis minor yaitu sesuatu yang khusus.
3. kesimpulan.
Kesimpulan ditarik dari sesuatu yang umum menuju
kepada yang khusus. Cara ini dikenal sekarang sebagai
metode deduksi.
4) Ptolomeus (127-151).
Orang besar 450 tahun setelah Aristoteles. Beliau berpendapat
bahwa bumi adalah pusat dari jagat raya, berbentuk bulat, diam
setimbang tanpa tiang penyangga. Bintang-bintang menempel tetap
pada langit dan berputar mengelilingi bumi sekali dalam 24 jam.
Planet beredar melalui orbitnya sendiri terletak antara bumi dan
bintang.
TIMBULNYA ILMU PENGETAHUAN ALAM
Berkat makin sempurnanya alat pengamat bintang berupa
teleskop dan semakin meningkatnya kemampuan berfikir manusia
maka pada tahun 1500-1600 terjadi perubahan besar atas semua
ajaran Aristoteles maupun Ptolomeus. Sebagai tinggak sejarah dapat
dicatat disini adalah :
NIKOLAUS COPERNICUS (1473-1543). Ia tidak saja astronom tetapi
juga ahli matematika dan pengobatan. Tulisannya yang terkenal dan
merompak pandangan astronom zaman Yunani berjudul : “De
Revolutionibus Orbium caelestium”. Artinya “peredaran alam
semesta”. Buku itu ditulis pada tahun 1507 namun tidak segera
22
diumumkan karena prinsip heliosentrisme (pusat matahari)
bertentangan dnegan kepercayaan penguasa pada saat itu. Pokok
ajarannya antara lain:
1. Matahari adalah pusat dari solar sistem. Di dalam sistem
itu bumi adalah salah satu planet diantara planet-planet lain
yang beredar mengelilingi matahari.
2. Bulan beredar mengelilingi bumi dan bersama bumi
mengelilingi matahari.
3. Bumi berputar pada porosnya dari barat ke timur dan
mengakibatkan adanya siang dan malam dan pandangan
gerakan bintang-bintang.
Pengikut Copernicus yaitu BRUNO (1548-1600) memperoleh
kesimpulan lebih jauh lagi yaitu :
1. Alam raya ini tak ada batasnya.
2. Bintang-bintang tersebar diseluruh ruang angkasa.
Karena keberaniannya mengungkapkan pendapat yang bertentangan
dengan penguasa waktu itu, maka ia dianggap kemasukan setan lalu
dibakar sampai mati. tahun 1600.
Ahli Astronomi lain yang juga penting dicatat adalah Johannes
Kepler (1571-1630). Ia mengungkapkan pendapatnya bahwa :
1. Planet-planet beredar mengelilingi matahari pada suatu
garis edar yang berbetuk elips dengan suatu fokus.
2. Pangkat dua dari waktu yang dibutuhkan sebuah planet
mengelilingi matahari secara penuh adalah sebanding dengan
pangkat tiga dari jarak rata-rata planet itu terhadap matahari.
Perlu dicatat pula orang besar bernama Galileo (1564-1642).
23
Orang Italia ini dnegan berani mengumumkan penemuannya, dengan
teleskop nya yang mutakhir pada saat itu, yang bertentangan dengan
pandangan penguasa. Ia membenarkan teorinya Copernicus tentang
heliosentrisme yang jelas bertentangan dengan ajaran agama saat itu
yang homosentris atau geosentris. Lebih jauh ia menemukan bahwa
ada empat buah bulan yang mengelilingi jupiter. Ia juga menemukan
adanya gunung-gunung di bulan. Suatu bintik hitam di matahari yang
snagat penting untuk menghitung kecepatan rotasi matahari.
kelompok taburan bintang yang ia sebut Milky Way atau bima sakti
terdiri dari bermilyar bintang dan yang sangat menakjubkan adalah
ditemukannya cincing saturnus.
Dari Copernicus sampai Galileo dapat kita anggap sebagai
permulaan abad ilmu pengetahuan modern yang menempatkan suatu
kebenaran berdasarkan induksi atau eksperimentasi.
HAKEKAT ILMU PENGETAHUAN ALAM.
Ilmu pengetahuan alam yang bermula timbil dari rasa ingin
tahu manusia, sekarang telah berkembang pesat dan telah banyak
mempengaruhi kehidupan masyarakat . Penmuan-penemuan dalam
bidang ilmu pengetahuan alam dan teknologi dapat memberikan
kemudahan dan peningkatan kehidupan masyarakat. Misalnya
peningkatan penyediaan sandang dan pangan, kualitas kesehatan
individu dan masyarakat.
Kecuali itu, penemuan-penemuan dalam bidang ilmu
pengetahuan alam dan teknologi merupakan dasar pembuka jalan
bagi pengembangan ilmu pengetahuan alam selanjutnya. Semua
penemuan-penemuan ilmu pengetahuan alam masa kini, bukanlah
hasil penemuan secara serentak, melainkan merupakan jalinan
24
penemuan-penemuan sebelumnya. Suatu penemuan memungkinkan
terdapatnya masalah baru yang mendorong manusia untuk
bereksperimen selanjutnya. Dengan demikian terjadi proses berantai
yang dinamis dan menyebabkan ilmu pengetahuan alam berkembang
pesat.
Contoh :
Penemuan tentang peranan kromosom dan gen dalam menurunkan
sifat-sifat mahluk hidup dari generasi terdahulu pada generasi
berikutnya, telah ditetapkan untuk memperoleh bibit unggul. Dengan
jalan perkawinan silang dan mutasi buatan, diperoleh tanaman baru
yang mempunyai produksi lebih tinggi dan tahan hama. Ini berarti
dapat meningkatkan penyediaan pangan masyarakat.
Contoh lain misalnya dengan diketemukannya mikroskop
sederhana, terbuka jalan untuk mempelajari organisme-organisme
kecil yang semula tidak dapat dilihat. Pengetahuan tentang
mikroorganisme itu makin berkembang dan melahirkan ilmi
mikrobiologi. Selain itu, penemuan mikroskop juga membuka jalan
bagi pengembangan dan penemuan berbagai jenis mikroskop yang
memiliki kemampuan lebih tinggi.
Pengertian Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmiu pengetahuan alam yang bahasa asingnya “science”
berasal dari kata latin “Scientia” yang berarti saya tahu. Kata
“science” sebenarnya semula berarti ilmu pengetahuan yang meliputi
baik ilmu pengetahuan sosial (Social science) maupun ilmu
pengetahuan alam (natural science). Lama kelamaan, bila seseorang
mengatakan “science” maka yang dimaksud adalah “natural science”
atau dalam bahasa Indonesia disebut ilmu pengetahuan alam dan
25
disingkat IPA. sedangkan IPA sendiri terdiri dari ilmu-ilmu fisik
(Physical science) yang natara lain kimia, fisika, astronomi dan
geofisika, serta ilmu-ilmu biologi (life science).
Untuk mengidentifikasikan IPA dengan kata-kata atau dengan
kalimat yang singkat tidak mudah, karena sering kurang dapat
menggambarkan secara lengkap pengertian IPA tersebut. Terdapat
beberapa definisi IPA diantaranya adalah :
1) Menurut H.W. Fowler : “Ilmu pengetahuan alam adalah
pengetahuan alam yang sistematis dan dirumuskan , yang
berhubungan dengan gejala-gejala kebendaan dan didasarkan
terutama atas pengamatan dan deduksi”.
Definisi IPA ini tampaknya banyak diterima dan dipakai di
sekolah-sekolah di Indonesia.
2) Menurut Robert B.Sund : “Ilmu pengetahuan alam adalah
sekumpulan pengetahuan dan juga suatu proses“.
Dalam definisi ini IPA mengandung dua unsur, yaitu sebagai
sekumpulan pengetahuan dan sebagai suatu proses untuk
memperoleh dan mengembangkan pengetahuan tersebut.
3) Definisi lainnya, yaitu menurut James B. Conant : “Ilmu
pengetahuan alam adalah suatu rangkaian konsep-konsep yang
saling berkaitan dan bagan-bagan konsep yang telah
berkembang sebagai hasil eksperiment dan obeservasi dan
bermanfaat untuk eksperimen serta observasi lebih lanjut”.
Dalam definisi ke tiga ini terdapat tiga unsur IPA. Yang
pertama, adalah serangkaian konsep dan bagan konsep yang saling
berkaitan. Yang dimaksud bagan konsep ialah suatu konsep yang
menyangkut konsep-konsep lain yang relevan. Misalnya konsep
26
evolusi yang menyangkut konsep mutasi, konsep variasi, konsep
penyebaran geografis. Adapun unsur kedua dari definisi IPA tersebut,
berupa proses terutama mempergunakan metoda observasi dan
eksperimen. Sedangkan unsur ketiga berupa manfaat dan
penerapannya, yaitu untuk observasi dan eksperimen lebih lanjut.
Dari ketiga contoh definisi IPA tersebut, secara keseluruhan
dapat disimpulkan bahwa IPA merupakan suatu pengetahuan yang
ilmiah, karena IPA mempunyai syarat-syarat berikut :
1) Bersifat objektif, artinya pengetahuan itu sesuai dengan
kenyataan dari objeknya dan dapat dibuktikan dengan
pengamatan dan pengamalan empirik. Adapun objek studi IPA
adalah benda-benda dan gejala-gejala kebendaan, baik benda
hidup, benda mati maupun tidak hidup.
2) Bersifat sistematik, artinya IPA mempunyai sistem yang
teratur. Sistem ini dipergunakan untuk menyusun,
mengorganisasikan pengetahuan, konsep-konsep dan teori IPA.
3) Mengandung metode tertentu yaitu metode ilmiah.
Metode ini dipergunakan untuk mempelajari objek studi, untuk
memperoleh pengetahuan dan juga cara berfikir dan
memcahkan masalah.
HAKIKAT IPA
Untuk mempelajari hakikat IPA perlu kita kaji kembali ketiga
contoh definisi IPA.
IPA pada hakekatnya merupakan suatu produk, proses dan penerapan
dengan penjelasan sebagai berikut :
1) IPA pada hakikatnya merupakan suatu produk atau hasil.
IPA merupakan sekumpulan pengetahuan (dalam definisi
27
pertama dan kedua) dan sekumpulan konsep-konsep dan
bagan konsep (dalam definisi ketiga) yang merupakan hasil
suatu proses tertentu.
2) IPA pada hakikatnya adalah suatu proses (dalam definisi
kedua). Yaitu proses yang digunakan untuk mempelajari objek
studi, menemukan dan mengembangkan produk-produk IPA.
Dalam Proses ini digunakan metode ilmiah dan terutama
ditekankan pada proses observasi dan eksperimen (dalam
definisi pertama dan kedua).
Dengan mengutip pendapat Einstein tentang proses IPA, John
G. Kemeny menegaskan baha IPA berangkat dari fakta dan berakhir
pada fakta. Kemeny menjelaskan terdapatnya tiga tahapan dalam
proses tersebut;
a) Bertolak dari Fakta-fakta khusus hasil observasi
dan eksperimen terdahulu, disusun konsep-konsep
kemudian teori-teori. Penyusunan teori secara demikian
disebut secara induktif, yaitu bertolak dari sesuatu yang
khusus menuju sesuatu yang umum, atau dari fakta-fakta
hasil eksperimen dan observasi, menuju terbentuknya
teori. Tahapan ini disebut tahapan induksi.
Contoh :
Dari beberapa pengamatan menunjukkan bahwa
tumbuhan berkeping satu mempunyai akar serabut maka
kita selidiki tumbuhan satu lainnya, ternyata semuanya
berakar serabut. Kemudian diambil kesimpulan umum
bahwa tumbuhan berkeping satu mempunyai akar
serabut.
28
b) Tahapan kedua adalah deduksi.Berrtitik tolak dari
suatu teori atau kesimpulan umum yang telah dianggap
benar,dapat diramalkan atau diprediksi fakta-fakta baru
yang bersifat khusus. Fakta-fakta atau ramalan-ramalan
baru ini merupakan konsekuensi-konsekuensi yang
timbul dari teori atau kesimpulan umum tersebut.
Contoh :
Misalnya kita sudah menganggap benar
kesimpulan umum tentang tumbuhan berkeping satu
tersebut. Bila suatu ketika ditemukan tumbuhan yang
berakar serabut, maka kita deduksikan bahwa tumbuhan
tersebut berkeping satu.
c) Diketemukannya dugaan atau ramalan baru, akan
mendorong dilakukannya observasi dan eksperimen
selanjutnya, untuk menguji kebenaran ramalan-ramalan
tersebut. Tahapan ini disebut tahapan verifikasi. Ramalan
atau konsekuensi yang telah diuji kebenarannya
melahirkan fakta-fakta baru yang secara induktif dapat
disusun teori baru lagi. Dengan demikian, proses-proses
IPA merupakan proses yang berantai dan melingkar, yang
bertolak dari fakta dan berakhir pada fakta baru. Secara
singkat proses tersebut digambarkan pada bagan berikut
Matematika mempunyai sumbangan yang penting bagi
perkembangan IPA. Matematika antara lain berperan
sebagai penunjang untuk memahami gejala-gejala alam dan
untuk memperhitungkan secara logis sesuatu yang tidak
dapat diperoleh dari observasi dan eksperimen.
29
Perkembangan IPA bukan hanya karena proses induksi dan
deduksi tetapi juga peranan matematika. Pengetahuan yang
diperoleh dengan metoda ilmiah yang disertai perhitungan
matematika melahirkan IPA kuantitatif yang dipandang
merupakan IPA modern.
3) Adapun hakikat IPA yang ketiga adalah bahwa IPA pada
hakikatnya merupakan suatu penerapan atau aplikasi.
penerapan teori-teori IPA akan melahirkan teknologi yang dapat
memberi kemudahan bagi kehidupan. Penerapan-penerapan
IPA ini juga berguna untuk mengembang teori dan teknologi
baru.
Erat kaitannya dengan hakikat IPA sebagai suatu penerapan,
Norman Campbell memandang IPA menjadi dua aspek yag satu sama
lain tidak dapat dipisahkan bagai mata uang dnegan kedua sisi-
sisinya. Kedua aspek tersebut adalah ”practical science” dan aspek
“pure science” sebagai ”practical science” IPA sangat bermanfaat
dalam kehidupan masyarakat melalui teknologi. Sebagai “pure
science”, IPA tidak dapat bermanfaat langsung bagi kehidupan, tetapi
mengandung nilai intelektual. Apa yang kita pelajari secara langsung
dari IPA adalah aspek “pure science” tersebut.
CIRI-CIRI IPA
Sebagai suatu produk, proses maupun penerapan, IPA memiliki
ciri-ciri tertentu yang dapat membedakan ilmu pengetahuan lain.
Adapun ciri-ciri tersebut adalah :
1) Pengetahuan dalam IPA bersifat universal. Ini berarti
konsep-konsep dan teori IPA tetap konsisten danb berlaku
dimana-mana. Hal ini antara lain karena IPA tidak membahas
30
nilai-nilai moral dan etika, dan menjangkau nilai-nilai keindahan
dan seni budaya yang nilainya dipengaruhi oleh kebudayaan
masing-masing tempat.
Contoh :
Hukum gravitasi Newton berlaku mulai dari apel-apel
yang jatuh ke bumi pada berbagai tempat, hingga bergeraknya
bulan mengelilingi bumi dan juga bergeraknya planet-planet
mengelilingi matahari.
2) Ciri kedua dari IPA ialah konsep-konsep dalam IPA dapat
diuji kebenarannya oleh siapa saja pada setiap waktu. ini
berarti konsep-konsep IPA dapat dibuktikan oleh ilmuwan-
ilmuwan lain pada waktu yang berbeda-beda.
Contoh :
Berdasarkan hasil pengamatannya, Alexis Bouvard
(Perancis) mengamati bahwa terdapat kelainan-kelainan dari
orbit planet Uranus. Dua belas tahun kemudian, John Adam
(Inggris) dan Jean Leverier (Perancis) dengan perhitungan-
perhitungan teoritis menunjukkan bahwa penyimpangan orbit
Uranus tersebut disebab planet lain dibelakangnya dnegan
lokasi yang dapat ditentukan. Pada tahu 1842, barulah
observatorium Berlin dapat mengamati lokasi tersebut dan
menemukan planet baru yang kemudian diberi nama Neptunus.
Dengan demikian hipotesis Leverier dapat dibuktikan
kebenarannya oleh orang lain.
3) Ciri ketiga dari IPA adalah bahwa konsep dari teori IPA
bersifat tentatif yang berarti kemungkinan dapat diubah bila
31
ditemukan fakta baru yang tidak sesuai dengan konsep dan
teori tersebut.
Metoda Ilmiah Sebagai Ciri IPA
Metoda ilmiah merupakan cara-cara ilmiah untuk memperoleh
pengetahuan dan yang menentukan apakah suatu pengetahuan
bersifat ilmiah. Metode ilmiah yang digunakan, harus menjamin akan
menghasilkan pengetahuan yang ilmiah, yaitu yang bersifat objektif,
sistematis dan konsisten.
Metoda ilmiah terutama digunakan dalam IPA, tetapi juga
banyak juga digunakan dalam ilmu pengetahuan lain. Dalam bentuk
dan langkah-langkah sederhana, juga dapat dipergunakan untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan agar memperoleh keputusan
yang objektif. Adapun langkah-langkah operasionalnya adalah
sebagai berikut adalah :
1) Perumusan masalah
Langkah metoda ilmiah diawali dengan merasakan adanya
masalah dan berkeinginan untuk memecahkan masalah.
Masalah antara lain timbul karena adanya kesenjangan antara
apa yang seharusnya terjadi dengan keadaan yang sebenarnya.
Yang dimaksud dengan masalah disini umumnya ialah berupa
pertanyaan yang mengandung unsur-unsur apa, mengapa, dan
bagaimana suatu objek yang akan diteliti.
Langkah selanjutnya adalah membatasi masalah dan
faktor-faktor yang mempengaruhi untuk menentukan ruang
lingkup penelitian yang akan dilakukan. Kemudian masalah
tersebut perlu dirumuskan agar menjadi jelas sehingga
32
mempermudah langkah-langkah selanjutnya dalam
memecahkan masalah tersebut.
2) Penyusunan hipotesis
Hipotesis adalah pernyataan yang mengandung jawaban-
jawaban sementara tentang masalah yang diteliti dan yang
harus diuji kebenaranya melalui observasi dan eksperimen.
Hipotesis menunjukkan adanya kemungkinan-kemungkinan
jawaban atau dugaan-dugaan sementara tentang masalah yang
diteliti. Penyusunan hipotesis harus dilandasi pengetahuan-
pengetahuan yang berkaitan dengan masalah yang diteliti dan
faktor-faktor yang mempengaruhinya.
3) Pengumpulan data
Yaitu mengumpulkan data yang ada hubungannya dengan
masalah tersebut dan yang relevan dengan hipotesis yang
telah disusun. Pengumpulan data ini antara lain dapat
dilakukan dengan mencari informasi dari buku-buku sumber
atau dari orang yang dianggap banyak mengetahui tentang
masalah tersebut (resouce persons).
Langkah selanjutnya dalah menyeleksi dan
mengklasifikasikan data. Data yang telah terkumpul diseleksi
untuk dipilih data yang erat hubungannya dengan masalah dan
yang dapat dipergunakan untuk memecahkan masalah
tersebut. Mengklasifikasikan data berarti menggolong-
nggolongkan data sesuai dengan jenis dan kategorinya dalam
memecahkan masalah. Bila perlu data kuantitatif dapat disusun
dalam bentuk tabel atau grafik.
4) Pengujian hipotesis
33
Pengujian hipotesis dapat dilakukan dengan melakukan
pengamatan atau observasi dan dapat dilakukan dengan
melalui eksperimen. Pengujian hipotesis tidak berarti harus
membenarkan hipotesis karena suatu hipotesis dapat ditolak
kebenarannya bila hasil-hasil eksperimen atau observasi
tersebut ternyata tidak mendukungnya.
Hasil-hasil eksperimen dan data yang telah terkumpul
kemudian diolah dan dianalisis untuk menentukan apakan
hipotesis yang telah diajukan ditolak atau diterima
kebenarannya.
5) Pengambilan kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis data dan hasil eksperimen yang telah
dilakukan pada proses pengujian hipotesis ditarik kesimpulan
hipotesis mana yang ditolak dan hipotesis mana yang diterima.
Kesimpulan yang diambil merupakan pengetahuan yang telah
di uji kebenarannya. Kesimpulan tersebut juga merupakan
jawaban terhadap masalah yang diteliti atau dipecahkan, yang
dikomunikasikan dalam bentuk laporan hasil penelitian. Kecuali
itu dari suatu hasil penelitian, biasanya timbul masalah-
masalah baru yang perlu diteliti.
Apakah keseluruhan langkah-langkah metoda ilmiah tersebut
perlu dilakukan secara berurutan ? Pada umumnya, langkah-langkah
tersebut perlu dilakukan secara teratur dan berurutan, karena
langkah yang satu merupakan landasan dari langkah berikutnya.
Tetapi pada beberapa pustaka, langkah pengumpulan data dilakukan
lebih dahulu sebelum penyusunan hipotesis. Ini membawa
konsekwensi, terkumpulnya data yang akhirnya kurang relevan
34
dengan hipotesis yang akan disusun. Sebaliknya mungkin saja
terjadi, data yang diperlukan terlewat untuk dikumpulkan, hingga
perlu diulang atau dilengkapi.
Sekalipun kesimpulan suatu penelitian diambil berdasarkan
metoda-metoda ilmiah, tetapi kesimpulan tersebut tetap mempunyai
kemungkinan mengandung kesalahan-kesalahan. Pengumpulan data
hasil observasi ataupun informasi dari buku-buku, dilakukan dengan
melalui indera-indera manusia yang mempunyai keterbatasan.
Demikian juga alat-alat eksperimen yang dipergunakan mungkin
belum memadai untuk mengumpulkan data yang lebih akurat. Oleh
karena itu, kesimpulan yang berupa pengetahuan IPA dapat berubah
bila ternyata ditemukan data baru yang tidak sesuai. Inilah yang
menyebabkan IPA mempunyai ciri tentatif, seperti yang telah kita
bahas.
Keterbatasan lain dari metoda ilmiah IPA ialah bahwa IPA
dengan metoda ilmiahnya tidak dapat menjangkau sistem nilai yang
berkaitan dengan nilai-nilai keindahan atau estetika serta nilai-nilai
yang menyangkut kebaikan dan keburukan.
Dengan metoda ilmiah ini, para ilmuwan tidak mau dan tidak
mampu menguji kebenaran-kebenaran yang diturunkan berdasarkan
wahyu Ilahi. Kebenaran wahyu Ilahi adalah kebenaran yang bersifat
mutlak dan diyakini sepenuhnya akan kebenarannya oleh
pemeluknya serta abadi sepanjang masa.
SIKAP ILMIAH
Pada waktu memecahkan masalah dengan menggunakan
masalah dengan menggunakan metoda ilmiah seorang ilmuwan atau
pengguna metoda ilmiah tersebut, dituntut memiliki sikap-sikap
35
tertentu, agar kesimpulan yang diperolehnya bersifat objektif. Sikap
tersebut disebut sikap ilmiah yang antara lain sebagia berikut :
1. Objektif terhadap fakta atau kenyataan.
Dengan jujur dia akan menyatakan suatu fakta sesuai dengan
kenyataan dan tidak dipengaruhi oleh perasaannya serta
pertimbangan lain. Sikap ini akan melatih kita untuk mencintai
kebenaran yang objektif. Dengan bersifat objektif terhadap
fakta ini kita dituntut untuk membedakan antara fakta dan
pendapat pribadi.
2. Tidak tergesa-gesa mengambil kesimpulan atau
keputusan, bila belum cukup fakta yang dikumpulkan yang
dapat menunjang kesimpulan atau keputusan itu. Dengan
demikian tidak akan mengambil kesimpulan yang didasarkan
atas prasangka.
Contoh :
Seorang ilmuwan yang secara kebetulan menemukan
suatu jenis hewan dalam air dia tidak akan menyimpulkan
bahwa hewan tersebut hidup dalam air sebelum
mengumpulkan data tentang hewan tersebut ada berbagai
tempat baik darat, air tawar, maupun air laut.
3. Berhati terbuka
Artinya bersedia mempertimbangkan pendapat atau penemuan
orang lain, sekalipun pendapat atau penemuan orang lain itu
bertentangan atau tidak sesuai denagn pendapatnya sendiri.
Contoh :
Ilmuwan tersebut (contoh 2) telah menyimpulkan bahwa
hewan tadi hidup dalam air. Tetapi ternyata ada ilmuwan lain
36
menemukan hewan serupa hidup di atas pohon-pohon. Ilmuwan
yang pertama bersedia mengubah kesimpulannya asal dia
diberi cukup bukti dan fakta.
4. Bersikap tidak memihak terhadap sesuatu pendapat
tertentu tanpa alasan-alasan yang berdasarkan fakta.
Contoh :
Ingat percobaan Galileo dari menara Pisa. Galileo tidak
memihak begitu saja faham Aristoteles bahwa benda berat
akan jatuh lebih dahulu daripada benda ringan.
5. Metoda ilmiah melatih kita untuk tidak percaya kepada
takhayul atau sifat untung-untungan, karena percaya bahwa di
alam ini sesuatu terjadi melalui proses tertentu.
6. Dapat bekerja sama dengan orang-orang lain dan
bersedia mengkomunikasikan dan mengumumkan hasil
penelitiannya. Ini berarti bahwa penemuan atau pendapat kita
rela untuk diteliti kembali ataupun di kritik dengan alasan-
alasan rasional.
7. Selalu memiliki rasa ingin tahu tentang apa, mengapa
dan bagaimana sesuatu gejala yang dijumpainya. Rasa ingin
tahu ini akan melatih kepekaan mengenal masalah dan
menggugah keringinannya untuk memecahkan masalah
tersebut. Dengan demikian akan mendorong kita untuk
mencari kebenaran dan penemuan-penemuan baru.
8. Memiliki ketekunan dan kesabaran serta ketelitian dalam
melakukan eksperimen, observasi dan dalam mengumpulkan
data serta memecahkan masalah.
NILAI-NILAI IPA
37
Sekalipun IPA tidak menjangkau nilai-nilai moral atau etika dan
juga tidak membahas nilai-nilai keindahan atau estetika, tetapi IPA
mengandung nilai-nilai tertentu yang berguna bagi masyarakat. Yang
dimaksud dengan nilai disini ialah sesuatu yang dianggap berharga
yang terdapat dalam IPA dan menjadi tujuan yang akan dicapai.
Jelaslah bahwa yang dimaksud dengan nilai dalam pembahasan ini
bukanlah nilai-nilai yang bersifat kebendaan atau bukan nilai-nilai
yang dapat dikaitkan dengan harga dan bentuk uang. Adapun nilai-
nilai IPA tersebut adalah :
1) Nilai praktis
Penerapan dari penemuan-penemuan IPA telah melahirkan
teknologi yang secara langsung dapat dimanfaatkan oleh
masyarakat. Sebaliknya teknologi telah membantu
mengembangkan penemuan-penemuan baru yang secara tidak
langsung juga bermanfaat bagi kehidupan. Oleh karena itu, IPA
telah membuka jalan ke arah penemuan-penemuan yang
secara langsung dan tidak langsung dapat bermanfaat. Dengan
demikian IPA mempunyai nilai praktis yaitu sesuatu yang
bermanfaat dan berharga dalam kehidupan sehari-hari.
Contoh :
Penemuan listrik oleh Faraday telah diterapkan dalam
teknologi hingga melahirkan berbagai alat listrik yang
bermanfaat bagi kehidupan masyarakat sehari-hari.
Tentang hubungan antara IPA dan teknologi ini Paul B.Weiz
mengungkapkan bahwa IPA merupakan tanah tempat teknologi
tumbuh dan berkembang. Ungkapan tersebut menunjukkan
bahwa antara IPA dan teknologi terdapat hubungan saling
38
mermbutuhkan, saling isi mengisi agar dapat terus tumbuh dan
berkembang.
2) Nilai intelektual
Metoda ilmiah yang digunakan dalam IPA banyak dimanfaatkan
manusia untuk memecahkan masalah. Tidak saja masalah-
masalah alamiah tetapi juga masalah-masalah sosial, ekonomi,
dan lain-lain.
Metoda ilmiah ini telah melatih ketrampilan dan
ketekunan, serta melatih pengambilan keputusan-keputusan
dengan pertimbangan yang rasional bagi penggunaannya.
Kecuali itu agar pemecahan masalah berhasil dengan baik,
maka metoda ilmiah menuntut sifat ilmiah bagi
penggunaannya. Keberhasilan memecahkan masalah ini akan
memberikan kepuasan intelektual. Dengan demikian yang
dimaksud dengan nilai intelektual adalah sesuatu yang
memberikan kepuasan kepada seseorang karena dia telah
mampu menyelesaikan atau memecahkan masalah.
Bedakanlah kepuasan intelektual ini dengan kepuasan
seseorang pedagang yang memperoleh untung besar atau
bandingkanlah dengan seorang politikus yang bangga karena
mengalahkan lawan politiknya.
3) Nilai-nilai sosial-ekonomi-politik
IPA mempunyai nilai-nilai sosial-ekonomi-politik berarti,
kemajuan IPA dan teknologi suatu negara, menyebabkan
negara tersebut memperoleh kedudukan yang kuat dalam
percaturan sosial-ekonomi-politik internasional.
39
Prestasi-prestasi tinggi yang dapat dicapai oleh suatu
negara dalam bidang IPA dan teknologi memberikan rasa
bangga akan bangsanya. Rasa bangga akan kemampuan atau
potensi nasional dan rasa bangga terhadap bangsanya adalah
nilai-nilai sosial-politik suatu negara.
Contoh :
Negara-negara yang telah maju, misalnya Amerika,
mereka sadar dan bangga terhadap kemampuan atau potensi
bangsanya dalam bidang sosial politik.
Produk IPA dan teknologi dapat membuka jalan ke arah
industrialisasi dan mekanisasi pertanian yang dapat
meningkatkan ekonomi dan neraca perdagangan suatu negara.
Sekalipun memiliki kemampuan IPAdan eknologi tinggi, tidak
dapat menggali sumber daya alamnya dengan sebaik-baiknya.
Kemungkinan bahkan akan menyerahkan pengusahaan sumber
daya alam negaranya kepada bangsa lain yang hanya
memikirkan keuntungan sebanyak banyaknya, tanpa
memperhatikan alamnya. Dalam hal ini maka IPA dan teknologi
memiliki nilai sosial-ekonomi.
Kemajuan IPA dan teknologi suatu negara dapat
menempatkan negara itu dalam kedudukan pilotik internasional
yang menentukan.
Contoh :
a) Ketika Amerika berhasil mendaratkan manusia di
bulan dengan apolo 11, martabat Amerika dalam
percaturan politik melonjak lebih tinggi.
40
b) Juga ketika Rusia mampu meluncurkan satelit
buatannya yang pertama, yaitu Sputnik I, martabat
Rusia dimata dunia meningkat.
c) Jepang dan RRC karena kemampuan IPA dan
teknologinya tinggi, hingga banyak hasil indusrinya
merebut pasar dunia, maka kedudukannya di dunia
internasional makin kuat.
4) Nilai keagamaan dari IPA
Banyak orang berprasangka, dengan mempelajari IPA dan
teknologi secara mendalam akan mengurangi kepercayaan
manusia kepada Tuhan. Prasangka tersebut didasarkan pada
alasan bahwa IPA hanya mempelajari benda dan gejala-gejala
kebendaan. Prasangka ini tidak benar makin mendalam orang
mempelajari IPA, makin sadarlah orang itu akan adanya
kebenaran hukum-hukum alam, sadar akan adanya suatu
ketertiban di dalam alam raya ini dengan maha pengaturnya.
Walau bagaimanapun manusia telah berusaha untuk membaca
mempelajari dan menterjemahkan alam, manusia makin sadar
akan keterbatasan ilmunya. Karena dengan keterbatasan
ilmunya manusia belum dan tidak akan pernah mengetahui
asal mula dam akhir dari alam raya dengan pasti.
Contoh :
a) Anda mengetahui, berapa banyak biaya dan tenaga
ahli yang dikerahkan untuk persiapan pendaratan
dibulan. Manusia tidak akan mampu membuat atau
menciptakan bulan. Oleh karena itu, makin sadarlah akan
kebesaran Maha Penciptanya.
41
b) Dengan susah payah dan waktu yang lama
manusia dapat mempelajari hukum gravitasi, tetapi
keterbatasan ilmunya, manusia tidak mampu
meniadakan gravitasi itu sendiri. Dengan penemuan-
penemuannya manusia makin sadar akan kebesaran
Tuhan.
c) Dengan mempergunakan mikroskop, manusia
mampu mempelajari kehidupan mikroorganisme,
keindahan pergerakan protoplasma, serta kerumitan dan
keteraturan reaksi-reaksi di dalamnya. semua
pengamatan ini akan mempertebal kesadaran kita
tentang kekuasaan Tuhan Yang Maha Esa.
Berdasarkan contoh-contoh tersebut, jelaslah seorang ilmuwan
yang beragama akan lebih tebal keimanannya kepada Tuhan.
Keimanan ini tidak hanya didukung oleh dogma-dogma saja.
Keimanannya juga ditunjang oleh akal pikiran yang didukung segala
pengamatannya terhadap benda-benda dan gejala-gejala alam, yang
merupakan manifestasi kebesaran Tuhan.
Dari uraian-uraian ini jelaslah bahwa IPA mempunyai nilai-nilai
keagamaan yang sejalan dan sejajar dengan pandanagn agama.
Tentang hubungan nilai-nilai IPA dan agama ini, ilmuwan terkenal
Albert Einstein menggambarkan dalam ungkapan sebagai berikut
“Ilmu pengetahuan tanpa agama adalah buta dan agama tanpa ilmu
pengetahuan adalah lumpuh”.
5) Nilai-nilai kependidikan dalam IPA.
Sekitar satu abad yang lampau, karena pelajaran IPA lebih
ditekankan pada fakta-fakta saja, ahli-ahli pendidikan belum
42
mengangap IPA mempunyai kedudukan penting dalam
kurikulum sekolah. Kecuali itu pelajaran IPA pada waktu
tersebut sedikit sekali yang didasarkan atas penemuan-
penemuan psikologi belajar.
Dengan makin berkembangnya IPA dan teknologi serta
diterapkannya psikologi belajar pada pelajaran IPA, maka IPA
diakui bukan hanya suatu pelajaran melainkan pula suatu alat
pendidikan. Pelajaran IPA bersama-sama dengan pelajaran lain
merupakan alat untuk mencapai tujuan pendidikan. Nilai-nilai
IPA apakah yang dapat ditanamkan pada pelajaran IPA?
a) Kecakapan bekerja dan berfikir secara teratur dan
sistematis menurut langkah-langkah metoda ilmiah yang
sering dipergunakannya.
b) Ketrampilan dan kecakapan dalam mengadakan
pengamatan, mempergunakan alat-alat eksperimentasi
untuk memecahkan masalah.
c) Memiliki sikap ilmiah yang diperlukan dalam
memecahkan masalah baik kaitannya dengan pelajaran IPA
maupun dalam kehidupan.
Sebagai alat pendidikan yang berguna untuk mencapai
tujuan pendidikan, maka pendidikan IPA di sekolah
mempunyai tujuan-tujuan tertentu yaitu :
a) Memberikan pengetahuan kepada siswa
tentang dunia tempat kita hidup dan tentang
bagaimana kita harus bersikap yang benar
terhadap alam. Dengan pengetahuannya, siswa
43
diharapkan dapat memanfaakan dan mengelola
sumber daya alam secara tepat.
b) Menanamkan sikap hidup ilmiah, yang harus
dibawanya dalam perjalanan hidupnya dan bukan
hanya dalam memecahkan masalah ilmiah saja.
Sikap ini timbul dari kesadaran akan pentingnya
metoda dan sikap ilmiah yang biasa digunakan
oleh para ahli IPA. Dengan memberikan latihan
kepada siswa untuk memecahkan masalah secara
ilmiah, siswa akan mampu mencari jawab
persoalan-persoalan yang dihadapi dalam hidupnya
secara ilmiah.
c) Memberikan ketrampilan untuk melakukan
pengamatan, pengukuran dan menggunakan alat-
alat. Latihan ketrampilan ini dapat
mengembangkan bakat ketrampilan tanga siswa
yang berguna untik dasar-dasar ketrampilan
industri. Praktikum, percobaan-percobaa dalam
pelajaran IPA adalah bagian penting yang
bermanfaat dalam mencapai tujuan pendidikan IPA.
Kecuali itu pendidikan IPA harus dapat
memberikan untuk tumbuhnya ketrampilan-
ketrampilan dasar ini.
d) Mendidik siswa untuk mengenal, mengetahui
cara kerja serta menghargai para ilmuwan dan
penemuan-penemuannya yang telah berguna bagi
dunia. Yang perlu kita didikkan kepada para siswa
44
untuk menghargai para ilmuwan itu, adalah
mengetahui bagaimana penemuan-penemuan itu
dilakukan, menghargai jasa pengorbanannya.
Dengan demikian siswa akan tergugah untuk
melakukan percobaan dan penemuan-penemuan
baru yang berguna bagi manusia.
PERANAN MATEMATIKA TERHADAP ILMU PENGETAHUAN ALAM
Menurut dugaan sejarah, kemampuan manusia untuk mulai
dapat menulis sama tuanya dengan kemampuan manusia untuk
dapat berhitung, yaitu kurang lebih 10.000 tahun sebelum masehi.
Tulisan itu pada hakekatnya simbol dari apa yang ia tulis.
Berhitung, pada awal mulanya berbentuk korespondensi
persatuan dari onyek yang dihitung. Misalnya sesorang ingin
menghitung berapa jumlah ternaknya, maka ternak itu dimasukkan
ke dalam kandang satu persatu. Tiap ekor diwakili oleh satu batu
kecil, maka jumlah ternaknya adalah jumlah batu kecil itu. Dengan
sekantung batu-batu itu ia dapat mengontrol apakah ada ternak yang
belum kembali atau hilang atau malah bertambah karena beranak.
Jadi, setiap awal kehidupan manusia matematika itu merupakan
alat bantu untuk mengatasi setiap permasalahan menghadapi
lingkungan hidupnya. Sumbangan matematika terhadap
perkembangan IPA sudah jelas bahkan boleh dikatakan bahwa tanpa
matematika IPA tidak akan berkembang. Hal ini disebabkan oleh
karena IPA menggantungkan diri dari metode induksi. Dengan
metoda induksi semata tak mungkin orang mengetahui jarak antara
bumi dan bulan atau bumi dnegan matahari, bahkan untuk
menyatakan keliling bumi saja hampir tidak mungkin. Berkat bantuan
45
matematikalah maka Erathotenes (240 SM) pada zaman Yunani dapat
menghitung besarnya bumi dnegan metode gabungan antara induksi
dan deduksi matematika sebagai berikut:
Pada tanggal 21 juni di Syene (Mesir) pada tengah hari
matahari berada tepat di atas kepala. Saat yang mana di kota
Alexandria yang jauhnya 500 Mil tepat berada disebelah utara Syene
matahari jatuh dnegan membentuk 7,4o . Ini dapat diukur melalui
bayang-bayang sebuah tongkat. Dengan asumsi bahwa bumi ini bulat
maka keliling bumi atau besarnya bumi dapat dihitung secara
matematika. Erathotenes sampai pada kesimpulan bahwa keliling
bumi adalah 24.000 mil dan garis tengah bumi adalah 8.000 mil.
Hipparchus (150 SM) dapat menghitung jarak bumi ke bulan.
perhitungannya diilhami oleh ajaran Aristoteles yang menyatakan
bahwa bulan terletak di anatar bumi dan matahari, juga diilhami oleh
gerhana bulan dimana bayang-bayang bumi pada bulan
dipergunakan untuk memperkirakan besarnya bumi. Ia berkesimpulan
bahwa jarak bumi ke bulan adalah 24.000 mil.
Aristarchus juga secara matematika mencoba menghitung jarak
bumi ke matahari. Namun karena kesalahan instrumen ia
berkesimpulan bahwa jarak bumi ke matahari itu adalah 20 kali jarak
bumi ke bulan, padahal jarak yang benar adalah 400 kali. Kesimpulan
lain yang ia peroleh berdasarkan matematika adalah sinar matahari
itu tentunya lebih besar dari bumi. Ia perkirakan sedikitnya tujuh kali
lebih besar. Ia berpendapat tidak logis kalau matahari yang besar itu
beredar mengelilingi bumi yang jauh lebih kecil. Mestinya sebaliknya
bumilah yang mengelilingi matahari. Namun pendapatnya tak
mendapat tanggapan oleh masyarakat, sampai pada zaman baru
46
dimana Copernicus dnegan bantuan teleskopnya serta perhitungan
matematik mengumumkan prinsip heliosentrik.
Ahli-ahli matematika yang banyak sumbangannya dalam IPA
antara lain adalah :
Phthagoras mengadakan perhitungan terhadap benda-benda
segi banyak. Apollonius mengadakan perhitungan pada benda-benda
yang bergaris lengkung. Kepler (1609) berjasa dalam perhitungan
jarak beredar yang berbentuk elips dari planet-planet. Galileo (1642)
berjasa dalam menetapkan hukum lintasa peluru, gerak dan
percepatan. Huygens (1695) dapat memecahkan teka teki adanya
cincin Saturnus, perhitungan tentang bandulan dan ini terkenal
dnegan perhitungan tentang kecepatan cahaya, yaitu 600.000 kali
kecepatan suara (pada masa itu orang beranggapan bahwa cahaya
tak membutuhkan waktu untuk memancar). Ini semua adalah sekedar
gambaran yang menunjukkan bahwa perkembangan IPA selalu
ditunjang atau secara mutlak membutuhkan tunjangan matematika.
Bagaimana dalam masa sekarang? kiranya tak dapat diragukan
lagi fungsi matematika itu dalam zaman modern sekarang ini
pembuatan mesin-mesin, pabrik-pabrik, bendungan-bendungan,
jembatan, bahkan perjalanan ke ruang angkasa tak akan berlangsung
tanpa bantuan matematika.
IPA KUALITATIF DAN KUANTITATIF
Pada uraian terdahulu telah diterangkan bahwa penemuan-
penemuan yang didapat oleh Copernicus sampai Galileo pada awal
abad 17 merupakan perintis ilmu pengetahuan. Artinya ialah bahwa
penemuan-penemuan itu berdasarkan empirik dengan metode
induksi yang objektif dan bukan atas dasar deduksi filosopik seperti
47
zaman Yunani atau berdasar mitos seperti zaman Babylonia.
Penemuan-penemuan itu misalnya saja bahwa di bulan terdapat
gunung-gunung, Jupiter mempunyai empat buah bulan, di matahari
terdapat bercak hitam yang dapat digunakan untuk mengukur
percepatan rotasi matahari dan sebagainya.
Penemuan-penemuan seperti ini kita sebut sebagai ilmu
pengetahuan alam yang sifatnya kualitatif. Ipa yang kualitatif ini tidak
dapat menjawab pertanyaan yang sifatnya kausal atau hubungan
48