BAB II. METODE ILMIAH

A. RENCANA BELAJAR PESERTA

Standar Kompetensi : Memahami gejala alam melalui pengamatan.

Kompetensi Dasar :

1. Mengidentifikasi objek secara terencana dan sistematis untuk memperoleh informasi gejala alam

biotik.

2. Mengidentifikasi objek secara terencana dan sistematis untuk memperoleh informasi gejala alam

abiotik.

Jenis Kegiatan Tanggal Waktu Tempat Belajar Alasan Perubahan Tanda Tangan

Guru

B. TUJUAN PEMBELAJARAN :

Tujuan Kegiatan Pembelajaran Umum

Siswa dapat mempelajari dan menggunakan konsep metode ilmiah dalam kehidupan sehari-hari.

1. Kegiatan Belajar 1 ( menit)

1.1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 1.

Setelah selesai mempelajari kegiatan 1, Anda dapat:

1. Memahami hakikat ilmu pengetahuan alam (sains)

2. Memahami dan dapat menerapkan keterampilan proses sains

3. Memahami dan dapat menerapkan metode ilmiah untuk pengamatan gejala alam

1.2 Kegiatan Pembelajaran dan Pengerjaan Tugas

1.2.1 Materi Pembelajaran 1

I. HAKIKAT ILMU PENGETAHUAN ALAM (SAINS)

Sejak abad ke-18, ilmu pengetahuan telah berkembang pesat dan melahirkan teknologi canggih

yang berperan penting dalam kehidupan manusia. Perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya ilmu

pengetahuan alam, telah mengubah sejarah peradaban manusia menjadi lebih modern. Meski

demikian, tanpa disadari manusia telah mengeksploitasi alam secara besar-besaran dan mengabaikan

keutuhan alam. Seiring dengan berkembangnya kemajuan sains serta teknologi, ketersediaan sumber

daya alam semakin menurun. Hal ini akan memengaruhi kehidupan manusia selanjutnya, yang saat ini

telah ditandai dengan perubahan iklim akibat pemanasan global. Bagaimana hal tersebut dapat

terjadi? Bagaimana kita dapat mencegah kerusakan alam lebih lanjut? Untuk menjawabnya, kita perlu

terlebih dahulu mengkaji kembali hakikat dari ilmu pengetahuan alam (sains) yang sesungguhnya.

1. Ilmu Pengetahuan Alam sebagai Disiplin Ilmu

Berbagai disiplin ilmu yang dipelajari manusia secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi

tiga, yaitu:

1. Ilmu alam (natural sciences), misalnya kimia, fisika, biologi.

2. Ilmu sosial (social sciences), misalnya sosiologi, ekonomi, manajemen.

3. Humanitas (Ilmu Budaya), misalnya bahasa, etika, kewarganegaraan.

Ilmu pengetahuan alam bermula dari rasa ingin tahu yang merupakan ciri khas manusia. Manusia

memiliki rasa ingin tahu mengenai benda-benda dan gejala-gejala alam di sekitarnya, dan dirinya

1

sendiri. Dari rasa ingin tahu tersebut, manusia selalu menggunakan akal pikirannya untuk mencari tahu

serta mempelajari gejala-gejala alam agar dapat bermanfaat dalam kehidupannya. Jadi, ilmu

pengetahuan alam (sains) adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam secara apa

adanya.

2. Ciri Ilmu Pengetahuan Alam

Ilmu pengetahuan alam memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

a. Konkret

Ilmu pengetahuan alam memiliki objek kajian berupa benda-benda atau gejala-gejala alam yang

nyata dan dapat ditangkap oleh indera, contohnya tumbuhan, benda langit, dan hujan.

b. Logis

Ilmu pengetahuan alam dikembangkan berdasarkan cara berpikir logis. Cara berpikir logis adalah

cara berpikir dengan menggunakan logika dan ajek. Kesimpulan yang diambil berdasarkan logika-logika

tertentu, baik secara induktif atau deduktif.

c. Objektif

Hasil dari ilmu pengetahuan alam merupakan suatu produk yang terhindar dari maksud-maksud

tertentu pelaku (subjektif), baik itu berupa kepentingan seseorang maupun golongan. Hasil dari kajian

ilmu pengetahuan alam harus sesuai dengan fakta dan bukti kebenaran ilmiah secara apa adanya

tanpa ditambahi ataupun ditutupi dengan mitos dan perasaan.

d. Empiris

Ilmu pengetahuan alam atau sains dikembangkan berdasarkan pengamatan empiris, yaitu suatu

pengalaman konkret yang dapat dirasakan oleh semua orang dan dapat dibuktikan secara ilmiah.

e. Sistematis

Hasil kajian ilmu pengetahuan alam, baik hasil penelitian atau kajian ilmiah, didasarkan pada

langkah-langkah yang sistematis dan berurutan. Urutan tersebut berupa langkah-langkah metode

ilmiah sehingga ketika orang lain ingin melakukan hal yang sama, akan mendapatkan hasil yang sama

pula.

f. Teori-teorinya berlaku umum

Begitu banyak teori-teori sains yang lahir dari ilmuwan yang mengkaji gejala-gejala alam. Teori-

teori itu berlaku umum dan dapat diketahui oleh orang lain tanpa batas. Ketika seorang ilmuwan

mengeluarkan teori tertentu, orang lain dapat mengoreksi atau mengkaji ulang kesesuaian teori

tersebut. Bahkan ilmuwan lain yang tidak sependapat dapat mengeluarkan teori baru yang melengkapi

atau membantah teori yang tidak sesuai tersebut.

KEGIATAN 1.1 Perkembangan Sains dan Teknologi di Indonesia

Tujuan: mendiskusikan perkembangan sains dan teknologi di Indonesia saat ini.

Kamu telah mempelajari ilmu pengetahuan alam (sains) sebagai suatu disiplin ilmu. Diskusikan

dengan temanmu mengenai hat berikut.

Hubungan perkembangan sains dengan perkembangan teknologi.

Perkembangan sains dan teknologi di Indonesia saat ini.

Dampak perkembangan sains dan teknologi terhadap masyarakat dan alam Indonesia.

Bacalah berbagai sumber yang dapat menambah bahan diskusimu. Tuliskan hasil diskusimu dan

kumpulkan ke guru.

II. KETERAMPILAN PROSES SAINS

Bagaimana cara ilmuwan menemukan dan mengembangkan ilmu pengetahuan alam? Para

ilmuwan berhasil mengembangkan ilmu pengetahuan karena mereka bekerja secara sistematis, jujur,

dan disiplin. Mereka mengembangkan semua keterampilan yang mereka miliki. Keterampilan itu

2

dinamakan keterampilan proses. Seseorang yang ingin mempelajari sains diharapkan dapat

menggunakan dan melatih keterampilan proses yang dimilikinya sehingga akan terbentuk suatu sikap

ilmiah dalam menjawab berbagai pertanyaan-pertanyaan di alam. Keterampilan proses sains tersebut

adalah sebagai berikut.

1. Melakukan Observasi

Observasi adalah keterampilan dalam mengamati objek dan fenomena melalui panca indera,

yaitu melihat, menyentuh, mengecap, mendengar, dan membau. Observasi juga dapat dilakukan

dengan menggunakan alat bantu, seperti penggaris, mikroskop, termometer, lup, dan neraca. Hasil

observasi dapat ditampilkan dalam bentuk gambar, bagan, tabel, grafik, deskripsi, atau penjelasan.

Contoh hasil observasi dalam bentuk gambar:

Contoh hasil observasi dalam bentuk deskripsi:

Daun berukuran ± 10 — 5 cm2. Warna buah kuning, berbentuk bulat dengan daging buah tebal

dan berair. Bunga berwarna putih dengan jumlah kelopak tiga. Batang berkayu. Akar merupakan akar

tunggang.

2. Menafsirkan

Menafsirkan merupakan kemampuan dalam memberi arti atau menginterpretasikan suatu gejala-

gejala atau kejadian berdasarkan kejadian lainnya. Dalam memberikan penafsiran hendaknya memiliki

acuan atau patokan. Acuan tersebut berdasarkan pengetahuan yang dimiliki dan pola yang sudah

terjadi. Contoh cara menafsirkan adalah sebagai berikut.

Gejala : sebelum air sungai tercemar limbah pabrik, populasi ikan adalah 50 ekor, kemudian

ketika air sungai tercemar limbah pabrik, populasinya menjadi 25 ekor.

Penafsiran : terjadi penurunan populasi ikan sebesar 50% yang kemungkinan diakibatkan oleh air

sungai yang tercemar limbah pabrik.

3. Memprediksi

Memprediksi berarti memperkirakan suatu kejadian di masa yang akan datang berdasarkan pola

yang pernah terjadi sebelumnya pada kondisi yang sama. Contoh cara memprediksi adalah sebagai

berikut.

Kondisi : matahari, bumi, dan bulan berada pada satu garis lurus, bumi terletak di antara matahari

dan bulan.

Prediksi : akan terjadi gerhana bulan.

4. Mengidentifikasi Variabel

Variabel adalah sesuatu yang menjadi pusat atau fokus perhatian, yangmemberikan pengaruh

dan memiliki nilai sehingga dapat berubah. Variabel dapat disebut juga peubah. Variabel merupakan

objek penelitian yang dapat menentukan hasil penelitian.

Ada beberapa macam variabel, yaitu:

3

a. Variabel manipulasi/bebas, yaitu variabel yang sengaja dapat diubah dan dimanipulasi oleh

peneliti. Variabel manipulasi sengaja dibuat bervariasi oleh peneliti.

b. Variabel respon/terikat, yaitu variabel yang dipengaruhi oleh variabel manipulasi. Ketika

variabel manipulasi berubah, variabel respon ikut berubah.

c. Variabel kontrol/pengendali, yaitu variabel yang berada di luar variabel manipulasi dan

variabel respon. Variabel ini dibuat sama dan terkendali agar tidak berpengaruh terhadap hasil

penelitian.

Contoh cara mengindentifikasi variabel adalah sebagai berikut.

Misalkan, kita ingin meneliti faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan tanaman jagung.

Kita harus memperhatikan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman tersebut,

seperti cahaya, air, tanah, suhu, dan kelembaban. Faktor-faktor ini dapat mempengaruhi dan

mengubah pertumbuhan tanaman jagung sehingga dianggap sebagai variabel dalam penelitian.

Selanjutnya, kita dapat memilih faktor yang dibuat bervariasi sehingga dapat diukur perubahannya,

misalnya cahaya. Dalam hal ini, cahaya merupakan variabel manipulasi. Cahaya memengaruhi

pertumbuhan tanaman jagung sehingga pertumbuhan tanaman jagung merupakan variabel respon.

Faktor pertumbuhan selain cahaya, seperti air, tanah, suhu, dan kelembaban, harus dibuat tetap

(tidak berubah) agar tidak ikut mempengaruhi hasil penelitian. Oleh karena itu, faktor selain

cahaya tersebut merupakan variabel kontrol.

KEGIATAN 1.2 Mengidentifikasi Variabel Penelitian

Tujuan: mengidentifikasi variabel-variabel dalam suatu penelitian.

Tentukanlah variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol dari penelitian di bawah ini.

Pertumbuhan anak ayam

Kesuburan tanah

Kenaikan berat badan

Kesehatan jantung

Isilah variabel-variabel dalam tabel berikut

Masalah Penelitian Variabel

Manipulasi Respon Kontrol

Pertumbuhan anak ayam

Kesuburan tanah

Kenaikan berat badan

Kesehatan jantung

5. Mengkomunikasikan Hasil

Ketika seseorang mengomunikasikan hasil kajian maupun penelitian sains, ia harus

menyampaikan dengan jelas, tepat, tanpa menimbulkan ambigu. Mengomunikasikan hasil dapat

melalui lisan maupun tulisan. Melalui lisan misalnya dalam presentasi, diskusi, atau seminar ilmiah.

Melalui tulisan misalnya dalam bentuk makalah, laporan penelitian, atau jurnal.

Kaji Ulang

1. Jelaskan keterampilan apa saja yang diperlukan dalam mempelajari ilmu pengetahuan alam

(sains).

2. Jelaskan macam-macam variabel dalam penelitian.

3. Seorang siswa melakukan observasi terhadap tanaman di kebun rumahnya dan kebun

tetangganya. Hasil observasinya adalah tanaman di kebun rumahnya lebih subur dari tanaman

di kebun tetangganya. Tanaman di kebun rumahnya disiram setiap had dan diberi pupuk.

Tanaman di kebun tetangganya disiram seminggu sekali dan diberi pupuk. Apa yang bisa kamu

tafsirkan dari observasi siswa tersebut?

III. METODE ILMIAH

4

Metode ilmiah adalah langkah-langkah sistematis dan teratur yang digunakan dalam rangka

mencari kebenaran ilmu pengetahuan. Metode ilmiah diperlukan dalam melakukan suatu penelitian.

Mengapa kita harus melakukan penelitian? Penelitian dilakukan untuk menjawab pertanyaan-

pertanyaan dan rasa ingin tahu manusia terhadap suatu kejadian atau gejala alam tertentu. Ilmu

pengetahuan terus berkembang karena para ilmuwan tak berhenti mencari tahu dan meneliti mengenai

gejala-gejala alam yang terjadi.

Penelitian dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu:

1. Penelitian Kualitatif

Penelitian kualitatif adalah penelitian yang dilakukan menggunakan alat indera tanpa

mengacu pada satuan pengukuran baku. Data yang didapat dari penelitian kualitatif berupa

deskripsi atau penjelasan mengenai suatu keadaan atau kejadian.

Contoh: penelitan mengenai struktur morfologi bunga kembang sepatu.

Data yang didapat berupa deskripsi berikut ini.

Bunga kembang sepatu merupakan bunga lengkap karena memiliki mahkota, kelopak, putik, dan

benang sari. Mahkota bunga berwarna merah. Bentuk bunga seperti terompet.

2. Penelitian Kuantitatif

Penelitian kuantitatif adalah penelitian yang dilakukan -nenggunakan alat ukur dan

mengacu pada satuan pengukuran paku. Data yang didapat dari penelitian kuantitatif berupa

angka / jumlah

Contoh: penelitian mengenai pertumbuhan tanaman kembang sepatu per hari.

Data yang didapat berupa tabel berikut ini.

Tabel 1.2 Contoh Data Pertambahan Panjang Batang Tanaman Kembang Sepatu

Hari Pertambahan Panjang Batang (mm)

Senin 8

Selasa 15

Rabu 16

Kamis 5

Jum’at 10

Sabtu 7

Untuk mendapatkan hasil penelitian, diperlukan langkah-langkahkah metode ilmiah sebagai berikut.

1) Menyusun Rumusan Masalah

Ketika seseorang ingin meneliti atau mencari jawaban, lebih dahulu is akan menemukan

masalah. Masalah tersebut dapat ditemukan dari lingkungan sekitar, baik mahkluk hidup maupun

benda mati. Setelah menemukan masalah, masalah tersebut kemudian dirumuskan. Dalam

merumuskan masalah setidaknya harus memperhatikan hal-hal berikut:

a. Masalah menyatakan adanya keterkaitan antara beberapa variabel atau lebih. Hubungan itu

dapat berupa pengaruh, perbedaan, atau perbandingan antarvariabel, baik variabel

manipulasi, respon, maupun kontrol.

b. Masalah tersebut merupakan masalah yang dapat diuji dan dapat dipecahkan.

c. Masalah disusun dalam bentuk pertanyaan yang singkat, padat dan jelas. Pertanyaan dibuat

dengan diawali oleh kata tanya dan diakhiri dengan tanda tanya.

Contoh cara merumuskan masalah:

Di suatu sungai yang tercemar limbah pabrik, hari demi hari ikan-ikan yang hidup di sungai tersebut

populasinya berkurang. Dari masalah tersebut kita dapat melihat beberapa hal penting yang dapat

kita teliti, antara lain limbah pabrik dan populasi ikan. Setelah itu, kita dapat menentukan

variabel yang terdapat di dalamnya.

Limbah pabrik merupakan variabel manipulasi/bebas, karena is dapat memengaruhi populasi

ikan di dalam sungai tersebut. Dalam penelitian untuk mengetahui ada atau tidak pengaruh

limbah pabrik tersebut terhadap populasi ikan di sungai, kita dapat memanipulasi jumlah limbah

yang mencemari air sungai tersebut.

5

Populasi ikan merupakan variabel respon/terikat, karena perubahannya dipengaruhi oleh

limbah pabrik yang merupakan variabel manipulasi/bebas.

Setelah menentukan variabel, maka kita dapat merumuskan masalah di atas sebagai berikut:

Apakah terdapat pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai?

kata menyatakan variabel variabel terikattanya keterkaitan manipulasi

2) Menyusun Kerangka Teori

Setelah menemukan dan merumuskan masalah, langkah selanjutnya adalah mengumpulkan

keterangan-keterangan dan informasi, baik secara teori maupun data-data fakta di lapangan, yang

berhubungan dengan permasalahan yang terjadi. Hal ini dilakukan sebagai modal dalam menyusun

dugaan sementara terhadap permasalahan yang terjadi. Keterangan-keterangan atau informasi

tersebut dapat diambil dari buku berupa teori mengenai variabel-variabel yang menjadi

permasalahan, internet, atau dari jurnal penelitian. Dari keterangan-keterangan dan informasi

tersebut diperoleh penjelasan sementara terhadap permasalahan yang terjadi.

3. Merumuskan Hipotesis

Ketika kita merumuskan pertanyaan, maka sebenarnya sudah terlintas jawabannya di pikiran kita,

tapi jawaban tersebut masih bersifat meragukan dan sementara karena belum dibuktikan melalui

eksperimen (percobaan). jawaban sementara itulah vang dinamakan dengan hipotesis. Hipotesis

masih perlu dicari kebenarannya. Dalam merumuskan hipotesis hendaknya harus memerhatikan hal-hal berikut.

· Ditulis dalam pernyataan.

· Sederhana dan jelas, mengandung variabel-variabel yang menjadi perhatian.

Berdasarkan keterangan-keterangan atau informasi yang dikaji baik dari sumber bacaan maupun

fakta.

Ada dua macam hipotesis, yaitu hipotesis nol, merupakan jawaban sementara yang menyatakan tidak

ada pengaruh antarvariabel, dan hipotesis alternatif, merupakan jawaban sementara yang menyatakan

ada hubungan antarvariabel. Hipotesis nol berlawanan dengan hipotesis alternatif.

Berdasarkan pengertian di atas, rumusan masalah pada halaman sebelumnya dapat disusun

hipotesisnya, yaitu:

Hipotesis nol : tidak ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai.

Hipotesis alternatif : ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai.

4. Melakukan Eksperimen

Setelah merumuskan hipotesis, maka tahap berikutnya adalah membuktikan kebenaran hipotesis

tersebut. Untuk membuktikan hipotesis, dilakukan eksperimen. Berdasarkan masalah pada halaman 10,

eksperimen dapat dilakukan dengan memberi perlakuan pada populasi ikan berupa mengalirkan air

limbah sedikit demi sedikit sesuai kehendak peneliti. Hal ini dilakukan untuk melihat adakah pengaruh

limbah pabrik terhadap populasi ikan.

Contoh urutan kerja eksperimen:

a. Menyiapkan ikan, misalnya ikan yang digunakan berjumlah 10 ekor.

b. Menyiapkan media tempat tinggal populasi ikan, dalam hal ini ikan harus hidup di air mengalir seperti

sungai. Misalnya, di kolam yang airnya selalu mengalir.

c- Menyiapkan limbah sesuai dengan kadar kandungan limbah yang sebenarnya.

d- Membuat rancangan berapa lama waktu percobaan akan dilakukan.

e. Mencatat data yang didapat untuk setiap perlakuan.

5. Mengolah dan Menganalisis Data

6

Data yang diambil pada saat penelitian harus diolah dan dianalisis. Data dibuat sederhana untuk

melihat keterkaitan antarvariabel. Data dikelompokkan sesuai dengan sifat dan jenisnya. Data dapat

diolah dan disajikan dalam bentuk tabel, grafik, atau diagram. Setelah itu, data dianalisis dan dibahas

serta disesuaikan dengan kerangka teori yang telah dibuat untuk mencari kebenaran apakah hipotesis

yang telah didapat sesuai dengan data eksperimen atau tidak.

Contoh penyajian data eksperimen:

Data dalam bentuk tabel

Tabel 1.1 Data jumlah populasi ikan pada perairan yang mengandung limbah pabrik dengan volume

tertentu.

Data dalam bentuk diagram batang

Diagram data jumlah populasi ikan pada perairan yang mengandung limbah pabrik dengan volume

tertentu.

Contoh analisis/pembahasan:

Berdasarkan data tersebut, tampak bahwa populasi ikan menurun karena limbah pabrik yang

mencemari air. Semakin banyak volume limbah pabrik yang dialirkan, semakin banyak pule ikan ikan

yang coati. Artinya, populasi ikan menurun seiring dengan bertambahnya volume limbah pabrik yang

mencemari air. Hal ini menunjukkan bahwa limbah pabrik memengaruhi populasi ikan.

6. Menarik Kesimpulan

Kesimpulan didapat dari data hasil eksperimen. Ada dua kemungkinan kesimpulan, yaitu

hipotesis diterima atau hipotesis ditolak. Hipotesis diterima jika hasil eksperimen sesuai dengan

hipotesis, yaitu ada keterkaitan antar variabel. Hipotesis ditolak jika hasil eksperimen tidak sesuai

dengan hipotesis dan tidak ada keterkaitan antar variabel.

Kesimpulan hasil eksperimen di atas adalah:

Terdapat pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan di sungai.

7. Mempublikasikan Hasil

7

0 20 40 60 80 100 120

Volume limbah pabrik (cm')

Setelah eksperimen selesai dan telah didapatkan kesimpulannya, langkah terakhir dari metode

ilmiah adalah mempublikasikan hasil. Mempublikasikan hasil adalah menginformasikan kepada orang

lain hasil dari eksperimen yang telah dilakukan, agar orang lain mengetahui atau mengujicobakan

kembali. Mempublikasikan hasil dapat dilakukan dengan menyusun laporan hasil penelitian (laporan

menurut metode ilmiah), menerbitkan dalam jurnal penelitian, atau koran sekolah. Mengenai susunan

laporan ilmiah secara umum adalah sebagai berikut:

1. Judul

2. Kata Pengantar

3. Daftar isi

4. BAB I. Pendahuluan

1. Latar belakang masalah

2. Rumusan masalah

3. Tujuan penelitian

4. Hipotesis penelitian

5. BAB II. Tinjauan Pustaka

6. BAB III. Bahan dan Metode Kerja

7. BAB V. Kesimpulan dan Saran

8