1. SEJARAH PERKEMBANGAN IPA

Sejarah perkembangan IPA menunjukkan empat tahap dengan empat loncatan yang

berbeda. Setiap loncatan membuka era baru yang erat pula hubungannya dengan alam pikiran

umat manusia dari masa itu.

Perkembangannya adalah sebagai berikut :

1. Revolusi Pertama

Revolusi pertama membuka era baru bagi penelitian mendalam mengenai gaya gravitasi

dan penelitian mengenai dinamika gerakan benda-benda. Hasil-hasil yang dicapai dalam era ini

adalah suatu pembuktian bahwa sifat alam dapat dilukiskan dalam arti kata diletakkan dalam

suatu deskripsi yang jelas dan pasti. Oleh karena itu, dapat diramalkan secara amat teliti gerak-

gerik benda angkasa, peredaran bintang, munculnya komet dan sebagainya. Sebagaimana

diketahui, era ini dirintis oleh Isaac Newton. Perkembangan selanjutnya menghadirkan nama-

nama seperti Bernoullis dan Laplace

2. Revolusi Kedua    

Era ini memusatkan pada sifat-sifat kelistrikan dan kemagnetan benda sebagai

keseluruhan dan juga mengenal sifat-sifat radiasi yang dipelopori oleh Faraday,sedangkan

deskripsi teoritis mengenai kemagnetan dan kelistrikan dikembangkan oleh Maxwell. Revolusi

fisika dari era inilah yang benar-benar menghantarkan manusia ke zaman listrik. Ilmu

pengetahuan modern dalam bidang elektronika juga lahir pada era ini. Perkembangan-

perkembangan dari era ini banyak sekali mempengaruhi kehidupan manusia modern. Di zaman

ini pula dikembangkan pengetahuan tentang radiasi. Yang disebut radiasi adalah satuan-satuan

individu yang disebut kuanta. Jika terdapat kuanta dalam jumlah yang cukup besar, maka kuanta

tersebut mengatur diri ke dalam pola gelombang. Setiap pola mempunyai panjang gelombang

dan radiasi yang dilukiskan dalam panjang gelombang tersebut. Pengetahuan ini memungkinkan

telekomunikasi modern sebagaimana dikenal sekarang.

3. Revolusi Ketiga

Era ini dimulai pada awal abad 20 dengan ditemukannya secara menyeluruh pemikiran

manusia tentang zat dan jagad raya.Perlu diingat bahwa pada fase awal, awal fisika sangat

banyak bergerak dalam dunia astronomi. Dalam fase-fase berikutnya, manusia lebih banyak

mengarahkan perhatian kepada kejadian-kejadian dan eksperimen yang dilakukan di

laboratorium. Di era ketiga, kembali manusia mengarahkan pandangan dan perhatian ke dunia

astronomi, tetapi melalui pengetahuan dan pengertian yang diperoleh dari eksperimen-

eksperimen di laboratorium.

Dapat dipastikan bahwa tidak mungkin astronomi mencapai apa yang dicapai kini, jika ia

tetap dalam pemikiran era Newton dari era revolusi pertama. Kecemerlangan era ini dibawakan

oleh Einstein yang merumuskan Relativitas. Ruthrford mengenai atom, Bohr mengenai

kuantum,serta nama-nama ynag berkaitan dengan teori kuantum baru seperti Schrodinger,

Heisenberg dan Dirac.

4. Revolusi Keempat

Revolusi fisika keempat dimulai tahun 1983 dengan ditemukannya suatu tipe materi baru

yang disebut partikel Anderson. Dahulu diperkirakan atom merupakan benda kecil yang tidak

mungkin dipecah-pecah lagi menurut teori atom Dalton.Kini dengan dipelopori penemuan

Anderson dengan pertolongan perlatan-peralatan besar siklotron,aselerator dan sebagainya

menjelang akhir dasawarsa 50-an tidak kurang dari 30 partikel baru ditemukan. Hal ini pada

dasarnya sangat mengejutkan karena membuat manusia bertanya apa yang mungkin dan apa

yang tidak mungkin.

Abad 15 16 19 20

-Pseudo -Awal IPA -revolusi industri -IPA Modern

science sekarang -penemuan mesin -alat riset canggih

-Mitos -Heliosentris modern: mesin uap -

telaah mikroskopik

-logika -Liberalisme kertas, cetak, dll -

penemuan anomali

-Penemuan alat -penemuan alat teori

sebelumnya

bantu lebih baik -konsep baru

(modern)

Dengan berkembangnya IPA, maka muncullah dua konsepsi IPA yaitu IPA klasik dan IPA

modern.

a. IPA Klasik

IPA klasik merupakan suatu proses IPA di mana teori dan eksperimen memiliki peran saling

melengkapi dan memperkuat. IPA klasik memiliki kajian yang bersifat makroskopik, yakni

mengacu pada hal-hal yang berskala besar dan kaidah pengkajiannya menggunakan cara

tradisional. Di samping kajian yang bersifat makrokopis, ciri lain IPA klasik adalah lebih

mendahulukan eksperimen dari pada teori.

b. IPA Modern

IPA modern adalah suatu proses IPA di mana penekanan terhadap teori lebih banyak dari pada

praktek. IPA modern memiliki telaahan yang bersifat mikroskopik, yakni sesuatu yang bersifat

detail dan berskala kecil. Selain itu, IPA modern menerapkan teori eksperimen, di mana ia

menggunakan teori yang telah ada untuk eksperimen selanjutnya.

Berdasarkan pengertian IPA Klasik dan IPA Modern yang dipaparkan di atas, dapat diketahui

bahwa penggolongan IPA menjadi IPA Klasik dan IPA Modern didasarkan pada konsepsi, yang

meliputi cara berfikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu gejala alam.Namun pada IPA

Klasik, suatu pengetahuan didapatkan dari awal, yakni didasarkan dari hasil eksperimen yang

dilakukan dan kajian pada IPA Klasik lebih dangkal karena terbatas pada media atau alat bantu

penelitian. Sedangkan pada IPA Modern, suatu pengetahuan diperoleh melalui eksperimen yang

dilakukan dengan berkiblat pada teori yang telah ada dan dengan bantuan teknologi yang lebih

canggih dan maju, maka kajian dari IPA Modern lebih mendetail. Sehingga diperoleh pengetahuan

yang lebih mendalam mengenai suatu fenomena alam. Dengan kata lain, dapat disimpulkan bahwa

IPA Modern merupakan pengembangan dari IPA Klasik

Perkembangan yang makin cepat menyebabkan IPA diklasifikasikan menjadi berbagai

disiplin ilmu, sub disiplin ilmu, dan spesialisasi. Selain itu, muncul juga ilmu multidisplin karena

munculnya fenomena baru yang tidak mungkin ditelaah hanya dengan satu disiplin ilmu saja.

Pemfokusan dan pembentukan multidisiplin ilmu

a. Pemfokusan Ilmu

Dengan pengembangan ilmu yang begitu cepatnya, terutama mulai awal abad ke-20

menyebabkan klasifikasi ilmu berkembang kea rah disiplin ilmu yang lebih spesifik. Sebagai

contoh, dalam disiplin fisika telah terjadi pemfokusan menjadi berbagai subdisiplin fisika,

antara lain bunyi dan getaran, magnet, listrik, optik, mekanika, dan fisika modern.

Selanjutnya, subdisiplin ilmu tersebut berkembang menjadi spesialisasi tertentu. Sehingga

tidak memungkinkan lagi seseorang dapat menguasai beberapa atau bahkan satu bidang ilmu

tertentu dengan sempurna.. untuk dapat menguasai ilmu dengan baik, maka seorang ahli akan

lebih memfokuskan atau menspesialisasikan dirinya dalam salah satu focus disiplin ilmu

tertentu.

b. Multidisiplin dan Interdisiplin Ilmu

Multidisiplin ilmu merupakan ilmu pengetahuan yang cakupan pembahasannya

menggunakan lebih dari satu kelompok disiplin ilmu, misal kelompok IPA dan IPS. Contoh

multidisiplin ilmu adalah lingkungan, yang dapat mengolaborasikan ilmu IPA dan IPS.

Sedangkan Interdisiplin ilmu merupakan ilmu pengetahuan yang cakupan pembahasannya

menggunakan satu kelompok disiplin ilmu saja. Contoh interdisiplin ilmu adalah ilmu computer

yang dikembangkan dari disiplin IPA.

Perkembangan interdisiplin IPA pun cukup banyak dan berkembang sangat pesat. Sehingga

perkembangan tersebut sangat mempengaruhi pola pandang dan kehidupan sosial saat ini. Oleh

karena itu, suatu ilmu yang dikembangkan berdasarkan interdisiplin ilmu tetapi karena dampak

sosial perlu diperhitungkan, sehingga pembahasannya berubah menjadi multidisiplin ilmu.

2. PENGERTIAN FAKTA, KONSEP, TEORI, PRINSIP DAN HUKUM SEBAGAI

PRODUK IPA

1.      FAKTA

-          Pengertian

Fakta merupakan produk paling dasar dari sains (IPA). Fakta-fakta merupakan dasar dari

konsep-konsep, prinsip-prinsip, dan teori-teori. Fakta menunjukkan kebenaran dan keadaan

sesuatu. Fakta dalam IPA adalah pernyataan-pernyataan tentang benda-benda yang benar-benar

ada atau peristiwa yang benar-benar terjadi dan sudah dikonfirmasi secara objektif. karena

fakta-fakta diperoleh dari hasil observasi, maka fakta-fakta merepresentasikan apa yang dapat

dilihat. Seringkali, dua buah kriteria berikut ini digunakan untuk mengidentifikasi sebuah fakta

yaitu :

      dapat diamatai secara langsung

      dapat didemonstrasikan kapan saja

Oleh karena itu, fakta-fakta terbuka bagi siapapun yang ingin mengamatinya. Namun, kita harus

ingat bahwa dua kriteria di atas tidak selalu berlaku karena ada informasi faktual yang hanya

terjadi sekali dalam jangka waktu yang sangat lama.

-          Contoh :

      Gunung Galunggung meletus pada tahun 1982.

      Jakarta adalah ibu Kota Indonesia.

      Proklamasi kemerdekaan Indonesia adalah tanggal 17 agustus 1945.

2.      KONSEP

-          Pengertian

Konsep adalah abstraksi dari kejadian-kejadian, banda-benda, atau gejala yang memiliki sifat

tertentu atau lambang. Konsep juga merupakan konstruksi mental yang digunakan untuk

menginterprestasika hasil observasi ikan, misalnya, memiliki karakteristik tertentu yang

membedakannya dengan reptil dan mamalia.

-          Contoh

Konsep tentang perpindahan. Nama dari konsep adalah perpindahan, definisinya adalah sebuah

vektor yang arahnya dari benda pada kedudukan awal menuju kedudukan akhir dan mempunyai

besar yang sama dengan jarak terpendek antara dua kedudukan.

3.      TEORI

-          Pengertian

Teori merupakan usaha intelektual yang sangat keras karena ilmuwan harus berhadapan dengan

kompleksitas dan kenyataan yang tidak jelas dan tersembunyi dari pengamatan langsung.

Teori juga merupakan kerangka yang lebih luas dari fakta-fakta, data-data, konsep-konsep, dan

prinsip-prinsip yang saling berhubungan. Teori ini dapat berubah jika ada bukti-bukti baru yang

berlawanan dengan teori tersebut.

Menurut Kerlinger (1973) yang terjemahannya sebagai berikut. “Suatu teori adalah seperangkat

pengertian (konsepsi) definisi dan proposisi yang saling berkaitan yang menyajikan suatu

pandangan yang sistematis dari berbagai fenomena dengan mengungkapkan adanya hubungan

yang spesifik antar variabel, dengan tujuan untuk menjelaskan dan meramalkan fenomena-

fenomena tersebut.”

-          Contoh

Misalnya, Teori meteorologi membantu para ilmuan untuk memahami mengapa dan bagaimana

kabut dan awan terbentuk.

4. PRINSIP

- Pengertian

Prinsip merupakan pernyataan yang berlaku bagi sekolompok gejala tertentu yang mampu

menjelaskan suatu kejadian. Prinsip diperoleh lewat proses induksi dari hasil berbagai macam

observasi.

-          Contoh

         Logam bila dipanaskan memuai

         Semakin besar besar intensitas cahaya, semakin efektif proses fotosintesis

         Larutan yang bersifat asam bila dicampur dengan larutan yang bersifat basa akan

membentuk garam dan bersifat netral.

         Semakin besar perbedaan tekanan udara, semakin kuat angin berhembus

5.      HUKUM

-          Pengertian

Hukum pada hakikatnya merupakan pernyataan hubungan antara dua variable atau lebih dalam

suatu kaitan sebab akibat. Hukum adalah prinsip yang bersifat spesifik. Kekhasan hukum dapat

ditunjukkan dari hal berikut :

      Bersifat lebih kekal karena telah berkali-kali mengalami pengujian

      Pengkhususannya dalam menunjukkan hubungan antar variabel

-          Contoh

Hukum ohm menunjukkan hubungan antara hambatan dengan kuat arus dan tegangan listrik,

yaitu ”besarnya hambatan sebanding dengan besarnya tegangan listrik tetapi berbanding terbalik

dengan kuat arusnya”. Hukum tersebut secara matematis dibahasakan dalam bentuk persamaan :

R = V

dimana :

R = tahanan

V = tegangan

I = kuat arus

3. METODE ILMIAH

Pengertian Metode Ilmiah

Metode ilmiah atau dalam bahasa inggris dikenal sebagai scientific method adalah proses

berpikir untuk memecahkan masalah secara sistematis,empiris, dan terkontrol.

Metode ilmiah merupakan proses berpikir untuk memecahkan masalah

Metode ilmiah berangkat dari suatu permasalahan yang perlu dicari jawaban atau

pemecahannya. Proses berpikir ilmiah dalam metode ilmiah tidak berangkat dari sebuah asumsi,

atau simpulan, bukan pula berdasarkan  data atau fakta khusus. Proses berpikir untuk

memecahkan masalah lebih berdasar kepada masalah nyata. Untuk memulai suatu metode

ilmiah, maka dengan demikian pertama-tama harus dirumuskan masalah apa yang sedang

dihadapi dan sedang dicari pemecahannya. Rumusan permasalahan ini akan menuntun proses

selanjutnya.

Pada Metode Ilmiah, proses berpikir dilakukan secara sistematis

Dalam metode ilmiah, proses berpikir dilakukan secara sistematis dengan bertahap, tidak zig-

zag. Proses berpikir yang sistematis ini dimulai dengan kesadaran akan adanya masalah hingga

terbentuk sebuah kesimpulan. Dalam metode ilmiah, proses berpikir dilakukan sesuai langkah-

langkah metode ilmiah secara sistematis dan berurutan.

Metode ilmiah didasarkan pada data empiris

Setiap metode ilmiah selalu disandarkan pada data empiris. maksudnya adalah, bahwa masalah

yang hendak ditemukan pemecahannya atau jawabannya itu harus tersedia datanya, yang

diperoleh dari hasil pengukuran secara objektif. Ada atau tidak tersedia data empiris merupakan

salah satu kriteria penting dalam metode ilmiah. Apabila sebuah masalah dirumuskan lalu dikaji

tanpa data empiris, maka itu bukanlah sebuah bentuk metode ilmiah.

Pada metode ilmiah, proses berpikir dilakukan secara terkontrol

Di saat melaksanakan metode ilmiah, proses berpikir dilaksanakan secara terkontrol.

Maksudnya terkontrol disini adalah, dalam berpikir secara ilmiah itu dilakukan secara sadar dan

terjaga, jadi apabila ada orang lain yang juga ingin membuktikan kebenarannya dapat dilakukan

seperti apa adanya. Seseorang yang berpikir ilmiah tidak melakukannya dalam keadaan

berkhayal atau bermimpi, akan tetapi dilakukan secara sadar dan terkontrol.

Langkah-Langkah Metode Ilmiah

Karena metode ilmiah dilakukan secara sistematis dan berencana, maka terdapat langkah-

langkah yang harus dilakukan secara urut dalam pelaksanaannya. Setiap langkah atau tahapan

dilaksanakan secara terkontrol dan terjaga. Adapun langkah-langkah metode ilmiah adalah

sebagai berikut:

1. Merumuskan masalah.

2. Merumuskan hipotesis.

3. Mengumpulkan data.

4. Menguji hipotesis.

5. Merumuskan kesimpulan.

Merumuskan Masalah

Berpikir ilmiah melalui metode ilmiah didahului dengan kesadaran akan adanya masalah.

Permasalahan ini kemudian harus dirumuskan dalam bentuk kalimat tanya. Dengan penggunaan

kalimat tanya diharapkan akan memudahkan orang yang melakukan metode ilmiah untuk

mengumpulkan data yang dibutuhkannya, menganalisis data tersebut, kemudian

menyimpulkannya.Permusan masalah adalah sebuah keharusan. Bagaimana mungkin

memecahkan sebuah permasalahan dengan mencari jawabannya bila masalahnya sendiri belum

dirumuskan?

Merumuskan Hipotesis

Hipotesis adalah jawaban sementara dari rumusan masalah yang masih memerlukan pembuktian

berdasarkan data yang telah dianalisis. Dalam metode ilmiah dan proses berpikir ilmiah,

perumusan hipotesis sangat penting. Rumusan hipotesis yang jelas dapat memabntu

mengarahkan pada proses selanjutnya dalam metode ilmiah. Seringkali pada saat melakukan

penelitian, seorang peneliti merasa semua data sangat penting. Oleh karena itu melalui rumusan

hipotesis yang baik akan memudahkan peneliti untuk mengumpulkan data yang benar-benar

dibutuhkannya. Hal ini dikarenakan berpikir ilmiah dilakukan hanya untuk menguji hipotesis

yang telah dirumuskan.

Mengumpulkan Data

Pengumpulan data merupakan tahapan yang agak berbeda dari tahapan-tahapan sebelumnya

dalam metode ilmiah. Pengumpulan data dilakukan di lapangan. Seorang peneliti yang sedang

menerapkan metode ilmiah perlu mengumpulkan data berdasarkan hipotesis yang telah

dirumuskannya. Pengumpulan data memiliki peran penting dalam metode ilmiah, sebab

berkaitan dengan pengujian hipotesis. Diterima atau ditolaknya sebuah hipotesis akan

bergantung pada data yang dikumpulkan.

Menguji Hipotesis

Sudah disebutkan sebelumnya bahwa hipotesis adalah jawaban sementaradari suatu

permasalahan yang telah diajukan. Berpikir ilmiah pada hakekatnya merupakan sebuah proses

pengujian hipotesis. Dalam kegiatan atau langkah menguji hipotesis, peneliti tidak

membenarkan atau menyalahkan hipotesis, namun menerima atau menolak hipotesis tersebut.

Karena itu, sebelum pengujian hipotesis dilakukan, peneliti harus terlebih dahulu menetapkan

taraf signifikansinya. Semakin tinggi taraf signifikansi yang tetapkan maka akan semakin tinggi

pula derjat kepercayaan terhadap hasil suatu penelitian.Hal ini dimaklumi karena taraf

signifikansi berhubungan dengan ambang batas kesalahan suatu pengujian hipotesis itu sendiri.

Merumuskan Kesimpulan

Langkah paling akhir dalam berpikir ilmiah pada sebuah metode ilmiah adalah kegiatan

perumusan kesimpulan. Rumusan simpulan harus bersesuaian dengan masalah yang telah

diajukan sebelumnya. Kesimpulan atau simpulan ditulis dalam bentuk kalimat deklaratif secara

singkat tetapi jelas. Harus dihindarkan untuk menulis data-data yang tidak relevan dengan

masalah yang diajukan, walaupun dianggap cukup penting. Ini perlu ditekankan karena banyak

peneliti terkecoh dengan temuan yang dianggapnya penting, walaupun pada hakikatnya tidak

relevan dengan rumusan masalah yang diajukannya.

Kriteria Metode Imiah

Supaya suatu metode yang digunakan dalam penelitian disebut metode ilmiah, maka metode

tersebut harus mempunyai kriteria sebagai berikut:

1. Berdasarkan fakta.

2. Bebas dari prasangka

3. Menggunakan prinsip-prinsip analisa.

4. Menggunakan hipotesa

5. Menggunakah ukuran objektif.

Menggunakan teknik kuantifikasi.

1. Berdasarkan Fakta

Keterangan-keterangan yang ingin diperoleh dalam penelitian, baik yang akan dikumpulkan dan

yang dianalisa haruslah berdasarkan fakta-fakta yang nyata. Janganlah penemuan atau

pembuktian didasar-kan pada daya khayal, kira-kira, legenda-legenda atau kegiatan sejenis.

2. Bebas dari Prasangka

Metode ilmiah harus mempunyai sifat bebas prasangka, bersih dan jauh dari pertimbangan

subjektif. Menggunakan suatu fakta haruslah dengan alasan dan bukti yang lengkap dan dengan

pembuktian yang objektif.

3. Menggunakan Prinsip Analisa

Dalam memahami serta member! arti terhadap fenomena yang kompleks, harus digunakan

prinsip analisa. Semua masalah harus dicari sebab-musabab serta pemecahannya dengan

menggunakan analisa yang logis, Fakta yang mendukung tidaklah dibiarkan sebagaimana adanya

atau hanya dibuat deskripsinya saja. Tetapi semua kejadian harus dicari sebab-akibat dengan

menggunakan analisa yang tajam.

4. Menggunakan Hipotesa

Dalam metode ilmiah, peneliti harus dituntun dalam proses berpikir dengan menggunakan

analisa. Hipotesa harus ada untuk mengonggokkan persoalan serta memadu jalan pikiran ke arah

tujuan yang ingin dicapai sehingga hasil yang ingin diperoleh akan mengenai sasaran dengan

tepat. Hipotesa merupakan pegangan yang khas dalam menuntun jalan pikiran peneliti.

5. Menggunakan Ukuran Obyektif

Kerja penelitian dan analisa harus dinyatakan dengan ukuran yang objektif. Ukuran tidak boleh

dengan merasa-rasa atau menuruti hati nurani. Pertimbangan-pertimbangan harus dibuat secara

objektif dan dengan menggunakan pikiran yang waras.

6. Menggunakan Teknik Kuantifikasi

Dalam memperlakukan data ukuran kuantitatif yang lazim harus digunakan, kecuali untuk

artibut-artibut yang tidak dapat dikuantifikasikan Ukuran-ukuran seperti ton, mm, per detik,

ohm, kilogram, dan sebagainya harus selalu digunakan Jauhi ukuran-ukuran seperti: sejauh mata

memandang, sehitam aspal, sejauh sebatang rokok, dan sebagai¬nya Kuantifikasi yang termudah

adalah dengan menggunakan ukuran nominal, ranking dan rating.

Tujuan Metode Ilmiah

itu sendiri adalah mendapatkan pengetahuan ilmiah (yang rasional, yang teruji) sehingga

merupakan pengetahuan yang dapat diandalkan.secara luas di simpulkan bahwa tujuan metode

ilmiah yaitu:

1. Mendapatkan pengetahuan ilmiah (yang rasional, yang teruji) sehingga merupakan

pengetahuan yang dapat diandalkan.

2. Merupakan suatu pengejaran terhadap kebenaran yang diatur oleh pertimbangan-

pertimbangan logis.

3. Untuk mencari ilmu pengetahuan yang dimulai dari penentuan masalah, pengumpulan

data yang relevan, analisis data dan interpretasi temuan, diakhiri dengan penarikan

kesimpulan.