Melalui
pengamatan kasat mata terhadap segala sesuatu yang berada di sekitar kita, maka
kita akan menemukan bahwa bumi tempat kita hidup atau alam semesta ini ternyata
penuh dengan fenomena-fenomena yang menakjubkan, penuh dengan keragaman yang
memukau, yang kesemuanya itu menimbulkan pertanyaan-pertanyaan kepada kita
tentang mengapa dan bagaimana semua itu dapat terjadi.
Ilmu
Pengetahuan Alam (selanjutnya disebut IPA) merupakan suatu ilmu yang menawarkan
cara-cara kepada kita untuk dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan itu, IPA pun
menawarkan cara kepada kita untuk dapat memahami kejadian, fenomena, dan
keragaman yang terdapat d alam semesta, dan yang paling penting adalah IPA juga
memberikan pemahaman kepada kita bagaimana caranya agar kita dapat hidup dengan
cara menyesuaikan diri terhadap hal-hal tersebut.
Ilmu Pengetahuan Alam
sebagai ProdukAnak SD ketika melakukan eksperimen |
Webster’s New Lollegiate Dictionary
(1981) menyatakan natural science knowledge concerned with the physical
world and its phenomena, yang artinya ilmu pengetahuan alam adalah
pengetahuan tentang alam dan gejala-gejalanya. Sedangkan dalam Purnel’s :
Concise Dictionary of Science (1983) tercantum definisi tentang IPA
sebagai berikut : Science the broad field of human knowledge, acquired by
systematic observation and experiment, and explained by means of rules, laws,
principles, theories, and hypotheses. Artinya ilmu pengetahuan alam adalah
pengetahuan manusia yang luas, yang didapatkan dengan cara observasi dan
eksperimen yang sistematik, serta dijelaskan dengan bantuan aturan-aturan,
hukum-hukum, prinsip-prinsip, teori-teori, dan hipotesa-hipotesa.
IPA sebagai produk adalah
kumpulan hasil kegiatan empiric dan kegiatan analitik yang dilakukan oleh para
ilmuwan selama berabad-abad. IPA sebagai produk terdapat dalam bentuk
fakta-fakta, data-data, konsep-konsep, prinsip-prinsip, dan teori-teori.
Jika ditelaah lebih jauh, maka fakta-fakta merupakan hasil kegiatan empiric,
sedangkan data, konsep, prinsip dan teori dalam IPA merupakan hasil kegiatan
analitik.
Fakta dalam IPA adalah
pernyataan – pernyataan penting tentang benda-benda yang benar-benar ada atau
peristiwa-peristiwa yang betul-betul terjadi. Fakta yang sudah
dikonfirmasi secara obyektif dan sudah mendapat persetujuan para ilmuwan
disebut data. Misalnya : atom natrium memiliki electron sebanyak 7 buah,
air mendidih pada suhu 100o Celsius, kura-kura termasuk hewan
reptilia, dan lain-lain.
Konsep di dalam IPA adalah suatu ide yang
mempersatukan fakta-fakta IPA, konsep merupakan penghubung antara fakta-fakta
yang ada hubungannya. Berikut adalah contoh – contoh konsep dalam IPA : Energi
adalah kemampuan untuk melakukan kerja, senyawa adalah materi yang dengan
reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi materi lain yang lebih sederhana, ,
makhluk hidup dipengaruhi oleh lingkungannya, dll.
Prinsip IPA adalah generalisasi
tentang hubungan diantara konsep-konsep IPA. Contohnya : Udara jika dipanaskan
akan memuai, adalah prinsip yang menghubungkan konsep-konsep udara, panas, dan
pemuaian. Prinsip ini menyatakan jika udara dipanaskan maka akan memuai.
Prinsip IPA bersifat analitik sebab merupakan generalisasi induktif yang
ditarik dari beberapa contoh. Menurut para ilmuwan, prinsip merupakan deskripsi
yang paling tepat tentang obyek atau kejadian. Prinsip dapat berubah bila
observasi baru dilakukan, sebab prinsip bersifat tentative.
Hukum – hukum alam adalah
prinsip – prinsip yang sudah diterima meskipun juga bersifat tentative,
tetapi karena mengalami pengujian – pengujian yang lebih keras daripada
prinsip, maka hukum alam bersifat lebih kekal. Hukum kekekalan energy misalnya
berkata bahwa dalam suatu interaksi tidak ada energy yang diciptakan maupun
dimusnahkan, tetapi hanya berubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Pada
tahun 1905, lama sesudah hukum kekekalan energy dirumuskan, Einstein
menunjukkan bahwa energy dapat diciptakan dari materi di bawah kondisi khusus.
Penemuan ini dinyatakan dalam persamaan atau rumus Einstein yang terkenal ; E =
mc2 . Hal ini menyebabkan Hukum Kekekalan energy harus diperluas.
Teori ilmiah merupakan kerangka
yang lebih luas dari fakta-fakta, data-data, konsep-konsep, dan prinsip-prinsip
yang saling berhubungan. Suatu teori merupakan model, atau gambaran yang dibuat
oleh ilmuwan untuk menjelaskan gejala alam. Seperti halnya prinsip dan hukum
alam, teoripun dapat berubah jika ada bukti-bukti baru yang berlawanan dengan
teori tersebut. Teori ilmiah membantu kita untuk memahami, memprediksi dan
kadang-kadang mengendalikan berbagai gejala alam.
Ilmu Pengetahuan Alam
Sebagai Proses
IPA tidak hanya merupakan
kumpulan pengetahuan atau kumpulan fakta, konsep, prinsip, atau teori semata.
IPA tidak hanya merupakan kumpulan-kumpulan pengetahuan tentang benda-benda
atau makhluk-makhluk, tetapi IPA juga merupakan cara kerja, cara berpikir dan
cara memecahkan masalah.
Memahami IPA lebih dari hanya
mengetahui fakta-fakta dalam IPA. Memahami IPA berarti juga memahami proses IPA,
yaitu memahami bagaimana mengumpulkan fakta-fakta dan memahami bagaimana
menghubungkan fakta-fakta untuk menginterpretasikannya. Para ilmuwan
menggunakan berbagai prosedur empiric dan prosedur analitik dalam usaha mereka
untuk memahami alam semesta ini. Prosedur-prosedur tersebut disebut proses
ilmiah atau proses sains. Keterampilan proses IPA atau keterampilan sains
disebut juga keterampilan belajar seumur hidup, sebab keterampilan-keterampilan
ini dapat juga dipakai untuk kehidupan sehari-hari dan untuk bidang studi yang
lain.
Keterampilan proses IPA adalah
keterampilan yang dilakukan oleh para ilmuwan, diantaranya adalah
mengobservasi, memprediksi, melakukan interpretasi, merancang dan
melakukan eksperimen, mengendalikan variable, merumuskan hipotesis, dan menarik
kesimpulan.
Pendidikan IPA di
Sekolah Dasar
Mata Pelajaran IPA di Sekolah
Dasar bertujuan agar siswa : memahami konsep-konsep IPA, memiliki keterampilan
proses, mempunyai minat mempelajari alam sekitar, bersikap ilmiah, mampu
menerapkan konsep-konsep IPA untuk menjelaskan gejala-gejala alam dan
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari, mencintai alam sekitar, serta
menyadari kebesaran dan keagungan Tuhan. Berdasarkan tujuan di atas, maka
pembelajaran pendidikan IPA di SD menuntut proses belajar mengajar yang tidak
terlalu akademis dan verbalistik.
Selain itu dalam kondisi
ketergantungan hidup manusia akan ilmu dan teknologi yang sangat tinggi, maka
pembelajaran IPA di SD harus dijadikan sebagai mata pelajaran dasar dan
diarahkan untuk menghasilkan warga Negara yang melek IPA. Rutherford dan
Ahlgren (1990) dalam kata pengantarnya untuk buku Science for All Americans
mengemukakan beberapa alasan mengapa IPA layak dijadikan sebagai mata
pelajaran dasar dalam pendidikan : Pertama, IPA dapat memberi
seseorang pengetahuan tentang lingkungan biofisik dan perilaku social yang
diperlukan untuk pengembangan pemecahan yang efektif bagi masalah-masalah local
dan global; Kedua, dengan penekanan dan penjelasan akan adanya saling
ketergantungan antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang
lain beserta lingkungannya, IPA akan membantu mengembangkan sikap berpikir
seseorang terhadap lingkungan dan dalam memanfaatkan teknologi; Ketiga, Kebiasaan
berpikir ilmiah dapat membantu seseorang dalam setiap kegiatan kehidupan
sehingga peka terhadap permasalahan yang seringkali melibatkan sejumlah bukti,
pertimbangan kuantitatif, alasan logis, dan ketidak pastian; Keempat, prinsip-prinsip
teknologi memberi sesorang dasar yang kuat untuk menilai penggunaan teknologi
baru beserta implikasinya bagi lingkungan dan budaya; Kelima, pendidikan
IPA dan teknologi secara terus menerus dapat memberikan piranti untuk
menentukan sikap terhadap sejumlah masalah dan pengetahuan baru yang penting; Keenam,
potensi IPA dan teknologi guna meningkatkan kehidupan tidak akan
terealisasikan tanpa didukung oleh pemahaman masyarakat umum terhadap IPA,
matematika, dan teknologi, serta kebiasaan berpikir ilmiah.
Carin dan Sund (1989) memberikan
petunjuk tentang bagaimana seharusnya IPA diajarkan pada pendidikan dasar.
Salah satu diantaranya adalah menanamkan ke dalam diri siswa keingintahuan akan
alam sekitar, serta dapat memahami pejelasan-penjelasan ilmiah tentang fenomena
alam. Hal ini sesuai dengan salah satu tujuan pendidikan IPA yaitu bahwa IPA
harus mampu meberikan pengetahuan kepada siswa tentang dunia dimana kita hidup,
dan bagaimana kita sebagai makhluk hidup harus bersikap terhadap alam.
Secara singkat, Connor (1990)
mengemukakan, pendidikan IPA di SD harus secara konsisten berorientasi pada (a)
pengembangan keterampilan proses, (b) pengembangan konsep, (c) aplikasi, dan
(d) isu social yang berdasar pada IPA.
Khusus untuk keterampilan proses
dalam pembelajaran IPA, Mechling dan Oliver (1983) mengemukakan bahwa
penekanan yang diberikan dalam pengajaran keterampilan proses IPA adalah pada
keterampilan-keterampilan berpikir. Keterampilan berpikir ini dapat berkembang
pada anak selama anak diberi kesempatan untuk berlatih menggunakan
keterampilan-keterampilan tersebut. Dengan keterampilan-keterampilan proses
IPA, yang salah satu diantaranya adalah keterampilan mengajukan pertanyaan,
maka siswa sekolah dasar dapat mempelajari IPA sebanyak-banyaknya, sesuai
dengan keinginan mereka untuk mengetahui dan mempelajari IPA tersebut selama hidupnya.
Holt (1991) menyebutkan
ciri-ciri siswa SD, antara lain rasa ingin tahu yang berlebih, mengeksplorasi,
menemukan, mempelajari sesuatu yang baru, dan berkreasi. Untuk mendorong
munculnya rasa ingin tahu siswa SD tersebut, terlebih dahulu perlu dilakukan
eksplorasi terhadap apa yang akan dipelajari, sehingga pertanyaan-pertanyaan
yang muncul dari kegiatan eksplorasi tersebut dapat dijawab dengan percobaan
yang dilakukan oleh siswa sendiri untuk menemukan konsep-konsep baru. Hal ini
juga sesuai dengan pendapat yang dikemukakan oleh Blosser (1990), bahwa siswa
SD lebih mudah memahami IPA jika melakukan kegiatan percobaan sendiri.
Berdasarkan pada beberapa
pendapat yang dikemukakan di atas, maka sebaiknya pembelajaran IPA di SD
menggunakan perasaan keingintahuan siswa sebagai titik awal dalam melaksanakan
kegiatan-kegiatan penyelidikan atau percobaan. Kegiatan-kegiatan ini dilakukan
untuk menemukan dan menanamkan pemahaman konsep-konsep baru dan
mengaplikasikannya untuk memecahkan masalah-masalah yang ditemui oleh siswa SD
dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini penting untk dilaksanakan karena langkah
awal untuk menghasilkan orang dewasa yang melek IPA adalah dengan melibatkan
anak-anak, dalam hal ini adalah anak-anak SD secar aktif sejak dini ke dalam kegiatan
IPA seperti disebutkan di atas.