13.01.00
A.
Tentang
Sains
1.
Pengertian
Sains
Jadi apakah sebenarnya Sains itu? “Sains adalah ilmu
pengetahuan sistematis tentang alam dan dunia fisik”
Kata lain untuk IPA adalah sains. Sains itu ada
dimana-mana. Mari kita perlihatkan beberapa contoh. Kita mulai dari diri kalian
sendiri, binatang, atau tumbuhan. Semuanya bagian sains. Kemudian mari kita
perhatikan udara, listrik, cahya, makanan, sampai dengan pelangi, juda adalam
dalam pelajaran sains. Bahkan gempa bumi sampai dengan angkasa luar juga
merupaka bagaian dari Sains. Jadi, sains ada dalam diri kita dan di sekitar
kita. Sains digunakan dalam berbagai bidang pekerjaan, seperti dokter dan
perawat, arsitek, ahli komputer, pilot, insinyur, polisi, ahli pangan dan
nutrisi, serta berbagai profesi lainnya.
2.
Cabang-Cabang
Sains
Objek yan dipelajari dalam Sains sangat luas meliputi
seluruh benda di alam dengan interaksinya. Objek tersebut dapat berupa benda
yang sangat kecil misalnya bakteri, virus, dan partikel-partikel penyusun atom,
juga berupa benda-benda berukuran sangat besar, misalnya bumi, matahari hinggga
jagar raya. Untuk mempermudah dalam mempelajarinya, maka sains dikelompokan
menjadi beberapa cabang utama berikut ini..
a. Biologi
Biologi
adalah ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup. Biologi dibagi lagi menjadi
beberapa cabang, di antaranya sebagai berikut.
1.
Zoologi adalah cabang biologi yang mempelajari hewan. Zoologi
dikelompokan lagi menjadi banyak cabang, seperti Entomologi (Ilmu Tentang serangga) dan Ornitologi (Ilmu tentang burung)
2.
Botani adalah cabang biologi yang mempelajari tentang
tumbuhan
3.
Mikrobiologi adalah cabang biologi yang
mempelajari mikroorganisme (organisme sangat kecil). Mikrobiologi juga memilki
beberapa cabang, seperti Virologi
(ilmu tentang virus) dan Bakteriologi
(ilmu tentang bakteri)
4.
Genetika adalah cabang biologi yang mempelajari tentang
pewarisan sifat pada makhluk hidup.
b. Fisika
Fisika
adalah ilmu tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak,
panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya. Dengan demikian, cakupan
fisika juga sangat luas. Berikut ini beberapa cakupan atau cabang dari fisik.
1.
Mekanika, mempelajari tentang gerak pada benda
2.
Elektronika, mempelajari listrik dan magnet
3.
Optika geometri, mempelajari tentang cahaya dan
alat-alat optik
4.
Termodinamika, mempelajari mengenai energi panas
c. Kimia
Kimia
merupakan ilmu tentang materi berserta sifatnya, strukturnya, reaksi atau
perubahannya, dan energi yang menyertai perubahan tersebut. Cabang kimia antara
lain sebagai berikut.
1.
Kimia organik, mempelajari bahan-bahan kimia yang
ada pada makhluk hidup
2.
Kimia anorganik, mempelajari tentang bahan kimi
dalam benda-benda tak hidup
3.
Biokimia akan mempelajari mengenai proses kimia yang terjadi di
tubuh makhluk hidup dan analisis senyawa yang terlibat.
4.
Kimia farmasi, mempelajari mengenai pengembangan
bahan-bahan yang mengandung obat
5.
Kimia analitik, mempelajari tentang teori-teori
analisis suatu zat atau komponen serta metode-metode dalam analisis.
d. Geologi
Geologi
adalah ilmu yang mempelajari tentang segala sesuatu mengenai planet Bumi dan
perubahannya. Beberapa cabang Geologi antara lain sebagai berikut:
1.
Vulkanologi, mempelajari tentang gunung berapi
2.
Seismologi, mempelajari tentang gempa bumi
3.
Paleontologi, mempelajari tentang fosil dan
jejak-jejak yang terdapat dalam batuan, sehingga kita bisa menginterpretasikan
keadaan masa lampau
4.
Geomorfologi, mempelajari tentang bentang alam
dan proses-proses geomorfologi yang bekerja pada suatu daerah.
e. Astronomi
Astronomi
adalah ilmu yang mempelajarai tentang benda-benda langit dan fenomena-fenomena
yang terjadi di luar angkasa. Benda-benda langit tersebut antara lain bintang,
planet, komet, asteroid, hingga galaksi
f. Ekologi
Ekologi
adalah ilmu tentang interaksi atau hubungan timbal balik antara makhluk hidup
dengan lingkungan di sekitarnya. Bidang ilmu ini membahas tentang berbagai
masalah lingkungan, misalnya plusi udara, tanah, dan air, serta efek perubahan
iklim dan kepunahan hewan tertentu.
3.
Ilmuwan
Sains
Orang yang khusus melakukan penelitian bagi
pengembangan ilmu sains di sebut Ilmuwan
Sains. Ilmuwan sains ada di sekitar kita. Mereka sering melakukan
penelitian untuk mengembangkan pengetahuan atau menciptakan sesuatu sebagai
produk.
Siapa yang tidak kenal Albert Einstein? Ilmuwan jenius
dunia terkenal yang mendalami cabang Fisika mengenai teori relativitas. Melalui
penelitiannya, ia telah menyumbangkan teori yang menjadi dasar perkembangan
berbagai penemuan. Juga ada banyak ilmuwan lain yang telah mengembangkan ilmu
sains. Atau menemukan berbagai alat yang mempermudah hidup manusia dan
lingkungan, seperti Thomas Edison, Wreigh bersaudara, Galileo Galilei, Charles
Darwin dan masih banyak lagi.
Namun tahukah kalian bahwa Indonesia juga memiliki
banyak ilmuwan, bahkan beberapa sangat terkenal di dunia Sains internasional.
Pasti kalian tidak asing dengan Bapak B.J. Habibie, ilmuwan kita di bidang
kedirgantaraan. Beliau juga adalah Presiden RI yang ketiga.
Tabel. Ilmuwan Sains dengan Bidang Penelitiannya
|
No |
Nama Ilmuwan Sains |
Bidang Penelitiannya |
|
1 |
Wright bersaudara |
Wright
bersaudara (Wright brothers), Orville (19 Agustus 1871 - 30 January 1948) dan
Wilbur (16 April 1867 - 30 May 1912) adalah dua orang Amerika yang dicatat
sebagai penemu pesawat terbang karena mereka berhasil membangun pesawat
terbang yang pertama kali berhasil diterbangkan dan dikendalikan oleh manusia
pada tanggal 17 Desember 1903. |
|
2 |
B.J. Habibie |
Di
samping prestasi dalam bidang penerbangan, BJ Habibie juga mengemukakan
teori inovatif bernama “Teori Crack Propagation,” yang menjadi solusi untuk
mendeteksi rambatan kerusakan konstruksi pada badan pesawat. Berkat
kontribusinya dalam bidang ini, beliau dijuluki dengan sebutan “Mr. Crack.” |
|
3 |
Albert Einstein |
Albert Einstein
adalah fisikawan teoretis kelahiran Jerman, secara luas diakui sebagai salah
seorang ilmuwan terhebat sepanjang masa. Einstein terkenal atas pengembangan
teori relativitas, tetapi ia juga membuat konstribusi penting terhadap
pengembangan teori mekanika kuantum. |
|
4 |
Terry Mart |
Dari
penelitian yang dilakukan, Terry berhasil menemukan sebuah model
partikel yang kemudian dinamakan Kaon-MAID. Namun, karena koneksi internet di
UI saat itu masih lambat, model yang dibuat secara interaktif dan online itu
akhirnya dipasang di Universitat Mainz Jerman. |
|
5 |
Isaac Newton |
Sir
Isaac Newton FRS PRS adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi,
filsuf alam, alkimiawan, teolog dan penulis Inggris yang secara luas diakui
sebagai salah satu matematikawan, fisikawan terbesar, dan ilmuwan paling
berpengaruh sepanjang masa. |
|
6 |
Yogi A. Erlangga |
Yogi
menyelesaikan persamaan Hemholtz dengan matematika numerik secara cepat
(robust). Persamaan itulah digunakan untuk pemrosesan data seismik menjadi
seratus lebih cepat, lebih baik dan cepat dari yang digunakan oleh perusahaan
minyak. |
|
7 |
Thomas Alva Edison |
Thomas Alva Edison adalah penemu lampu pijar atau
bohlam, penemuan terbesar sepanjang sejarah peradaban manusia. Walaupun
pertama kali ditemukan oleh Thomas Alva Edison, terdapat beberapa tokoh lain
yang berkontribusi pada pengembangan teknologi revolusioner ini. |
|
8 |
Nelson Tansu |
Sebelumnya,
Nelson menempuh pendidikan di Universitas Wisconsin Madison, Amerika Serikat
lewat jalur beasiswa. Penemuannya yang cukup besar bagi masyarakat terbukti
dari penemuan lampu LED dan laser untuk beberapa beberapa
perusahaan. Penggunaan teknologi tersebut bisa menghemat energi yang sangat
besar. |
|
9 |
Alexander G. Bell |
Meskipun
Alexander Graham Bell paling dikenang sebagai penemu telepon , dia
juga menemukan perangkat lain. Bell mengembangkan beberapa teknologi sonik,
termasuk photophone (1880) dan Graphophone (1886). Ia juga mengembangkan
teknologi medis. |
|
10 |
Khoirul Anwar |
Ia
menemukan konsep dua Fast Fourier Transform (FFT) atau yang saat ini
dikenal sebagai 4G LTE. Alumnus Nara Institute of Science and Technology
(NAIST) Jepang ini diakui karyanya setelah konsep FFT menjadi standar
International Telecommunication Union (ITU) |
|
11 |
Wilhelm Rontgen |
Wilhelm
Conrad Röntgen (lahir 27 Maret 1845, Lennep, Prusia [sekarang Remscheid ,
Jerman]—meninggal 10 Februari 1923, Munich , Jerman) adalah
seorang fisikawan yang menerima Hadiah Nobel Fisika pertama, pada
tahun 1901, atas penemuannya tentang Sinar-X |
|
12 |
W. Z. Johannes |
Sebagai dokter
Indonesia pertama yang mempelajari ilmu radiologi di Belanda, WZ Johannes
juga menjadi ahli rontgen pertama yang sangat berjasa dalam pengembangan ilmu
kedokteran Indonesia sehingga mendapat gelar Pahlawan Nasional. |
|
13 |
Marie Curie |
Maria
Salomea Skłodowska-Curie adalah perintis dalam bidang radiologi dan pemenang
Hadiah Nobel dua kali, yakni Fisika pada 1903 dan Kimia pada 1911. Ia
mendirikan Curie Institute. Bersama dengan suaminya, Pierre Curie, ia
menemukan unsur radium. |
|
14 |
Eniya Listiani Dewi |
Pemegang
gelar Doctor of Engineering dari Universitas Waseda Tokyo ini sukses
melakukan rekayasa sel bahan bakar (fuel cell) yang ramah lingkungan
untuk menghasilkan listrik dari gas hidrogen. |
|
15 |
Galileo Galilei |
Galileo
mengembangkan teleskop buatannya dan melangkah lebih maju dengan
mengamati banyak benda langit. Mulai dari kawah di bulan, bintik matahari,
cincin Saturnur, dan melacak fase Venus. |
|
16 |
Josaphat Sumantyo |
Prestasinya
sangat mengagumkan. Associate Professor Center for Environmental Remote Sensing, Chiba University, Jepang ini tercatat sebagai penemu
radar satelit untuk pengamatan permukaan bumi. Teknologi temuannya berbasis microwave
remote sensing dan mobile
satellite communications. |
|
17 |
Theodore Maiman |
Theodore
Maiman merupakan seorang fisikawan Amerika yang dikenal sebagai “Bapak Laser”.
Pada tahun 1960, ia berhasil membuat perangkat yang memancarkan cahaya
koheren pertama di dunia, yang kemudian dikenal sebagai laser |
|
18 |
Bambang Widiatmoko |
Bambang
berhasil menciptakan alat pencacah sinar laser yang hanya sebesar jari
kelingking sebagai produk dasar. Kemudian Bambang menyempurnakan temuannya
agar bisa diproduksi secara massal. |
B.
Laboratorium
IPA
1.
Pengertian
Laboratorium
Para ilmuwan Sains biasa melakuan penelitian atau
percobaan di laboratorium, meskipun banyak juga yang melakukannya di luar
laboratorium. Lalu sebenarnya, apa yang membedakan sabuah laboratorium dengan
tempat-tempat lainnya.
Gambar. Laboratorium IPA
Laboratorium adalah suatu tempat di mana dilakukan
kegiatan percobaan, pengukuran, penelitian, atau riset ilmiah yang berhubngan
dengan ilmu Sains (kimia, fisika, biologi) dan ilmu-ilmu lainnya. Secara fisik
laboratorium mengacu kepada suatu ruangan tertutup yang dilengkapi berbagai
peraltan percobaan atau penelitian. Laboratorium bukanlah tempat yang tidak
asing di pusat studi maupun penelitian, bahkan keberadaanya sangat penting
karena pada penggunaannya untuk mengamati, meneliti, dan menghasilkan penemuan
baru.
2.
Alat
Alat Laboratorium
Laboratorium merupakan salah satu pusat aktivitas
ilmiah, yang meliputi riset, eksperimen, dan pengukuran. Pada setiap
laboratorium terdapat macam-macam alat dengan fungsinya masing-masing.
alat-alat laboratorium biasanya dapat rusak atau bahkan berbahaya jika
penggunaannya tidak sesuai dengan prosedur.
Oleh karena itu, diperlukan pengenalan alat-alat laboratorium. Hal ini
dilakukan agar dapat diketahui cara-cara penggunaan alat tersebut dengan baik
dan benar agar tidak terjadi kesalahan prosedur pemakaian alat. Berikut
beberapa alat-alat laboratorium dan kegunaannya. Mari mengenalnya lebih dekat
Tabel.
Alat-alat laboratorium IPA
|
No |
Nama Alat Ukur |
Gambar |
Kegunaan |
|
1 |
Gelas Ukur |
 |
Untuk mengukur volume cairan |
|
2 |
Gelas Kimia atau Beaker glass |
 |
Membuat larutan dan sebagai wadah larutan |
|
3 |
Labu Erlenmeyer |
 |
Mulut labu di desain lebih kecil dari bagian bawah,
sehingga cocok digunakan untuk menampung larutan atau bahan kimia yan
dikhawatirkan dapat tumpah ketika di kocok |
|
4 |
Tabung Reaksi |
 |
Untuk mereaksikan dua atau lebih zat kimia dalam
jumlah kecil |
|
5 |
Kaca Arloji |
 |
Untuk meletakkan bahan yang berupa padatan |
|
6 |
Cawan Petri |
 |
Untuk menginokulasikan suatu mikroba atau melihat ada
atau tidak adanya mikroba |
|
7 |
Spatula |
 |
Untuk mengambil objek padatan |
|
8 |
Statif |
 |
Untuk mengamankan/menjepit alat lain |
|
9 |
Stopwatch |
 |
Untuk mengukur waktu |
|
10 |
Mikroskop |
 |
Untuk mengamati benda berukuran sangat kecil |
Ada banyak lagi alat-alat laboratorium yang akan kalian
kenal dan gunanya pada bab-bab selanjtunya sepanjang tingkatan SMP, seperti
berbagai jenis logam, kabel listrik, dan bola lampu serta macam-macam alat ukur
lainnya.
3.
Menggambar Diagram Alat-alat
Laboratorium
Sering kali dalam membuat laporan percobaan, kalian
perlu menggambarkan susunan alat yang digunakan dalam percobaan tersebut.
Sesuai kesepakatan ahli Sains di seluruh dunia, diagral alat digambarkan dalam
bentuk 2-dimensi (2D), yaitu berupa kurva dan garis. Kalian tidak perlu menjadi
ahli gambar untuk dapat menggambar diagram alat laboratorium. Selalu gunakan
pensil dan penggaris untuk menggambar diagram alat.
Gambar. Diagram Alat digambarkan dalam bentuk 2 Dimensi
4.
Keselamatan di Laboratorium
Di dalam laboratorium terdapat berbagai alat dan bahan,
serta perlengkapan laboratorium lainnya. Alat dan bahan tersebut harus
diperlukan sesuai dengan kebutuhan. Kebutuhan alat dan bahan laboratorium
didasarkan pada tujuan yang hendak di capai. Alat adalah suatu benda yang digunakan dalam melakukan kegiatan praktikukum,
eksperimen dan penelitian. Bahan
adalah suatu benda yang diteliti atau diuji dalam praktikum dan ekperimen.
Untuk mencegah terjadinya bahaya dari alat dan bahan
yang digunakan, maka perlu diperhatikan hal-hal di bawah ini:
a.
Biasakan
membawa peralatan dari kaca dengan sikap vertikal dengan menggunakan kedua
tangan, dan jangan dijinjing.
b.
Gunakan
pipet isap atau tekan karet dengan pijitan
c.
Jangan
menengok isi tabung reaksi dari arah lubang, terutama ketika atau selesai
dipanaskan
d.
Jangan
menghadapkan mulut tabung reaksi yang sedang atau setelah dipanaskan ke arah
tubuh orang lain
e.
Perhatikan
penggunaan alat yang terbuat dari kaca dalam kegiatan pemanasan. Kaca yang
tahan panas adalah pyrex.
f.
Pahami
secara betul dalam memperlakukan bahan-bahan terutama bahan kimia
g.
Jangan
meletakan botol yang berisi bahan kimia langsung terekena sinar matahari
h.
Alat
yang berputar kuat letakkan pada tempat yang kokoh.
Pada tingkatan SMP, kalian akan melakukan berbagai
percobaan dengan menggunakan api, larutan asam yang bersifat korosif dan
berbagai zat kimia yang beracun. Bahan-bahan tersebut dikategorikan sebagai
bahan yang sifatnya berbahaya. Agar dapat dikenali, maka pada kemasan bahan
tersebut diberi simbol. Simbol yang diberikan menunjukan sifat dari bahan kimia
yang terdapat di dalamnya.
Berikut ini beberapa simbol pada bahan-bahan yang ada
dilaboratorium.
|
Mudah meledak  Bahan ini dapat meledak dengan
adanya panas, percikan api, guncangan atau gesekan |
Mudah teroksidasi  Bahan ini menghasilkan panas jika
kontak dengan bahan organik, api listrik, dan lain-lain |
Mudah terbakar  Bahan ini memiliki titik nyala
rendah shingga mudah terbakar |
Korosif  Bahan ini dapat merusak jaringan
hidup bahkan dapat menyebabkan kulit mengelupas |
|
Mengiritasi  Bahan ini dapat menyebabkan luka
bakar pada kulit, mengganggu sistem pernapasan |
Beracun  Bahan ini dapat menyebabkan
kematian atau sakit serius bila masuk ke dalam tubuh |
Berbahaya bagi lingkungan  Bahan ini menyebabkan pencemaran
jika masuk ke suatu ekosistem |
Berbahaya  Semua bahan kimia mempunya sifat
seperti ini terutama bila kontak dengan kulit, dihirup atau ditelan |
C. Merancang
Percobaan
1. Metode
Ilmiah
Ilmuwan sains bekerja seperti detektif dalam hal
mengamati, bertanya, melakukan penyelidikan, mengumpulkan bukti-bukti lalu
menyimpulkan. Cara kerja seperti ini disebut sebagai metode ilmiah. “Metode ilmiah adalh cara atau pendekatan yagn
dipakai dalam penelitian suatu ilmu”. Sebagai calon ilmuwan masa depan, kalian
akan belajar menggunakan metode ilmiah. Sesungguhnya langkah-langkah dalam
metode ilmiah juga digunakan pada berbagai bidang pekerjaan.
Ada beberapa syarat yang dibutuhkan dalam penulisan
metode ilmiah, diantaranya sistem konsisten dan operasional.
a. Sistematis
Berarti
unsur-unsur yang terdapat dalam metode ilmiah harus tersusun dalam urutan yang
logis.
b. Konsisten
Berarti
terdapat kesesuian diantarannya unsur-unsurnya. Misalnya tujuan harus sesuai dengan
rumusan masalah yang diajukan
c. Operasional
Berarti
Metode ilmiah dapat mejelaskan bagaimana penelitian tersebut dilakukan
Terdapat enam tahapan utama metode ilmiah, yaitu:
a. Merumuskan
masalah
Masalah
adalah suatu yang akan diteliti dan dipecahkan. Masalah biasanya berupa
pertanyaan ilmiah yang dapat dijawab dengan melakukan penelitian atau
percobaan. Dengan merumuskan masalah, berarti kamu telah memaham hal yang akan
diteliti.
b. Mengumpulkan
informasi
Kegitan
mengumpulkan informasi dapat dilakukan dengan observasi maupun studi literatur
seperti jurnal ilmiah, atau penelitian-penelitian lain yang sudah ada
sebelumnya.
c. Merumuskan
hipotesis
Hipotesis
adalah jawaban sementara terhadap masalah yan masih bersifat praduga karena
masih harus dibuktikan kebenarannya melelui penelitian
d. Melakukan
percobaan
Untuk
menguji kebenaran dari hipotesis atau jawaban sementara yang telah kita buat
ditahapan sebelumnya, maka yang harus kita lkukan adalah melakukan percobaan
atau penelitian. Penelitian harus dilakukan dengan teliti sehingga didapatkan
data yang akurat
e. Mengolah
dan menganalisis Data
Data-data
yang telah kita perolah dari hasil percobaan atau penelitian diolah dan
disajikan ke dalam bentuk grafik atau diagram sehingga mudah untuk dianalisis
f. Menarik
kesimpulan
Penarikan
kesimpulan dilakukan dengan cermat berdasarkan hasil percobaan, tampa adanya
pengaruh pendapat pribadi. Kesimpulan merupakan jawaban sebenarnya dari
hipotesis yang pernah diajukan.
2.
Pengamatan
dalam Sains
Pada saat menciptakan suatu
penemuan, ide, para ilmuwan sains biasanya diilhami dari pengamatan yang mereka
lakukan di lingkungan sekitarnya. Dari pengamatan mereka inilah, munculnya
pertanyaan yang akan mereka teliti.
Pertanyaan ini mereka uji dalam suatu penelitian. Iniah tahapan pertama
dalam metode ilmiah. Pertanyaan-pertanyan yang muncil setelah mengamati suatu
benda atau peristiwa dapat dijadikan rumusan masalah.
Pengamatan dilakukan menggunakan kelima indra.
Bayangkanlah, kalian sebagai seorang detektif yang memasuki tempat kejadian
perkara setalah dilaporkan ada pencurian di rumah tetangga kalian. Kalian pasti
akan menggunakan indra penglihatan kalian untuk.mengamati keadaan di sana,
seperti keadaan pintu atau jendela, posisi barang-barang di ruangan, termasuk
juga jejak kaki di lantai. Kalian juga bisa mangamati bay yang tercium di
tempat tersebut, baik parfum yang tertinggal, bau kabel yang terbakar atau bau
masakan. Kalian juga bisa mewawancarai tetangga lain apabila mereka
mendengarkan suara-suara yang tidak biasa dari rumah tersebut..
3.
Tahapan
dalam Merancang Percobaan
a.
Penentuan
Tujuan Percobaan
Sebelumnya dapat dibahas bahwa pertanyaan-pertanyaan
yang muncul setelah mengamati suatu benda atau peristiwa dapat dijadikan
rumusan masalah. Selanjutnya, rumusan malah tersebut akan diuji dalam suatu
penelitian atau percobaan. Rumusan masalah dapat berupa pertanyaan atau
pernyataan untuk di uji atau diteliti dalam percobaan. Inilah yang dinamakan tujuan percobaan.
Tujuan percobaan haruslah dapat diuji, dapat dilakukan
dan bukan merupakan pendapat pribadi. Seandainya dari pengamatan di skitar
sekolah, kalian menyebutkan bahwa bunga warna merah lebih bagus dibandingkan
bunga warna kuning, maka apakah hal itu adalah tujuan percoban yang baik? Mengapa?
Tujuan percobaan yang disebutkan tadi merupakan
pendapat pribadi sehingga ini bukan tujuan percobaan yang dapat di uji. Adapun
jika kalian menuliskan tujuan berupa, “apakah tanaman yang terkena cahaya
matahari langsung akan menghasilkan warna bunga yang lebih cerah dibandingkan
yang tidak terkena matahari?” nah ini contoh tujuan percobaan yang dapat diuji.
b. Penyusunan
Hipotesis
Setelah menentukan masalah atau tujuan percobaan
berdasarkan pengamatan awal, maka kalian bisa menuliskan hipotesis. Hipotesis merupakan perkiraan sementara
atau dugaan dari jawaban terhadap tujuan percobaan yang akan diselidiki.
Misalnya ketika kalian menjadi detektif yang mengamati tempat kejadian perkara
pencurian, kalian mendapati tidak ada pintu atau jendela yang rusak, dan tidak
ada barang yang terjatuh, maka muncul dugaan bahwa pencurian dilakukan oleh
orang yang sudah mengenal keluarga tersebut dan mengetahui keadaan di rumah
itu. Inilah contoh hipotesis.
Contoh lainnya jika kalian melihat langit gelap dan
angin bertiup sepoi-sepoi, kemudian kencang, maka kalian dapat membuat dugaan
bahwa akan terjadi hujan. Dugaan ini kita buat berdasarkan pada pengetahuan
atau pengalaman yang telah kalian miliki sebelumnya. Dengan demikian, hipotesis
itu harus bersifat logis atau masuk akal. Hipotesis semakin lengkap apabila
didukung oleh alasan dari segi ilmu Sains atau ilmiah.
Sebelum merumuskan hipotesis, sebaiknya dilakuukan
studi pustaka, yaitu mencari sumber pengetahuan yang berhubungan dengan
penelitian melalui buku-buku kepustakaan. Kamu juga dapat membaca hasil
percobaan orang lain yang berkaitan dengan percobaan yang akan kamu lakukan.
Kebenaran hipotesis harus dibuktikan melalui serangkaian percobaan atau
penelitian.
c. Penentuan
Variabel Percobaan
Setelah hipotesis dirumuskan maka langkah selanjutnya
adalah menentukan variabel. Apakah variabel percobaan itu?
Variabel adalah faktor-faktor yang terlibat dan mempengaruhi
dalam suatu percobaan. Ada tiga jnis variabel dalam suatu percobaan atau
penelitian, yaitu variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol.
1) Variabel
bebas
Variabel
yang dapat di ubah-ubah dan mempengaruhi/menyebabkan terjadinya suatu
proses/gejala/peristiwa. Variabel ini menentukan variabel lainnya.
2) Variabel
terikat
Variabel
respon adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel lain. Variabel ini dapat
muncul atau berubah karena perubahan variabel lain.
3) Variabel
kontrol
Variabel
di luar variabel yang diteliti tetapi perlu dikendalikan/dikontrol. Variabel
kontrol biasanya sengaja dibuat konsatan atau tetap selama percobaan
berlangsung agar tidak berpengaruh terhadap variabel terikat.
Dalam penyelidikan atau percobaan, kita akan
mengubah-ubah suatu faktor yang diuji (variabel bebas) dan kita mengamati atau
mengukur apa yang terjadi karena perubahan itu, atau kita sebut sebagai
variabel terikat. Sementara itu kita mengusahakan untuk menjaga faktor-faktor
lainnya tetap, tidak mengalami perubahan. Hal ini dilakukan sehingga
benar-benar faktor yang diuji hnya satu, yaitu variabel bebas. Tidak ada efek
dari faktor lain selain variabel bebad yang dapat memengaruhi hasil percobaan.
Contoh
Rumusan
masalah : apakah ada pengaruh volume air
terhadap pertumbuhan tanaman?
Hipotesis : ada pengaruh volume
air terhadap pertumbuhan tanaman
Variabel
bebas : volume air
(volume air dapat diuah-ubah)
Variabel
terikat : pertumbuhan
tanaman
Variabel
kontrol : kondisi tanaman
(jenis, umur, ukuran, dll), kondisi tanh serta sumber air.
Perhatikan contoh lainnya berikut
ini.
Ayu
membantu ibunya menanam tananman tomat, cabai, dan bawang. Ia ingin mengetahui
tanman mana yang paling cepet tumbuh.
Variabel
bebas, variabel terikat dan tiga macam variabel kontrol dalam penyelidikan Ayu
ini adalah sebagai berikut:
a.
Variabel
bebas adalah jenis tanaman yang ditanam.
b.
Variabel
terikat adalah pertumbuhan tanaman yang dapat diuku dari tinggi tanaman
c.
Variabel
kontorl bisa beberapa, antara lain sebagai berikut.
1)
Jenis
tanah yang digunakan
2)
Jenis
dan volume air untuk penyiraman
3)
Waktu
penyiraman
4)
Tanaman
ditempatkan di tempat yang sama (sinar Matahari sama)
d. Persiapan
Alat dan Bahan serta Penyusunan Prosedur Percobaan
Sebagai seorang siswa, sebelum berangkat ke sekolah,
kita mempersiapkan tas, buku dan alat tulis agar ketika tiba di sekolah kalian
dapat mengikuti jadwal pelajaran yang disiapkan sekolah. Demikian juga dalam
merancang percobaan kita perlu mempersiapkan segala alat-alat dan bahan-bahan
yang diperlukan dan membuat urutan langkah-langkah yang rinci yang akan
dilakukan dalam percobaan tersebut, agar tidak ada yang terlupakan. Urutan
langkah-langkah ini disebut juga dengan prosedur
percobaan.
D.
Pengukuran
1.
Pengukuran
sebagai Bagian dari Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan selama percobaan dapat
dilakukan secara kualitatif, yaitu
deskripsi dengan menggunakan kata-kata saja. Contohnya ketika kalian memanaskan
air kalian bisa melihat ada gelembung udara saat air mendidih, jika ada asap
tipis di bagian atas air tersubut. Jika kalian manaruh tangan kalian di bagian
atas panci air yang sedang dipanaskan, kalian juga merasakan suhu ang lebih
panas. Glembung udara juga ada ketika kalian menuang minuman bersoda ke dalam
gelas, ada suara fizz juga. Karena itulah minuman bersoda disebut juga dengan
Fizzy drink. Smua hal di atas adalah contoh pengamatan kualitatif
Pengamatan juga dapat dilakukan secara kuantitatif atau
dinyatakan dalam angka-angka. Contohnya, sebelum memasukan air yang akan
dipanaskan ke dalam panci, kalian mengukur volume air dengan menggunakan gelas
ukur, yaitu sebanyak 200 ml. kemudian setelah 3 menit memanaskan air, kalian
mengukur suhu air tersebut dan mencatat suhu air mencapai 700C. Hal
inilah yang disebut sebagai pengukuran dalam percobaan.
Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan
kegiatan utama di dalam IPA. Contoh, kamu hendak mendeskripsikan suatu benda,
misalnya mendeskripsikan dirimu. Kemungkinan besar kamu akan menyertakan tinggi
badan dan massa tubuh. Untuk mengetahui tinggi badan dan massa tubuh, kamu
tentu harus mengukurnya, bukan?
Pengukuran merupakan kegiatan membandinkan
suatu besara yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.
Oleh karena itu, pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan.
Apakah yang dimaksud dengan besaran
dan satuan itu?
2.
Besaran
Berapa tinggi badanmu. Tinggi badan dapat diukur dan
memiliki nilai tertentu? Nah, tinggi bandan merupakan contoh besaran. Jadi, besaran adalah istilah yang digunakan
untuk menunjukan sesuatu yang bisa diukur dan memiliki nilai. Dalam ilmu Sains,
dikenal dua macam besaran, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.
a. Besaran
Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang dijadikan dasar
untuk menetapkan besaran lainnya. Besaran pokok tidak diturunkan dari besaran
yang lain. Ada tujuh besaran pokok dengan satuannya yang telah ditetapkan oleh
para ilmuwan secara Standar Internasional (SI). Berikut ini ketujuh besaran
pokok tersebut.
Tabel. Besaran Pokok dan Satuannya dalam SI
|
No. |
Nama Besaran Pokok dan Simbolnya |
Satuan dalam Standar Internasioanl (SI) dan Simbolnya |
|
1 |
Panjang (l) |
Meter (m) |
|
2 |
Massa (m) |
Kilogram (Kg) |
|
3 |
Waktu (t) |
Sekon (s) |
|
4 |
Kuat arus listrik (I) |
Ampere (A) |
|
5 |
Suhu (T) |
Kelvin (K) |
|
6 |
Jumlah zat (n) |
Mol (mol) |
|
7 |
Inensitas cahaya (Iv) |
Kandela (cd) |
b. Besaran
Turunan
Kamu telah mengetahui besaran-besaran yang termasuk
besaran pokok. Ingat baik-baik besaran-besaran tersebut. Sekarang, ketahuilah
bahwa besaran selain 7 (tujuh) besaran pokok yang tercantum dalam tabel,
digolongkan sebagai besaran turunan. Dinamakan besaran turunan karena besaran
ini diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok.
Besaran turunan adalah besaran yang ditetapkan
berdasarkan besaran pokok. Contoh besaran turunan adalah kelajuan atau
kecepatan. Untuk menentukan kelajuan suatu benda yang bergerak, kita perlu
mengukur panjang lintasan dan waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan tersebut.
Kecepatan bisa dihitung dengan menggunakan rumus berikut.
Jadi, kelajuan merupakan besaran turunan. Kelajuan
diturunkan dari besaran pokok panjang dan besaran pokok waktu.
Satuan dari besaran turunan diperoleh dari menurunkan
satuan-satuan besaran pokok. Jika suatu besaran turunan merupakan perkalian
besaran pokok, maka satuan besaran turunan itu juga merupakan perkalian suatu
besaran pokok tersebut. Begitu juga berlaku di dalam satuan besaran turunan
yang merupakan pembagian besaran pokok.
Misalnya, luas ruang kelasmu. Jika ruang kelasmu
berbentuk persegi, maka luasnya merupakan hasil perkalian panjang dengan lebar.
Perhatikan, bahwa panjang dan lebar merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI,
panjang diukru dengan satuan meter (m). Luas dalam SI memiliki satuan meter x
meter, atau meter persegi (m2).
Ada banyak lagi jenis-jenis besaran turunan. Berikut
ini beberapa contohnya
Tabel. Besaran Turunan
|
No. |
Nama Besaran Turunan dan Simbolnya |
Satuan dalam Standar
Internasioanl (SI) |
|
1 |
Kecepatan (v) |
m/s |
|
2 |
Percepatan (a) |
m/s2 |
|
3 |
Luas (L) |
m2 |
|
4 |
Volume (V) |
m3 |
|
5 |
Massa Jenis (ρ) |
Kg/m3 |
|
6 |
Gaya (F) |
Kg m/s2 |
|
7 |
Usaha (W) |
Kg m2/s2 |
3.
Satuan
a.
Satuan
Baku dan Satuan Tidak Baku
Satuan adalah suatu pembanding dalam suatu pengukuran. Zaman
dahulu satuan yang digunakan adalah ukuran tubuh manusia, misalnya jengkal,
hasta, depa, dan kaki. Jengkal, hasta, depa, dan kaki merupakan contoh satuan
tidak baku.
Penggunaan satuan tidak baku dapat menyulitkan setiap
pengukuran yang dilakukan. Sebagai contoh, ketika kamu ingin memiliki meja
belajar dengan ukuran panjang 9 jengkal dan lebar 4 jengkal, kamu akan
mendapatkan hasil yang tidak sesuai dengan keinginanmu karena ukuran jengkal
tanganmu tidak sama dengan jengkal tangan tukang kayunya.
Untuk mengatasi kesulitan dan masalah dari penggunaan
satuan tidak baku, maka perlu disepakati penggunaan satuan baku. Satuan baku
dapat digunakan di seluruh dunia. Satuan baku memiliki syarat-syarat sebagai
berikut.
Ø
Satuan
itu bersifat tetap, artinya tidak mengalami perubahan oleh pengaruh apapun.
Ø
Satuan
itu bersifat internasional, artinya dapat digunakan dimana-mana
Ø
Satuan
itu mudah ditiru oleh siapapun
Ada beragam satuan yang digunakan dalam hidup kita
sehari-hari, misalnya untuk mengukur panjang atau jarak, kita sering
menggunakan satuan meter atau kilometer. Di luar negeri digunakan satuan inci
maupun yard. Adapun suhu, satuan yang sering kita gunakan adalah derajat
Celcius, namun ini bukan satuan standar dalam Sains. Di negara sub tropis
sering digunakan satuan Fahrenhait. Dalam sains, satuan suhu yang digunakan
sebagai Standar Internasional adalah Kelvin.
b.
Konversi
Satuan
Dalam satuan Sistem
Internasional (SI), setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar. Ketika kamu
mengubah satuan dasar suatu besaran menjadi satuan yang lebih besar atau lebih
kecil, dikatakan kamu melakukan konversi satuan. Kamu perlu memiliki
keterampilan mengonversi satuan. Misalnya kita mengukur panjang ruangan adalah
3 m. sementara kita diminta untuk menyatakan besaran itu dalam satuan cm. maka
kita harus mengonversi satuan meter (m) ke satuan sentimeter (cm).
Untuk memudahkan dalam
mengonversi satuan, kamu dapat menggunakan tangga satuan. Berikut tangga
konversi satuan panjang dan massa.
Gambar. Tangga Konversi Satuan Panjang
Gambar. Tangga Konversi Satuan Massa
4.
Teknik
Pengukuran yang Benar
Pemilhan alat urukur sangat penting agar dapat
memperoleh hasil percobaan yang akurat. Pengukuran pun perlu dilakukan dengan
cermat agar hasilnya tepat. Hal-hal yang harus diperhatikan ketika melakukan
pengukuran yaitu sebagai berikut.
a.
Selalu
perhatikan bahwa alat ukur yang digunakan selalu pada angka 0 sebelum kalian
mulai mengukur.
b.
Pastikan
alat ukur yang digunakan sudah mengukur secara tepat, misalnya jika mengukur
suhu cairan, termometer ada di dalam cairan, bukan di atasnya juga tidak
menyentuh wadah cairan, nila mengukur waktu, stopwatch dinyalakan tepat pada
saat percobaan mulai dilakukan, dan dihentikan tepat pada saat percobaan telah
selesai.
c.
Selalu
catat pengukuran disertai satuannya. Gunakan simbol satuan yang benar.
d.
Hindari
kesalahan paralaks, dimana pengamatan tidak dilakukan sejajar dengan skala benda
terukur. Mata kalian perlu sejajar dengan pembacaan skala pengukuran. Apabila
terjadi kesalahan paralaks, maka hasil pengukuran bisa terlalu rendah atau
terlalu tinggi dari yang semestinya. Perhatikan gambar.
Gambar. Kesalahan Paralaks
e.
Segera
mencatat hasil pengukuran. Jangan mengandalkan ingatan saja karena keterbatasan
manusia mengingat.
f.
Cairan
bisanya memiliki bentuk yang tidak rata atau cembung sehingga dalam mengukur
volume cairan, selalu bacalah skala pada sisi cembung cairan tersebut. Jika cairan
cembung di bagian bawah, maka bacalah skala pada batas itu. Namun ada cairan
tertentu yang mencembung di bagian atas. Untuk cairan seperti ini, bacalah
skala pada bagaian atas. Perhatikan gambar.
Gambar. Pengukuran volume cairan
Untuk mempraktikan teknik pengukuran yang benar,
marilah kita melakukan empat percobaan berikut. Ikutilah arahan dari guru
kalian dalam pembagian kelompok dan percobaan pertama yang harus kalian
lakukan. Bacalah dulu semua intruksi (tujuan dan prosedur) sebelum memulai percobaan
sesuai dengan nomor percobaan yang kalian lakukan. Lakukan percobaan langkah
demi langkah. Ingatlah untuk menjalankan peratukan keselamatan dalam
laboratorium IPA.
E. Pelaporan
Hasil Percobaan
Setalah melakukan percobaan, kalian akan melaporkan
hasil percobaan, menurut kalian, untuk apa dan siapa kita melaporkan hasil
percobaan.
1. Penyajian
Data Percobaan.
Setelah melakukan pengukuran dalam penyelidikan,
hasilnya perlu kita tunjukan dalam bentuk yang mudah di pahami oleh pembaca.
Oleh karena itu digunakan bentuk tabel yang dilengkapi dengan besaran dan
satuan. Hasil pengukuran ini sering disebut sebagai data percobaan.
Dalam tabel hasil percobaan, variabel bebas dituliskan
pada kolom sebelah kiri dan variabel terikat pada kolom sebelah kanan.
Masing-masing perlu dilengkapi dengan satuan, yang dituliskan dalam kurung
setelah besaran yang diukur. Data dalam satu kolom yang sama dinyatkan dalam
satuan yang sama dan jika menggunakan angka desimal, maka jumlah angka di
belakang koma haruslah sama. Perhatikanlah contoh tabel data percobaan di bawah
ini.
Tabel.
Data pengukuran untuk Percobaan Menyelidiki Suhu teh Setelah Didiamkan beberapa
saat.
|
Lama Waktu (menit) |
Suhu Teh (0C) |
|
0 |
60,0 |
|
2 |
58,0 |
|
4 |
55,0 |
|
6 |
53,0 |
|
8 |
51,0 |
Data percobaan haruslah bisa menjawab tujuan percobaan
yang telah kita tetapkan dalam rancangan percobaan tersebut. Dengan kata lain
menyatakan hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat. Hubungan ini
lebih mudah terbaca jika kita menyajikan data percobaan dalam bentuk grafik.
Dengan adanya grafik, maka terbaca pola hubungan antara variabel bebas dan
variabel terikat dalam percobaan tersebut. Hasil percobaan pun lebih mudah
disimpulkan
Grafik dapat dibuat dalam bentuk grafik batang atau
garis. Ada beberapa hal yang perlu kalian perhatikan dalam pembuatan grafik,
yaitu sebagai berikut.
a.
Pilihlah
grafik batang bila variabel bebasnya tidak berupa angka, namun gunkan grafik
garis bila variabel bebasnya berupa angka.
Gambar. Contoh Grafik batang
Gambar. Contoh Grafik Garis
b.
Variabel
bebas ditempatkan pada garis yang mendatar (sumbu-x) sedangkan variabel terikat
pada garis yang tegak (sumbu-y)
c.
Berilah
label untuk kedua sumbu pada grafik
d.
Skala
pada grafik harus memiliki rentang yang sama
e.
Berilah
judul di bagian atas grafik tersebut.
Selain menggambarkan secara langsung dengan menggunakan
perlengkapan menulis, kalian juga dapat membuat grafik dengan menggunakan suatu
program atau software khusus pengolah
naskah yang ada pada komputer. Apabila kalian memiliki komputer, berlatihlah
membuat grafik, misalnya menggunakan program Microsoft Excel.
2. Menarik
Kesimpulan
Setelah menyajikan data, tentuna kita perlu
menyimpulkan hasil percobaan kita, inilah bagian akhir dari suatu penelitian,
yaitu menulis kesimpulan dari data percobaan.
Kesimpulan hendaknya menjawab tujuan percobaan yang
telah dirumuskan dan berdasarkan pola yang terlihat pada grafik hasil
percobaan. Di baian ini, kalian sesuai dengan hipotesis yang telah kalian tulis
sebelumnya atau tidak. Jika sesuai maka bisa dikatakan hipotesis kalian
diterima, jika tidak sesuai maka hipotesis kalian ditolak.
Hipotesis tidak selamanya sesuai dengan hasil akhir
percobaan dan hal itu wajar saja, asalkan kalian memberi alasan dari segi teori
ilmiah. Teori ini bisa diambil dari buku-buku, websites, ensiklopedia dan sumber-sumber lain yang terpercaya,
jangan lupa untuk menulis referensi untuk sumber-sumber yang kalian gunakan.
Contoh kesimpulan bagi grafik garis pada gambar adalah
sebagai berikut.
“Dari grafik
hasil percobaan menunjukan bahwa suhu teh mengalami penurunan setelah dibiarkan
beberapa saat. Hal ini sesuai dengan hipotesis saya. Penurunan suhu yang
terjadi tidak selalu sama, yaitu antara 2-30C setiap 2 menit.
Perbedaan suhu sebesar 20C terjadi antara menit ke-0 ke menit ke-2.
Ke-4 ke menit ke-6, dan menit ke-6 ke menitk ke-8. Hanya antaran menit ke-2 dan
menit ke-3 yang penurunan suhu sebesar 30C. penurunan suhu terjadi
karena adanya perpindahan panas dari dalam cangkir teh ke lingkungan sekitarnya
agar terjadi keseimbangan suhu antara suhu di dalam cangkir dengan suhu di
sekililing yang sesuai dengan azaz Black”
Kalian telah melihat contoh mengaitkan hasil percobaan
dengan teori Sains pada contoh di atas dan menuliskan referensi dari teori
tersebut. Kesimpulan yang lenkap mencakup kedua hal tersebut. Topik Azas Black
akan kalian pelajari pada Bab III.
3. Melaporkan
Hasil Percobaan secara Lengkap
Suatu penelitian perlu dilaporkan secara lengkap agar
percobaan tersebut dapat diulangi oleh peneliti Sains lainnya. Laporan ini
terdiri atas rancangan dan hasil percobaan. Bagian-bagian dari suatu laporan
percobaan adalah sebagai berikut.
a. Tujuan
Percobaan
Dapat dituliskan dalam bentuk pernyataan atau
pertanyaan, misalnya “Menyelidiki pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel
terikat)” atau “Bagaimana pengaruh “variabel bebas” terhadap (variabel
terikat)?”
b. Hipotesis
Suatu perkiraan hasil percobaan berdasarkan variabel
bebas dan terikat, disertai dengan
alasan secara saintifik/ilmiah.
c. Variabel
Terdiri atas variabel bebas, terikat dan kontrol secara terperinci.
1)
Variabel
bebas
Faktor
atau hal yang kalian uji
2)
Variabel
terikat
Faktor
yang kalian ukur, sebagai akibat dari perubahan variabel bebas.
3)
Variabel
kontrol
Faktor-faktor
lain (minimal tiga) yang harus dipertahankan sama supaya ekprerimen hanya menguji
satu variabel saja.
d. Alat
dan Bahan
Daftar alat-alat dan bahan yang akan digunakan dalam
percobaan, disertai dengan jumlah alat atau bahan dan ukuran alat yang
diperlukan.
e. Prosedur
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam tahapan
prosedur adalah sebagai berikut.
1)
Tuliskan
langkah-langkah percobaan secara berurutan.
2)
Sebutkan
apa data yang akan diukur atau diamati dan bagaimana kalian akan mengukur atau
mengamati faktor tersebut. Percobaan harus diulangi minimal sebanyak tiga kali
apabila memungkinkan
3)
Jelaskan
bagaimana kalian mempertahankan setiap faktor dalam variabel kontorl supaya
percobaan kalian fair.
f. Pengumpulan
& Pengolahan Data Percobaan
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengumpulan
dan pengolahan data percobaan adalah sebagai berikut.
1)
Catatlah
data percobaan dalam bentuk tabel, dengan variabel bebas pada kolom kiri dan
variabel terikat pada kolom bagian kanan.
2)
Tulis
pula judul dan satuan pengukuran.
a)
Semua
data dalam satu kolom dicatat dalam jumlah angka desimal yang sama. Hitunglah nilai
rata-rata dari datanya.
b)
Dari
tabel hasil percobaan di atas, buatlah grafik yang sesuai. Biasanya variabel
bebas diplot pada sumbu-x dan variabel terikat pada sumbu-y grafik.
c)
Lengkapilah
dengan komponen-komponen grafik, seperti judul grafik dan label untuk sumbu x
dan y serta satuan masing-masing.
g. Kesimpulan
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam kesimpulan
adalah sebagai berikut.
1)
Berdasarkan
grafik yang telah kalian buat, nyatakanlah hubungan antara variabel bebas dan
variabel terikat dalam percobaan kalian dengan didukung oleh data-data
percobaan.
2)
Bandingkanlah
kesimpulan kalian dengan teori Sains yang telah kalian pelajari. Teorin ini
bisa diperoleh dari buku, ensiklpodeia, situs internet atau sumber-sumber lain
yang terpercaya.
