HAKIKAT IPA, HAKIKAT PENDIDIKAN IPA DAN INKUIRI

HAKIKAT SAINS (IPA)

Secara etimologi kata sains berasal dari bahasa latin, yaitu scientia yang berarti pengetahuan atau knowlegde (Fisher, 1975). Sains merupakan rangkaian konsep dan skema konseptual yang saling berhubungan yang dikembangkan dari hasil eksperimen dan observasi, serta sesuai dengan eksperimen dan observasi berikutnya (Jenkins, 1974), merupakan struktur bangunan dari fakta-fakta (Chalmer, 1980), merupakan tubuh dari pengetahuan (body of knowledge) yang dibentuk melalui proses inkuiri yang terus menerus (Fisher, 1975; Zuhdan dalam Istiyono, 2010). Sains pada hakikatnya merupakan kumpulan konsep, prinsip, hukum, dan teori yang dibentuk melalui proses kreatif yang sistematis melalui inkuiri secara terus-menerus yang melibatkan operasi mental, keterampilan dan strategi dengan dilandasi sikap ingin tahu, keteguhan hati, dan ketekunan yang dilakukan untuk menyingkap alam semesta, serta dapat diuji kembali kebenarannya. Dengan demikian paling tidak ada tiga komponen yang terkandung pada hakikat sains, yaitu (a) kumpulan konsep, prinsip, hukum dan teori, (b) proses ilmiah baik secara fisik maupun mental dalam mencermati gejala alam termasuk juga penerapannya, dan (c) sikap keteguhan hati, keingintahuan dan ketekunan dalam menyingkap rahasia alam.

Proses yang ditempuh para ilmuwan dalam mengembangkan sains dikenal sebagai metode ilmiah (scientific method). Langkah-langkah dalam metode ilmiah yaitu perumusan masalah, penyusunan kerangka berpikir dalam pengajuan hipotesis, perumusan hipotesis, pengujian hipotesis, dan penarikan kesimpulan. Untuk melakukan metode ilmiah diperlukan sejumlah keterampilan sains yang disebut keterampilan proses sains (science process skills). Proses sains meliputi kegiatan mengamati, mengklasifikasi, menginfersi, memprediksi, menemukan hubungan, mengukur, mengomunikasikan, merumuskan hipotesis, melakukan eksperimen, mengontrol variabel, menginterpretasi data, dan menyimpulkan.

Selain menggunakan metode ilmiah, para ilmuwan sains juga menggunakan sikap ilmiah (scientific attitudes) dalam penelitiannya, yaitu  (a) obyektif terhadap fakta atau kenyataan dan tidak dipengaruhi perasannya,   (b) tidak tergesa-gesa dalam mengambil keputusan atau kesimpulan, (c) berhati terbuka, bersedia mempertimbangkan pendapat atau penemuan orang lain, sekalipun pendapat atau penemuan orang lain itu bertentangan dengan pendapatnya sendiri, (d) mampu membedakan antara fakta dan pendapat,  (e) bersikap tidak memihak suatu pendapat tertentu tanpa alasan yang didasari fakta, (f) tidak mendasarkan kesimpulan atas prasangka, (g) tidak percaya takhayul, (h) tekun dan sabar dalam memecahkan masalah, (i) bersedia mengkomunikasikan dan mengumumkan hasil penemuannya untuk diselidiki, dikritik dan disempurnakan, (j) mampu bekerjasama dengan orang lain,  (k) selalu ingin tahu tentang apa, mengapa dan bagaimana suatu masalah atau gejala yang dijumpainya.

HAKIKAT PENDIDIKAN SAINS (IPA)

Menurut Kirkham (dalam Wellington, 1989), sains merupakan akumulasi dari content, process dan context. Content menyangkut hal-hal yang berkaitan dengan fakta, definisi, konsep, prinsip, teori, model dan terminologi. Process berkaitan dengan keterampilan untuk memperoleh atau menemukan konsep dan prinsip. Context meliputi tiga elemen yaitu individu, masyarakat dan keseluruhan pengalaman sekolah (kurikulum).

De Boer (1991) menyatakan bahwa kurikulum pendidikan sains harus sesuai dengan tujuan pendidikan sains. Adapun tujuan pendidikan sains yang diharapkan adalah (a) meningkatkan kesejahteraan masyarakat melalui pendidikan, (b) mengembangkan hubungan sains dan keindahan alam, (c) menarik minat peserta didik untuk melakukan studi lanjut pada bidang sains,   (d) mengembangkan kemampuan peserta didik untuk mengobservasi, membuat pengukuran yang teliti terhadap suatu fenomena, mengklasifikasikan pengamatan dan membuat penalaran secara jelas terhadap hasil pengamatan, (e) pemahaman yang jelas tentang prinsip-prinsip masing-masing cabang sains meliputi fisika, kimia dan biologi.

Tujuan pendidikan sains pada hakikatnya adalah membelajarkan peserta didik untuk memahami hakikat sains (proses dan produk serta aplikasinya) dengan mengembangkan sikap ingin tahu, keteguhan hati, ketekunan dan sadar akan nilai-nilai yang ada di dalam masyarakat, serta mengembangkannya ke arah sikap positif. Secara lebih rinci, tujuan pendidikan pendidikan sains mencakup lima dimensi, yaitu pengetahuan dan pemahaman (scientific information), penggalian dan penemuan (exploring and discovering; scientific process), imajinasi dan kreativitas, sikap dan nilai, serta dimensi penerapan sains.

Sains dan teknologi memiliki hubungan yang sangat erat dan saling melengkapi. Penemuan dalam sains memungkinkan pengembangan teknologi berupa instrumen baru yang dapat digunakan untuk melakukan observasi dan percobaan sains. Perkembangan sains sangat ditunjang oleh teknologi. Perubahan sains harus merefleksikan atau mengarahkan pada masalah yang dihadapi manusia dalam kehidupan sehari-hari.

Menurut De Boer (1991:177), orang yang sadar sains adalah orang yang dapat menggunakan konsep-konsep sains, ketrampilan proses sains dan nilai-nilai dalam membuat keputusan sehari-hari dalam interaksinya dengan lingkungannya, juga memahami hubungan antara sains, teknologi dan masyarakat. Melalui pendidikan sains, peserta didik diharapkan dapat memahami sains dan mampu menerapkan dalam kehidupan sehari-hari untuk memecahkan berbagai masalah. Oleh karena itu, kurikulum hendaknya mampu mendorong peserta didik agar dapat berpikir secara benar sebagaimana dalam kaidah hakikat sains.

Menurut NSTA(1998) cara berpikir tentang hakikat sains mengacu pada (a) karakteristik yang membedakan sains dengan cara berpikir yang lain,  (b) karakteristik yang membedakan ilmu dasar, aplikasi sains dan teknologi,    (c) proses-proses dan konvensi/hukum sains sebagai aktivitas profesional, dan (d) standar-standar yang menentukan bukti yang dapat diterima melalui penjelasan ilmiah. Indikator dari standar pendidikan guru sains menurut NSTA (1998) pada tingkatan pre service, yaitu: (a) merencanakan kegiatan-kegiatan untuk menyampaikan hakikat sains dan aplikasinya, termasuk berbagai cara dalam mengkreasikan pengetahuan ilmiah, pengetahuan tentatif dan kreativitas berbasis bukti empiris, (b) membandingkan dan membedakan kaidah-kaidah fakta dan karakteristik pengetahuan dalam sains untuk mengatur pengetahuan yang lain. (c) menjelaskan dan menyediakan ketentuan-ketentuan dalam penelitian, fakta-fakta dan penjelasan, membedakan hukum-hukum, teori-teori dan hipotesis, (d) menyediakan contoh-contoh tentang perubahan-perubahan dalam pengetahuan sains dari masa ke masa, yang mengacu pada sejarah perkembangan konsep-konsep dasar pada bidang pembelajaran.

Indikator pada tingkatan Induksi, yaitu (a) menyampaikan hakikat dasar dan aplikasi sains, termasuk berbagai cara dalam mengkreasikan pengetahuan ilmiah, pengetahuan tentatif dan kreativitas berbasis bukti empiris, (b) melibatkan siswa secara teratur dalam membandingkan dan membedakan cara berpikir ilmiah, mengintegrasikan kriteria sains dalam penyelidikan dan studi kasus,  (c) menunjukkan bagaimana pertanyaan penelitian dan desain serta intepretasi data berdasarkan aturan-aturan sains pada masa tersebut dan konsep-konsep tentang hakikat pengetahuan, (d) secara teratur mengacu pada kejadian sejarah untuk menggambarkan aspek-aspek dasar dari hakikat sains termasuk karakter pengetahuan yang bersifat tahan lama dan sementara.

Indikator pada tingkatan professional yaitu (a) secara konsisten mengintegrasikan kegiatan dan pelajaran untuk mengkreasikan pengetahuan ilmiah, pengetahuan tentatif dan kreativitas berbasis bukti empiris, (b) mendesain pembelajaran yang efektif yang membedakan sains dan non sains serta mengacu pada satu kesatuan kriteria terhadap fakta-fakta, menyusun studi kasus yang memungkinkan siswa menganalisis pengetahuan dan kegiatan pada prinsip-prinsip sains, (c) mendesain pembelajaran yang memperlihatkan bagaimana pertanyaan penelitian dan desain serta interpretasi data berdasarkan aturan-aturan sains pada masa tersebut dan konsep-konsep tentang hakikat pengetahuan,   (d) secara sistematis melibatkan siswa dalam membahas hakikat sains termasuk sejarah dan filosofi dari perubahan-perubahan yang telah membentuk pengetahuan selanjutnya dan interpretasi sosial dari pengetahuan dan kejadia.

INKUIRI

Inkuiri berasal dari bahasa Inggris inquiry yang berarti melakukan penyelidikan. Inkuiri berawal dari research training model yang dikembangkan oleh Richcard Schuman (1926) untuk mengajarkan siswa tentang proses dalam meneliti dan menjelaskan fenomena asing pada konsepsi metode ilmiah (Joyce, at al., 2009). The National Science Education Standards (NRC, 1996) menyatakan inkuiri adalah sebuah kegiatan yang melibatkan pengamatan; mengajukan pertanyaan; memeriksa buku dan informasi dari sumber lain untuk melihat apa yang telah diketahui; perencanaan investigasi; meninjau apa yang sudah dikenal dari bukti percobaan; menggunakan alat untuk mengumpulkan, menganalisis, dan menafsirkan data; mengusulkan jawaban, memberi penjelasan, memprediksi; dan mengkomunikasikan hasil.

Inkuiri mengacu pada berbagai cara ilmuwan dalam mempelajari alam dan memberi penjelasan berdasarkan bukti-bukti pekerjaan mereka. Beberapa karakteristik inkuiri dalam sains menurut The National Academy of Sciences (2000), yaitu membuat observasi; menunjukkan keingintahuan, mendefinisikan pertanyaan berdasarkan pengetahuan; mengumpulkan bukti dengan teknologi dan matematika; menggunakan penelitian sebelumnya; mengusulkan penjelasan yang mungkin; mempublikasikan penjelasan berdasarkan bukti; mempertimbangkan bukti baru dan menambahkan penjelasan, penjelasan dalam menginformasikan kebijakan publik

Inkuiri juga mengacu pada kegiatan siswa dalam mengembangkan pengetahuan dan pemahaman tentang ide-ide ilmiah serta pemahaman tentang bagaimana ilmuwan mempelajari alam. Menurut The National Academy of Sciences (2000) karakteristik inkuiri dalam kelas sains adalah menunjukkan keingintahuan, mendefinisikan pertanyaan dari pengetahuan terbaru; mengajukan hipotesis; merencanakan dan melakukan investigasi sederhana; mengumpulkan bukti dari pengamatan; menjelaskan berdasarkan bukti; mempertimbangkan penjelasan lainnya; mengkomunikasikan penjelasan; dan menguji penjelasan.

Menurut The National Academy of Sciences (2000), pengajaran dan pembelajaran inkuiri mempunyai lima ciri esensial yaitu (a) siswa terlibat dengan pertanyaan berorientasi ilmiah, (b) siswa mengutamakan bukti, yang memungkinkan mereka untuk mengembangkan dan mengevaluasi penjelasan, menjawab pertanyaan yang berorientasi ilmiah, (c) siswa merumuskan penjelasan dari bukti untuk menjawab pertanyaan yang berorientasi ilmiah, (d) siswa mengevaluasi penjelasan mereka dengan keterangan penjelasan alternatif, terutama yang mencerminkan pemahaman ilmiah, (e) siswa mengkomunikasikan dan membenarkan penjelasan yang diusulkannya.

Tahap-Tahap Model Pembelajaran Inkuiri

Komponen umum atau tahap model pembelajaran inkuiri menurut The National Academy of Sciences (2000) yaitu (a) Tahap 1: Siswa terlibat dengan pertanyaan ilmiah, peristiwa, atau fenomena. Ini menghubungkan dengan apa yang mereka sudah tahu, menciptakan disonansi dengan ide-ide mereka sendiri, dan/atau memotivasi mereka untuk belajar lebih banyak, (b) Tahap 2: Siswa mengeksplorasi ide-ide melalui pengalaman, merumuskan dan menguji hipotesis, memecahkan masalah, dan menciptakan penjelasan untuk apa yang mereka amati, (c) Tahap 3: Siswa menganalisis dan menginterpretasikan data, mensintesis ide mereka, membangun model, dan menjelaskan konsep dan penjelasan dengan guru dan sumber pengetahuan ilmiah, (d) Tahap 4: Siswa memperluas pemahaman dan kemampuan baru mereka dan menerapkan apa yang telah mereka pelajari dengan situasi baru, (e) Tahap 5: Siswa, dengan guru mereka, menilai apa yang mereka pelajari dan bagaimana mereka telah mempelajarinya.

Joyce, at al (2009) mengemukakan model pembelajaran inkuiri terdiri dari lima tahap, yaitu tahap pertama, penyajian masalah atau menghadapkan siswa pada permasalahan; tahap kedua, pengumpulan data, verifikasi data; tahap ketiga: pengumpulan data–eksperimen; tahap keempat, mengolah, memformulasikan penjelasan, dan tahap kelima mengadakan analisis tentang proses penelitian. Depdiknas (2008) menjelaskan bahwa bagan siklus inkuiri terdiri dari observasi (observation); bertanya (questioning); mengajukan dugaan (hypothesis); pengumpulan data (data gathering); penyimpulan (conclusion).

Hierarki Pembelajaran Inkuiri

Carl J. Wenning (2005) dalam artikelnya yang berjudul level of inquiry: hierarchies of pedagogical practices and inquiry procees menyatakan bahwa hierarki pembelajaran inkuiri terdiri dari delapan tahap yaitu (a) discovery learning, (b) interactive demonstration, (c) inquiry lesson, (d) guided inquiry lab, (e) bounded inquiry lab, (f) free inquiry lab, (g) pure hypothetical inquiry(h) applied hypothetical inquiry. Seperti model-model lain, khususnya model-model pengajaran memproses informasi, inkuiri dapat dilakukan dalam setting yang diajarkan oleh guru atau dimasukkan ke dalam lingkungan-lingkungan yang diajarkan secara mandiri dan berpusat pada pembelajaran.

Dampak Intruksional dan Pengiring Pembelajaran Inkuiri

Model pembelajaran inkuiri menawarkan strategi-strategi penelitian, nilai-nilai dan sikap-sikap yang penting dalam ranah penelitian, yang meliputi (a) keterampilan mengolah (mengobservasi, mengumpulkan dan mengolah data; mengidentifikasi dan mengontrol variabel-variabel; merumuskan dan menguji hipotesis, penjelasan; menarik kesimpulan), (b) pembelajaran aktif, mandiri, (c) Pengungkapan verbal, (d) toleran pada ambiguitas, (e) berpikir logis, (f) sikap bahwa semua pengetahuan bersifat tentatif (Joyce at al, 2009)

Model pembelajaran inkuiri dengan tepat memadukan beberapa keterampilan mengolah ke dalam satu unit pengalaman yang bermakna. Format dalam model ini menawarkan pembelajaran aktif dan otonom, terutama saat siswa merumuskan pertanyaan-pertanyaan dan menguji gagasan-gagasan. Walaupun penekanannya ada pada proses, inkuiri juga berpengaruh terhadap pembelajaran materi dalam semua bidang kurikulum berdasarkan sudut pandang masalah yang dipilih.

Penilaian Pembelajaran Inkuiri

Penilaian dalam konteks inkuiri dimaksudkan untuk mengukur kemajuan siswa dalam mencapai tiga hasil pembelajaran utama dari pengajaran berbasis inkuiri, yaitu pemahaman konseptual dalam ilmu pengetahuan, kemampuan untuk melakukan inkuiri dan pemahaman tentang inkuiri. The National Academy of Sciences (2000) mengemukakan tiga hasil learning outcome dari pendidikan berbasis inkuri, yaitu (a) pengetahuan ilmiah mengacu pada fakta-fakta, konsep, prinsip, hukum, teori, dan model, (b) kemampuan mengintegrasikan struktur kompleks berbagai jenis pengetahuan, termasuk ide-ide ilmu pengetahuan, hubungan antara ide, alasan hubungan ini, cara untuk menggunakan ide-ide untuk menjelaskan dan memprediksi fenomena alam lainnya, dan berbagai cara untuk menerapkannya pada berbagai peristiwa. Meliputi kemampuan dalam menggunakan pengetahuan dan kemampuan dalam membedakan ide ilmiah atau bukan ilmiah, (c) kemampuan inkuiri lainnya seperti kemampuan merancang dan melakukan penelitian ilmiah.

Kelebihan dan Kelemahan Pembelajaran Inkuiri

Beberapa keunggulan pembelajaran inkuiri menurut Hanafiah dan Suhana (2012), yaitu (a) membantu siswa mengembangkan kesiapan dan penguasaan keterampilan dalam proses kognitif, (b) siswa memperoleh pengetahuan serta mandiri sehingga dapat memahami dan menyimpan pengetahuan yang diperolehnya dalam memori jangka panjangnya, (c) dapat membangkitkan motivasi dan gairah belajar siswa untuk belajar lebih giat lagi, (d) memberikan peluang untuk berkembang dan maju sesuai dengan kemampuan dan minat masing-masing, (e) memperkuat dan menambah kepercayaan pada diri sendiri dengan proses menemukan sendiri karena pembelajaran berpusat pada siswa dengan peran guru yang terbatas. Sedangkan kelemahannya adalah  (a) siswa harus memiliki kesiapan dan kematangan mental, siswa harus berani dan berkeingina untuk mengetahui keadaan sekitarnya dengan baik, (b) pada kenyataan di lapangan, kondisi kelas yang gemuk (banyak siswa) yang menyebabkan pembelajaran inkuiri tidak memuaskan, (c) guru dan siswa sudah terbiasa dengan PBM gaya lama maka pembelajaran inkuiri akan mengecewakan, dan (d) proses dalam pembelajaran inkuiri terlalu mementingkan proses pengertian saja, kurang memperhatikan perkembangan sikap dan keterampilan bagi siswa. Selanjutnya, Wenning (2006) menyatakan bahwa model pembelajaran inkuiri memiliki kelemahan diantaranya (a) kegiatan inkuiri yang dilaksanakan tidak didasarkan pada pengalaman dan kemampuan belajar siswa, (b) guru tidak mengetahui perbedaan antara setiap tahapan dalam proses inkuiri sehingga guru tidak dapat memberikan pembelajaran yang tepat kepada siswa sesuai dengan kemampuan siswa, (c) guru tidak memiliki pengetahuan yang cukup tentang bagaimana mengajarkan siswa untuk melakukan sains (do science), (d) sebagian guru kurang memiliki persiapan untuk melakukan inkuiri, hal ini disebabkan karena adanya kemalasan dalam melakukan persiapan, serta adanya rasa percaya diri yang berlebihan.

DAFTAR PUSTAKA

 Anonim. (1998). Standard for Science Teacher Preparation. USA: NSTA

Bransford, J.D., Brown, A.L., & Cocking, R., (Eds). (1999). How People Learn: Brain, Main, Experience, and School. Washington DC: National Academic Press.

Curriculum Planning & Development Division. (2013). Science Syllabus Primary 2014. Singapura: Ministryof Education.

 Depdiknas. (2008) Strategi Pembelajaran MIPA. Jakarta: Direktorat Tenaga Kependidikan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan.

Hamalik, O. (2004). Proses Belajar Mengajar. Jakarta: Sinar Grafika Offset.

Hanafiah, Nanang dan Suhana, Cucu. (2012). Konsep Strategi Pembelajaran. Bandung: Refika Aditama

Joyce, B., Weil, M.,Calhoun, E., (2009). Models of Teaching Model-model Pengajaran. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Mariana, Alit Made I. (2005). Hakikat Pendidikan Sains. Bandung: DEPDIKNAS DIRJENDIKDASMEN P3G IPA

 National Academy of Sciences. (2000). Inquiry and theNational Science Education Standards. Washington DC: National Academic Press.

National Science Teacher Assocation in Collaboration with the Association for the Education of Teacher Science. (1998). Standar for Science Teacher Preparation.

NRC (National Research Council). (1996). The National Science Education Standards. Washington DC: National Academic Press.

Nurhadi dan Senduk. (2003).Pembelajaran Kontekstual dan Penerapannya dalam KBK.Malang: UMPRESS.

Popov Oleg. (2006). Devoloping Outdoor Activities and a Website as Resources to Stimulating Learning Physics in Teacher Education. J. Phy Tchr. Educ. 3 (3), 2006, pp 18-23

Tsai, C. dan Tuan, H. (2006). Investigating the Inquiri-Based Instruction Effects the 8th Graders’perceptions about Learning Environments in the Physical Science. Hongkong: APERA Conference

Wenning, C. J. (2011). Experimental Inquiry in Introductory Physics Courses. Journal Of Physics Teacher Education. 6 (2).

____________(2006). A Generic Model for Inquiry-Oriented Labs in Postsecondary Introductory Physics. Journal Physics Education. 2 (3), pp 24-33

____________(2005). Levels of Inquiri: Hierarchies of Pedagogical Practices and Inquiri Processes. Journal Of Physics Teacher Education. 2 (3)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: