Fisika Sebagai Produk, Proses, dan Sikap Ilmiah

Sebagian besar orang memahami bahwa IPA adalah ilmu pengetahuan yang terdiri dari fisika, biologi dan kimia. Di samping itu sebagian orang memandang IPA sebagai kumpulan informasi ilmiah, sedangkan para ilmuwan memandang IPA sebagai sebuah cara (metoda) untuk menguji dugaan (hipotesis), dan para ahli filsafat memandang IPA sebagai cara bertanya tentang kebenaran dari segala sesuatu yang diketahui. 

Masing-masing pandangan itu adalah benar menurut sudut pandang yang digunakannya. Sementara itu kesamaan pandangan para pendidik dan pengajar tentang hakekat IPA termasuk fisika di dalamnya sangatlah penting, agar tidak terjadi disparitas dalam merencanakan dan mengembangkan pembelajaran IPA.

       Menurut Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “sains pada hakekatnya merupakan sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”)". Dengan mengacu kepada pernyataan tersebut, pandangan kebanyakan orang, pandangan para ilmuwan, dan pandangan para ahli filsapat seperti yang telah dikemukakan di atas tidaklah salah. Masing-masing pandangan hanya merupakan salah satu dari tiga hakekat IPA dalam pernyataan itu. Pernyataan Collette dan Chiappetta lebih merupakan pandangan yang komprehensif atas hakekat IPA atau sains. Pernyataan yang lebih tepat tentang hakekat IPA adalah IPA sebagai produk untuk pengganti pernyataan IPA sebagai sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), IPA sebagai sikap untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan IPA sebagai proses untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”).  Karena fisika merupakan bagian dari IPA atau sains, maka sampai pada tahap ini kita dapat menyamakan persepsi bahwa hakekat fisika adalah sama dengan hakekat IPA atau sains. Jadi hakekat fisika adalah sebagai produk (“a body of knowledge”), fisika sebagai sikap (“a way of thinking”), dan fisika sebagai proses (“a way of investigating”). 

1. Fisika sebagai produk

       Dalam rangka pemenuhan kebutuhan manusia, terjadi interaksi antara manusia dengan alam lingkungan. Interaksi itu memberikan pembelajaran kepada manusia sehinga menemukan pengalaman yang semakin menambah pengetahuan dan kemampuannya serta berubah perilakunya. Dalam wacana ilmiah, hasil-hasil penemuan dari berbagai kegiatan penyelidikan yang kreatif dari para ilmuwan dinventarisir, dikumpulkan dan disusun secara sistematik menjadi sebuah kumpulan pengetahuan yang kemudian disebut sebagai produk atau “a body of knowledge”. Pengelompokkan hasil-hasil penemuan itu menurut bidang kajian yang sejenis menghasilkan ilmu pengetahuan yang kemudian disebut sebagai fisika, kimia dan biologi. Untuk fisika, kumpulan pengetahuan itu dapat berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori dan model. 

a. Fakta

       Fakta adalah keadaan atau kenyataan yang sesungguhnya dari segala peristiwa yang terjadi di alam. Fakta merupakan dasar bagi konsep, prinsip, hukum, teori atau model. Sebaliknya kita juga dapat menyatakan bahwa, konsep, prinsip, hukum, teori, dan model keberadaannya adalah untuk menjelaskan dan memahami fakta.

b. Konsep

       Konsep adalah abstraksi dari berbagai kejadian, objek, fenomena dan fakta. Konsep memiliki sifat-sifat dan atribut-atribut tertentu. Menurut Bruner, Goodnow dan Austin (collette dan chiappetta: 1994) konsep memiliki lima elemen atau unsur penting yaitu nama, definisi, atribut, nilai (value), dan contoh. Yang dimaksud dengan atribut itu misalnya adalah warna, ukuran, bentuk, bau, dan sebagainya. Sesuai dengan perkembangan intelektual anak, keabstrakan dari setiap konsep adalah berbeda bagi setiap anak. Menurut Herron dan kawan-kawan (dalam Collette dan Chiappetta 1994), konsep fisika dapat dibedakan atas konsep yang baik contoh maupun atributnya dapat diamati, konsep yang contohnya dapat diamati tetapi atributnya tidak dapat diamati, dan konsep yang baik contoh maupun atributnya tidak dapat diamati.

c. Prinsip dan hukum

       Istilah prinsip dan hukum sering digunakan secara bergantian karena dianggap sebagai sinonim. Prinsip dan hukum dibentuk oleh fakta-fakta dan konsep-konsep. Ini sangat perlu dipahami bahwa, hukum dan prinsip fisika tidaklah mengatur kejadian alam (fakta), melainkan kejadian alam (fakta) yang dijelaskan keberadaannya oleh prinsip dan atau hukum.

d. Rumus            

       Rumus adalah pernyataan matematis dari suatu fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori. Dalam rumus kita dapat melihat saling keterkaitan antara konsep-konsep dan variable-variabel. Pada umumnya prinsip dan hukum dapat dinyatakan secara matematis.

e. Teori

       Teori disusun untuk menjelaskan sesuatu yang tersembunyi atau tidak dapat langsung diamati, misalnya teori atom, teori kinetik gas, teori relativitas. Teori tetaplah teori tidak mungkin menjadi hukum atau fakta. Teori bersifat tentatif sampai terbukti tidak benar dan diperbaiki. Hawking (1988) yang dikutip oleh Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “kita tidak dapat membuktikan kebenaran suatu teori meskipun banyak hasil eksperimen mendukung teori tersebut, karena kita tidak pernah yakin bahwa pada waktu yang akan dating hasilnya tidak akan kontradiksi dengan teori tersebut, sedangkan kita dapat membuktikan ketidakbenaran suatu teori cukup dengan hanya satu bukti yang menyimpang. Jadi, teori memiliki fungsi yang berbeda dengan fakta, konsep maupun hukum” 

f. Model

       Model adalah sebuah presentasi yang dibuat untuk sesuatu yang tidak dapat dilihat. Model sangat berguna untuk membantu memahami suatu fenomena alam, juga berguna untuk membantu memahami suatu teori. Sebagai contoh, model atom Bohr membantu untuk memahami teori atom. 

2. Fisika sebagai proses

       IPA sebagai proses atau juga disebut sebagai “a way of investigating” memberikan gambaran mengenai bagaimana para ilmuwan bekerja melakukan penemuan-penemuan. Jadi IPA sebagai proses memberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. Dalam IPA dikenal banyak metoda yang menunjukkan usaha manusia untuk menyelesaikan masalah. Para ilmuwan astronomi misalnya, menyusun pengetahuan mengenai astronomi dengan berdasarkan kepada observasi dan prediksi. Ilmuwan lain banyak yang menyusun pengetahuan dengan berdasarkan kepada kegiatan laboratorium atau eksperimen yang terfokus pada hubungan sebab akibat. Sampai pada tahap ini kiranya cukup jelas bahwa, untuk memahami fenomena alam dan hukum-hukum yang berlaku, perlu dipelajari objek-objek dan kejadian-kejadian di alam itu. Objek-objek dan kejadian-kejadian alam itu harus diselidiki dengan melakukan eksperimen dan observasi serta dicari penjelasannya melalui proses pemikiran untuk mendapatkan alasan dan argumentasinya. Jadi pemahaman fisika sebagai proses adalah pemahaman mengenai bagaimana informasi ilmiah dalam fisika diperoleh, diuji, dan divalidasikan. Dari uraian di atas kiranya dapat disimpulkan bahwa pemahaman fisika sebagai proses sangat berkaitan dengan kata-kata kunci fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi. Pembelajaran yang merupakan tugas guru termasuk ke dalam bagian mempublikasikan itu. Dengan demikian pembelajaran fisika sebagai proses hendaknya berhasil mengembangkan keterampilan proses sain pada diri siswa.  

       Indikator dari setiap keterampilan proses yang meliputi: mengamati, mengklasifikasi, mengukur, mengajukan pertanyaan, merumuskan hipotesis, merencanakan penyelidikan, menafsirkan, dan mengkomunikasikan,  adalah seperti daftar di bawah ini.

a. Indikator mengamati (observasi):

•    Menggunakan alat indera yang sesuai.
•    Memberi penjelasan apa yang diamati.
•    Memilih bentuk pengamatan yang sesuai.
•    Mencatat persamaan, perbedaan, keteraturan.
•    Membandingkan
•    Membuat pengamatan dalam perioda tertentu.
•    Mencatat kekecualian/atau hal yg tak diharapkan.
•    Menjelaskan suatu pola.
•    Menemukenali (identifikasi menurut pola tertentu).

b. Indikator mengklasifikasi /mengkatagori/seriasi:

•    Memberi urutan pada peristiwa yang terjadi.
•    Mencari persamaan dan perbedaan.
•    Menentukan kriteria pengelompikkan.
•    Menempatkan pada kelompok tertentu berdasarkan kriteria.
•    Memilih (memisahkan dengan jumlah kelompok tertentu).
•    Mengelompokkan berdasarkan ciri-ciri tertentu yang ditemukan dalam pengamatan
•    Memisahkan dengan berbagai cara.

c. Indikator mengukur/melakukan pengukuran:

•    Memilih alat ukur yang sesuai
•    Memperkirakan dengan lebih tepat
•    Menggunakan alat ukur dengan ketepatan tertentu
•    Menemukan ketidakpastian pengukuran

d. Indikator mengajukan pertanyaan:

• Mengajukan sebanyak mungkin pertanyaan.
• Mengidentifikasi pertanyaan yang dapat dijawab dengan penemuan ilmiah.
• Mengubah pertanyaan menjadi bentuk yang dapat dijawab dengan percobaan.
• Merumuskan pertanyaan berlatar belakang hipotesis (jawab dapat dibuktikan).

e. Indikator merumuskan hipotesis:

• Merncoba menjelaskan pengamatan dalam terminologi konsep dan prinsip.
• Menyadari fakta bahwa terdapat beberapa kemungkinan untuk menjelaskan suatu gejala.
• Menggunakan penjelasan untuk membuat prediksi dari sesuai yang dapat diamati atau dibuktikan

f. Indikator merencanakan penyelidikan/percobaan:

• Merumuskan masalah.
• Menemukenali variabel kontrol.
• Membandingkan variabel bebas dan variabel terikat.
• Merancang cara melakukan pengamatan untuk memecahkan masalah
• Memilih alat dan bahan yang sesuai
• Menentukan langkah-langkah percobaan
• Menentukan cara yang tepat untuk mengumpulkan data

g. Indikator menginterpretasi/menafsirkan informasi:

• Menarik kesimpulan.
• Menggunakan kunci atau klasifikasi.
• Menyadari bahwa kesimpulan bersifat tentatif
• Menggeneralisasi.
• Membuat dan mencari pembenaran dari kesimpulan sementara
• Membuat prediksi berdasarkan pola atau patokan tertentu

h. Indikator berkomunikasi:

• Mengikuti penjelasan secara verbal.
• Menjelaskan kegiatan secara lisan, menggunakan diagram.
• Menggunakan tabel, grafik, model, dll, untuk menyajikan informasi.
• Memilih cara yang paling tepat untuk menyajikan informasi.
• Menghargai adanya perbedaan dari audien, dan memilih metoda yang tepat.
• Mendengarkan laporan, menanggapi dan memberikan saran.
• Memberi sumbangan saran pada kelompok diskusi.
• Menggunakan sumber tidak langsung untuk memperoleh informasi.
• Menggunakan teknologi informasi yang tepat.

3. Fisika sebagai sikap
      Dari penjelasan mengenai hakekat fisika sebagai produk dan hakekat fisika sebagai proses di atas, tampak terlihat bahwa penyusunan pengetahuan fisika diawali dengan kegiatan-kegiatan kreatif seperti pengamatan, pengukuran dan penyelidikan atau percobaan, yang kesemuanya itu memerlukan proses mental dan sikap yang berasal dan pemikiran. Jadi dengan pemikirannya orang bertindak dan bersikap, sehingga akhirnya dapat melakukan kegiatan-kegiatan ilmiah itu. Pemikiran-pemikiran para ilmuwan yang bergerak dalam bidang fisika itu menggambarkan, rasa ingin tahu dan rasa penasaran mereka yang besar, diiringi dengan rasa percaya, sikap objektif, jujur dan terbuka serta mau mendengarkan pendapat orang lain. Sikap-sikap itulah yang kemudian memaknai hakekat fisika sebagai sikap atau “a way of thinking”. Oleh para ahli psikologi kognitif, pekerjaaan dan pemikian para ilmuwan IPA termasuk fisika di dalamnya, dipandang sebagai kegiatan kreatif, karena ide-ide dan penjelasan-penjelasan dari suatu gejala alam disusun dalam fikiran. Oleh sebab itu, pemikiran dan argumentasi para ilmuwan dalam bekerja menjadi rambu-rambu penting dalam kaitannya dengan hakekat fisika sebagai sikap.