C. Merancang Percobaan
Dari
percobaan memanaskan cairan dalam tabung reaksi yang kalian lakukan sebelumnya,
hal apa saja yang kalian amati? Ceritakanlah pada orang yang ada di dekat
kalian.
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 adalah cara atau
pendekatan yang dipakai dalam penelitian suatu ilmu” (https://kbbi.web.
id/metode, 23 September 2020). Sebagai calon ilmuwan masa depan, kalian
akan belajar menggunakan metode ilmiah. Sesungguhnya langkah-langkah dalam
metode ilmiah juga digunakan pada berbagai bidang pekerjaan.
Jika
waktu SD kalian melakukan percobaan yang telah dirancang oleh guru kalian, maka
di tingkat SMP, kalian sendiri yang akan merancang, melakukan percobaan dan
melaporkan hasil percobaan dengan menggunakan metode ilmiah. Untuk itu, mari
kita pelajari dulu tahapan-tahapan dalam metode ilmiah yang tercantum dalam
alur pada Gambar 1.10 berikut ini.
Gambar
1.10 Alur metode
ilmiah.
Tahapan-tahapan
dalam metode ilmiah tersebut dilakukan secara berurutan, yaitu sebagai berikut.
1.
Melakukan pengamatan atau observasi.
2.
Membuat hipotesis dan mengidentifikasi variabel.
3.
Membuat rancangan percobaan.
4.
Melakukan eksperimen atau percobaan.
5.
Mengumpulkan dan menyajikan data.
6.
Menarik kesimpulan.
Kita
akan membahas satu per satu. Mari kita mulai dengan tahapan yang pertama.
1.
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. Inilah tahapan pertama dalam metode ilmiah.
Pengamatan
adalah hal-hal atau kejadian yang kalian ingat. Kita menggunakan kelima indra
kita untuk mengamati. Bayangkanlah kalian sebagai seorang detektif yang
memasuki tempat kejadian perkara setelah 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
mengamati bau yang tercium di tempat tersebut, baik bau 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. Cobalah berlatih melakukan pengamatan dengan melakukan Aktivitas
1.6 berikut ini.
Ayo
Amati
Aktivitas
1.6
Berdirilah
di halaman sekolah atau rumah kalian, lalu perhatikan keadaan di sekeliling
kalian. Catatlah dua pengamatan yang kalian lakukan dengan menggunakan alat
indra yang berbeda.
2.
Penentuan Tujuan Percobaan
Dari
pengamatan di lingkungan sekitar, maka kita menentukan dulu masalah yang akan
diteliti. Dalam konteks percobaan IPA, masalah ini dapat dituliskan dalam
bentuk pertanyaan atau dalam bentuk pernyataan untuk diuji, yang disebut juga
dengan tujuan percobaan.
Tujuan
percobaan haruslah dapat diuji, dapat dilakukan dan bukan merupakan pendapat
pribadi. Seandainya dari pengamatan di sekitar sekolah, kalian menyebutkan
bahwa bunga warna merah lebih bagus dibandingkan bunga warna kuning, maka
apakah hal itu adalah tujuan percobaan yang baik? Mengapa demikian?
Tujuan
percobaan yang disebutkan tadi merupakan pendapat pribadi sehingga ini bukan
tujuan percobaan yang dapat diuji. 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. Cobalah berlatih menentukan tujuan
percobaan dengan melakukan Aktivitas 1.7 berikut.
Ayo
Buat
Aktivitas
1.7
Dari
pengamatan yang telah kalian lakukan pada Aktivitas 1.6, buatlah satu
pertanyaan yang bisa menjadi sebuah tujuan percobaan. Ingatlah bahwa tujuan
percobaan harus dapat diuji, dapat dilakukan dan bukan merupakan pendapat
pribadi.
3.
Menuliskan Hipotesis (Dugaan)
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 Gambar 1.11 terjadi di suatu tempat pada
siang hari, apa yang kalian amati? Apakah kalian menduga sesuatu akan terjadi?
Gambar
1.11 Keadaan cuaca
mendung dengan awan yang tebal.
Sumber:
kompas.com/Lasti Kurnia
(2019)
Tentunya
kalian bisa memperkirakan bahwa akan terjadi hujan, bukan? Dugaan ini kita buat
berdasarkan pada pengetahuan atau pengalaman yang telah kalian miliki
sebelumnya. Dengan kata lain, hipotesis itu harus bersifat logis atau masuk
akal. Hipotesis semakin lengkap apabila didukung oleh alasan dari segi ilmu
Sains atau ilmiah. Pada saat mendung, ada banyak uap air yang terkandung di
awan. Semakin banyak uap air maka awan yang terbentuk semakin tebal, sehingga
uap tersebut akan diturunkan dalam bentuk hujan.
Nah
sebagai ilmuwan cilik, mari kita berlatih membuat dugaan sementara dalam Aktivitas
1.8 berikut.
Ayo
Amati
Aktivitas
1.8
Amatilah
gambar di bawah ini. Jika kalian akan melakukan penyelidikan, apakah tujuan
percobaan dan hipotesisnya berdasarkan pengamatan kalian? Ingatlah bahwa
hipotesis didukung oleh alasan yang ilmiah.
Gambar
1.12 Dua perlakuan
berbeda tanaman Agnes dan Ida.
4.
Variabel-variabel
Sebagai
ilmuwan cilik, kalian juga akan melakukan berbagai percobaan, seperti para
ilmuwan Sains, untuk menyelidiki hubungan antara sebab dan akibat yang
terjadi dalam kehidupan sehari-hari dan di alam sekitar. Para ilmuwan tersebut
merancang percobaan untuk mengubah satu kondisi atau suatu hal yang
mengakibatkan ada hal lain yang berubah. Nah kedua hal tadi sudah tercantum
dalam hipotesis. Kondisi, hal atau faktor-faktor ini disebut sebagai variabel.
Suatu
variabel adalah faktor, kondisi, unsur, yang dapat berupa angka atau jenis-jenis
yang menentukan dalam suatu percobaan. Suatu percobaan memiliki tiga macam
variabel, yaitu variabel bebas, terikat dan kontrol. “Variabel bebas adalah
faktor, hal, atau unsur yang dianggap dapat menentukan variabel lainnya” (https://kbbi.web.id/variabel,
23 September 2020). Sedangkan “variabel terikat adalah gejala yang
muncul atau berubah dalam pola yang teratur dan biasa diamati atau karena
berubahnya variabel lain” (https://kbbi.web.id/variabel, 23 September
2020). Adapun variabel kontrol adalah faktor yang dibuat tetap sama selama
percobaan.
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 hanya satu,
yaitu variabel bebas. Tidak ada efek dari faktor lain selain variabel bebas
yang dapat memengaruhi hasil percobaan. Faktor-faktor yang tetap ini disebut
sebagai variabel kontrol. Bacalah ilustrasi berikut sebagai contoh untuk
mengidentifikasi variabel-variabel dalam suatu percobaan.
Dari
ilustrasi di atas, kalian mengetahui bahwa Ketut akan menguji tiga jalur yang
berbeda dari rumahnya ke sekolah, maka variabel bebasnya adalah jalur yang
ditempuh dari rumah ke sekolah. Dalam percobaan ini Ketut mengukur waktu yang
ia perlukan untuk berjalan pada jalur-jalur tersebut, artinya variabel
terikatnya adalah waktu tempuh dari rumah ke sekolah. Dia akan memperoleh tiga
macam waktu yang mungkin saja sama atau berbeda. Sementara itu semua faktor
lain harus diusahakan sama sehingga tidak memengaruhi waktu tempuh, misalnya
orang yang berjalan harus sama, yaitu hanya Ketut seorang. Ketut akan
menyelidiki jalur yang dapat ia tempuh dalam waktu terpendek (paling cepat)
untuk berjalan dari rumahnya ke sekolah. Misalnya ada tiga jalur berbeda yang
akan ia coba. Satu hari ia mencoba satu jalur. Ia mengukur waktu yang ditempuh
dari rumahnya ke sekolah pada tiap jalur tersebut. Karena Ketut hanya ingin
mencari tahu jalur yang tercepat, maka ia sendiri yang akan berjalan menempuh
setiap jalur tersebut.
Pasti
kalian dapat memikirkan variabel kontrol lainnya kan? Misalnya keadaan jalan
yang ia lalui. Kalau ada jalur yang berbatu, namun pada jalur lain ada ia
berjalan di trotoar, maka hal ini bisa memengaruhi waktu tempuh padahal yang ia
ingin uji hanya jalur yang berbeda. Demikian juga keadaan Ketut apakah dia
sudah makan pagi atau belum tentunya juga dapat memengaruhi kecepatan
melangkah. Sehingga variabel perlu dikontrol juga adalah kecepatan melangkah.
Karena kecepatan melangkah sulit untuk dikontrol, maka untuk mengukur kecepatan,
dapat digunakan alat yang lebih akurat, yaitu spidometer. Spidometer adalah
alat untuk mengukur kecepatan kendaraan.
Gambar
1.13 Spidometer
Sumber:
unsplash.com/Chris
Liverani (2018)
Ayo
berlatih menentukan variabel dalam percobaan dengan melakukan Aktivitas 1.9 berikut
ini.
Ayo
Rancang
Aktivitas
1.9
Ayu
membantu ibunya menanam tanaman tomat, cabe dan bawang. Ia ingin mengetahui
tanaman mana yang paling cepat tumbuh. Tentukanlah variabel bebas, variabel
terikat dan tiga macam variabel kontrol dalam penyelidikan Ayu ini.
5.
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.
Lihatlah
contoh daftar alat dan bahan serta prosedur pada bagian Percobaan (Aktivitas
1.5). Kemudian berlatihlah menuliskan daftar alat dan bahan yang dibutuhkan
dalam percobaan serta menuliskan prosedur percobaan melalui Aktivitas 1.10 berikut
ini.
Ayo
Rancang
Aktivitas
1.10
Bantulah
Ayu untuk dapat menjalankan percobaannya dalam menanam tomat, cabe dan bawang
pada Aktivitas 1.9 dengan menuliskanlah alat-alat dan bahan yang akan ia
butuhkan. Kemudian buat prosedur percobaan, berupa langkah-langkah percobaan
yang harus Ayu lakukan, secara berurutan dan spesifik.
Mari
kita melihat kembali, bagaimana tahapan dalam merancang suatu percobaan.
a.
Menentukan tujuan percobaan berdasarkan pengamatan keadaan sekitar.
b.
Menuliskan hipotesis atau dugaan sementara hasil percobaan.
c.
Mengidentifikasi variabel-variabel terkait dalam percobaan.
d.
Mendaftarkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
e.
Menuliskan prosedur percobaan.
Nah
sekarang kalian sudah bisa merancang suatu percobaan secara lengkap dengan
menggunakan metode ilmiah. Marilah berlatih menjadi ilmuwan cilik dengan
melakukan penyelidikan melalui Aktivitas 1.11 berikut ini.
Ayo
Rancang
Aktivitas
1.11
Amatilah
keadaan di dalam rumah kalian, kemudianlah buatlah suatu rancangan percobaan
secara lengkap yang bisa dilakukan di rumah kalian. Rancangan percobaan kalian
harus berisi:
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.
c)
Variabel
Terdiri
atas variabel bebas, terikat dan kontrol secara terperinci.
d)
Alat dan Bahan
Daftar
alat-alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan, disertai dengan jumlah
alat/ bahan yang diperlukan.
e)
Prosedur
Tuliskan
langkah-langkah percobaan secara berurutan.
Setelah
kalian mengumpulkan rancangan percobaan, maka guru kalian akan memeriksa
rancangan kalian. Perbaikilah apabila diperlukan. Setelah perbaikan kalian
memperoleh persetujuan guru, maka kalian boleh melakukan percobaan yang sudah
kalian rancang itu di rumah.
Dari
contoh-contoh yang telah kalian baca tentang langkah-langkah dalam metode
ilmiah, kita menggunakan berbagai contoh kejadian. Hal ini semakin menunjukkan
bahwa Sains memang ada di mana-mana, sangat dekat dengan kehidupan kita.
Untuk
memperoleh ide dalam merencanakan percobaan di atas, kalian dapat mengakses
tautan berikut ini: www.sciencefun.org/kidszone/ experiments/
Mari
Uji Kemampuan Kalian
1. Manakah yang merupakan tujuan percobaan
yang dapat diselidiki?
a.
Mobil berwarna putih lebih bagus daripada mobil berwarna hitam.
b.
Kelelawar suka berkumpul di tempat yang gelap daripada tempat yang terang.
c.
Musik dangdut lebih baik daripada musik rock.
d.
Senar yang tipis memiliki suara yang lebih melengking dibandingkan senar yang
tebal.
e.
Manusia saat ini lebih tinggi daripada manusia purba.
2. Dalam suatu percobaan yang bertujuan
untuk menyelidiki apakah banyaknya pupuk yang ditambahkan memengaruhi pertumbuhan
tanaman menjadi lebih besar, tentukanlah:
a.
hipotesis dari percobaan ini
b.
variabel bebasnya
c.
cara mengukur variabel terikatnya
d.
tiga macam variabel kontrol dalam percobaan ini.
Sumber
;
Victoriani
Inabuy, dkk. IPA untuk SMP Kelas VII.
Pusat
Kurikulum dan Perbukuan Badan Penelitian
dan Pengembangan dan Perbukuan
Kementerian
Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi Jalan Gunung Sahari Raya No. 4 Jakarta Pusat. Cetakan
pertama, 2021
