Peranan Multiple Representasi Dalam Belajar Sains/Kimia


(Dari sebagian Kajian pustaka bab 2 DISERTASIKU yang berjudul:

“INTERKONEKSI MULTIPEL LEVEL REPRESENTASI MAHASISWA PADA KESETIMBANGAN DALAM LARUTAN MELALUI PEMBELAJARAN BERBASIS WEB” . Penulis ;

Dr. Ida Farida, M.Pd

SEKOLAH PASCASARJANA  UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA – THN 2012)

Berdasarkan kamus Australian Concise Oxford Dictionary (Hughes et al., 1995), definisi dari kata  ‘representation’ berarti sesuatu yang merepresentasikan yang lain (‘means something that represents another’). Kata menyajikan (represents) memiliki sejumlah makna termasuk : mensimbolisasikan (to symbolize); memanggil kembali pikiran melalui gambaran atau imajinasi (to call up in the mind by description or portrayal or imagination) ; memberikan suatu penggambaran ( to depict as). Makna istilah-istilah tersebut memperkuat pentingnya suatu representasi untuk membantu mendeskripsikan dan mensimbolisasikan dalam suatu eksplanasi.

Penggunaan representasi dengan berbagai cara atau mode representasi  untuk merepresentasikan suatu  fenomena  disebut multiple representasi.  Waldrip (2006) mendefinisikan multiple representasi sebagai praktik merepresentasikan kembali (re-representing) konsep yang sama melalui berbagai bentuk, yang mencakup mode-mode representasi deskriptif (verbal, grafik, tabel), experimental, matematis, figuratif (piktorial, analogi dan  metafora), kinestetik, visual dan/atau   mode aksional-operasional.

Baik Sains, maupun Ilmu Kimia termasuk mata pelajaran yang sukar dipahami, karena banyaknya konsep-konsep abstrak yang tidak akrab dengan prior knowledge ataupun model mental yang telah dimiliki pebelajar. Seringkali model mental pebelajar itu bertentangan dengan eksplanasi ilmiah.

Belajar hafalan tentang rumus-rumus kimia dan fakta-fakta memang penting untuk memori jangka panjang, namun hanya dengan cara itu tidak dapat menjamin pebelajar memahami konsep. Diperlukan belajar bermakna agar pebelajar dapat mengkonstruksi konsep-konsep sains/kimia.

Ainsworth (dalam Treagust, 2008) menyatakan multiple  representasi dapat berfungsi sebagai instrumen yang  memberikan dukungan dan memfasilitasi terjadinya belajar bermakna (meaningful learning) dan/atau belajar yang mendalam (deep learning) pada pebelajar.   Multiple representasi  juga merupakan tools yang memiliki kekuatan untuk menolong pebelajar mengembangkan pengetahuan ilmiahnya.

Oleh karena itu dengan menggunakan representasi yang berbeda dan mode pembelajaran yang berbeda akan membuat konsep-konsep menjadi lebih mudah dipahami dan menyenangkan (intelligible, plausible dan fruitful) bagi pebelajar. Hal ini, karena setiap mode representasi memiliki makna komunikasi yang berbeda.

Representasi konsep-konsep kimia, seperti halnya konsep-konsep sains umumnya secara inheren bersifat multimodal , karena melibatkan kombinasi lebih dari satu mode representasi.

Jhonstone  (dalam Chandrasegaran, Treagust & Mocerino, 2007) membedakan representasi kimia menjadi tiga level, yaitu level representasi makroskopik, representasi submikroskopik dan representasi simbolik.

Adapun deskripsi level-level representasi kimia disarikan dari  Gilbert (2008) sebagai berikut :

Representasi makroskopik

Representasi  makroskopik merupakan representasi kimia yang diperoleh melalui    pengamatan nyata (tangible) terhadap suatu fenomena yang dapat dilihat (visible) dan dipersepsi oleh panca indra  (sensory level), baik secara langsung maupun tak langsung. Perolehan pengamatan itu dapat melalui pengalaman sehari-hari, penyelidikan di laboratorium secara aktual, studi di lapangan ataupun  melalui simulasi.

Contohnya: terjadinya perubahan warna, suhu, pH larutan, pembentukan gas dan  endapan yang dapat diobservasi ketika suatu reaksi kimia berlangsung.

Seorang pebelajar dapat merepresentasikan hasil pengamatan atau kegiatan labnya dalam berbagai mode representasi, misalnya dalam bentuk laporan tertulis, diskusi, presentasi oral, diagram vee, grafik dan sebagainya.  Representasi level makroskopik bersifat deskriptif, namun  demikian pengembangan kemampuan pebelajar merepresentasikan level makroskopik memerlukan bimbingan agar mereka dapat fokus terhadap aspek-aspek apa saja yang paling penting untuk diamati dan direpresentasikan berdasarkan  fenomena yang diamatinya.

Representasi  submikroskopik 

Representasi  submikroskopik merupakan representasi kimia yang  menjelaskan dan mengeksplanasi mengenai struktur dan proses pada level partikel (atom/molekular) terhadap fenomena makroskopik yang diamati. Penggunaan istilah submikroskopik merujuk pada level ukurannya yang direpresentaikan yang berukuran lebih kecil dari level nanoskopik. Level representasi submikoskopik yang dilandasi teori partikulat materi digunakan untuk mengeksplanasi fenomena makroskopik dalam term gerakan partikel-partikel, seperti gerakan elektron-elektron, molekul-molekul dan atom-atom. Entitas submikroskopik tersebut nyata (real), namun terlalu kecil untuk diamati.

Operasi pada level submikroskopik memerlukan kemampuan berimajinasi dan memvisualisasikan. Mode representasi pada level ini dapat diekspresikan mulai dari yang sederhana hingga menggunakan teknologi komputer, yaitu menggunakan kata-kata (verbal), diagram/gambar,  model dua dimensi, model tiga dimensi baik diam maupun bergerak (berupa animasi)

Representasi  simbolik 

Representasi simbolik yaitu representasi kimia secara kualitatif   dan kuantitatif, yaitu  rumus kimia,  diagram, gambar, persamaan reaksi, stoikiometri  dan  perhitungan matematik. Taber (2009) menyatakan bahwa representasi simbolik bertindak sebagai  bahasa persamaan kimia (the language of chemical equation), sehingga terdapat aturan-aturan (grammatical rules) yang harus diikuti.

Level representasi simbolik mencakup semua abstraksi kualitatif yang digunakan untuk menyajikan setiap item pada level submikroskopik. Abstraksi-abstraksi itu digunakan sebagai singkatan (shorthand) dari entitas pada level submikroskopik dan juga digunakan untuk menunjukkan secara kuantitatif  seberapa banyak setiap jenis item yang disajikan pada tiap level.

Berdasarkan penelitian Treagust (2008) pebelajar yang bukan berlatar belakang kimia cenderung hanya menggunakan level representasi makroskopik dan simbolik.  Hasil penelitian ini sesuai dengan berbagai penelitian lainnya bahwa level submikroskopik paling sukar dipahami diantara ketiga level representasi. Penggunaan model-model kimia juga tidak selalu diapresiasi dengan menghubungkannya dengan dua target real, yaitu level submikroskopik dan level makroskopik.  Seringkali model-model hanya dipandang sebagai simbolisasi yang dimaknai dalam konteks matematik atau perhitungan (Chittleborough & Treagust, 2007)

Level submikroskopik ini menjadi kekuatan dan sekaligus kelemahan untuk belajar kimia. Kekuatannya, karena level submikroskopik merupakan basis intelektual yang penting untuk eksplanasi kimia. Kelemahan terjadi ketika pebelajar mulai mencoba belajar dan memahaminya. Lemahnya model mental pebelajar pemula nampaknya akibat diabaikan atau termarjinalisasinya level representasi  submikroskopik dibandingkan dengan  level representasi makroskopik dan simbolik. (Wright dalam Davidowiz & Chittleborough, 2009).

Level representasi submikroskopik tak dapat dilihat secara langsung, sedangkan prinsip-prinsip dan komponen-komponenya yang kini diakui sebagai kebenaran dan nyata tergantung pada model teroritik yaitu teori atom. Definisi ilmiah dari teori diperkuat oleh gambaran atom (model) yang mengalami berulang kali perbaikan. Sebagaimana yang dinyatakan Silberberg (2009) ilmuwan masa kini meyakini adanya distribusi elektron dalam atom, namun interaksi antara proton dan neutron di dalam inti atom masih memerlukan penyelidikan lebih lanjut.

Pandangan tersebut menunjukkan sifat ilmu kimia yang dinamis dan senantiasa menarik untuk diselidiki. Bagaimana gagasan-gagasan ilmiah seperti itu berkembang perlu diapresiasi pebelajar agar dapat membantu mengembangkan epistimologi ilmiahnya. Kemajuan teknologi masa kini meningkatkan gambaran level submikroskopik melalui nanoteknologi, sehingga berpotensi menyediakan bantuan visualisasi yang lebih memadai untuk mengajarkan level ini, meskipun proyeksi yang dihasilkannya  tetap suatu representasi.

Chittleborough & Treagust (2007) menyatakan pebelajar  tidak dapat menggunakan representasi kimia, jika  kurang mengapresiasi karakteristik pemodelan.  Istilah  pemodelan seringkali digunakan secara luas mencakup representasi ide, obyek, kejadian, proses atau sistem.  Namun yang dimaksud dengan pemodelan dalam kimia adalah representasi fisik atau komputasional dari komposisi dan struktur suatu molekul atau partikel (level submikroskopik). Representasi struktur suatu molekul atau model partikel (submikroskopik) tersebut dapat berupa model fisik,  animasi atau simulasi.

Kemampuan pemodelan tersebut sangat penting untuk mencapai keberhasilan menggunakan representasi kimia. Contohnya : ketika pebelajar memikirkan suatu model kimia, terbentuklah  hubungan antara suatu analogi dan target yang dianalogikan sebagai representasi simbolik (yang dapat berbeda-beda jenisnya)  dengan  dua target real yaitu  level submikroskopik  (target 1) dan  level  makroskopik (target 2). Dalam hal ini representasi simbolik merupakan analogi dari level  makro dan  sub-mikroskopik yang menjadi target (Treagust, 2008).

Berkaitan dengan ketiga representasi kimia,  Gilbert dan  Treagust  (2009) merangkum dari berbagai hasil penelitian mengenai masalah yang dihadapi pebelajar, yaitu :

1) Lemahnya pengalaman pebelajar pada level makroskopik, karena tidak tersedianya pengalaman praktik yang tepat atau tidak terdapatnya  kejelasan apa yang harus mereka pelajari melalui kerja lab (praktikum) ;

2)  Terjadinya miskonsepsi pada  level submikroskopik, karena kebingungan pada sifat-sifat partikel materi dan ketidak-mampuan untuk memvisualisasikan entitas dan proses  pada level submikroskopik;

3) Lemahnya pemahaman terhadap kompleksitas konvensi yang digunakan untuk merepresentasikan level simbolik;

4) Ketidak-mampuan untuk ‘bergerak’ antara ketiga level representasi.

Oleh karena itu, perlu didesain kurikulum pendidikan kimia yang dapat memfasilitasi pebelajar agar mereka lebih efektif belajar dalam ketiga domain.

Referens :

Chiu, M.H & Wu, H.K. (2009). The roles of multimedia in the teaching and  learning of the triplet relationship in chemistry. In: J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 251-283

Cheng, M. & Gilbert, J.K. (2009). Towards a better utilization of diagrams in research into the use of representative levels in chemical education.  in: J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer.pp. 55-73.

Davidowitz  B. &  Chittleborough, G. D. (2009). Linking the macroscopic and  sub-microscopic levels : Diagram.  In: J. Gilbert &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer. 169-191.

Devetak, Iztok, et al. (2004).  Submicroscopic representations as a tool for evaluating students’ chemical conceptions. Acta Chim. Slov., 51, (4), 799:814.

Donovan,W. &  Nakhleh, M. (2007). Student use of web-based tutorial materials and understanding chemistry concepts. Journal Comp. Math. and  Sci.Tech.  26,(4), 291-327

Gilbert, J.K. &  Treagust, D.F. (2009). Introduction: Macro, sub-micro and symbolic representations and the relationship between them: Key models in chemical education. In: J. K. Gilbert &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer.1-8

Gilbert, John K. (2005). Visualization: a metacognitive skill in science and  science education. In Gilbert, J.K. (Ed.), Visualization in Science Education. Dordrecht: Springer.

Kozma, R., &  Joel Russell. (2005). Modeling students becoming chemists: developing representational competence. In J. Gilbert (Ed.), Visualization in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 121-145

Mammino L. (2008). Teaching chemistry with and  without external representations in professional environments with limited resources. In : J.K Gilbert, Reiner &  Nakhleh (Eds.). Visualization : Theory and  Practice in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 155−185.

Rosengrant, D., Van Heuleven, A., &  Etkina, E. (2006).  Students’  use of multiple representations in problem solving. In P. Heron, L. McCullough &  J. Marx, Physics Education Research Conference (AIP Conference Proceedings) Melville. New York : American Institute of Physics. pp. 49-52.

Taber, K. S.  (2009). Learning at the symbolic level. In: Gilbert, J.K &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models &  Modeling in Science Education . Dordrecht: Springer. pp. 75-105

Treagust, David F., Chittleborough &  Mamiala (2003). The role of submicroscopic and symbolic representations in chemical explanations. International Journal of Science Education, 25, (11): 1353–1368

Treagust, David F. (2008). The role of multiple representations in learning science: enhancing students’ conceptual understanding and motivation. In Yew-Jin &  Aik-Ling (Eds.). Science Education at The Nexus of Theory &  Practice.  Rotterdam – Taipei: Sense Publishers. pp:7-23

Treagust, David F.  &  Chandrasegaran, (2009). The efficacy of an alternative instructional programme designed to enhance secondary students’ competence in the triplet relationship. In: Gilbert, J.K &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models &  Modeling in Science Education . Dordrecht: Springer. pp:151-164

Waldrip, B., Prain, V. & Carolan, J. (2006). Learning junior secondary sience through multi-modal representation. E-Journal of Science Education,11,(1),87-107.

Wu, H-K. &  Shah, P. (2004). Exploring Visuospatial Thinking in Chemistry Learning. Science Education, 88, 465-92

Hakekat Sains


Secara umum istilah sains (science) diartikan sebagai ilmu atau ilmu pengetahuan . Istilah  ‘science’ yang berasal dari scio, scire (bahasa latin) yang berarti tahu. Begitupun juga ilmu berasal dari kata ‘alima’ (bahasa arab) yang juga berarti tahu. Jadi, baik ilmu maupun science secara etimologis berarti pengetahuan. Dalam makna sempit, sains diartikan sebagai natural sains atau ilmu kealaman yang terdiri atas  disiplin ilmu physical sciences dan life sciences.

Sains dibentuk oleh karena dua orde pengalaman, yaitu hasil observasi terhadap gejala/fakta (orde observasi) dan konsep manusia mengenai alam semesta (orde konsepsional).

Oleh karena itu, sains merupakan kumpulan pengetahuan yang menelaah atau mengaji fakta-fakta empiris.

Fakta empiris yang dimaksudkannya adalah fakta yang langsung dialami oleh manusia yang menggunakan panca inderanya. Sedangkan syarat yang harus dipenuhi oleh sekumpulan  pengetahuan yang dikandung  dalam ilmu itu adalah   susunannya harus logis, sistematis dan diperoleh dengan metode keilmuan.

Selain itu untuk mendapatkan pengetahuan tersebut, ilmu membuat beberapa asumsi mengenai obyek-obyek empiris agar dapat memberikan arah dan landasan bagi kegiatan penelaahan.

Diasumsikan bahwa meskipun obyek-obyek empiris yang menjadi bidang penelaahan mempunyai sifat keragaman, namun pada dasarnya  memperlihatkan sifat berulang dan semuanya jalin menjalin secara teratur serta suatu peristiwa tidaklah terjadi secara kebetulan namun mempunyai pola yang teratur.

Seluruh science berawal dari gagasan yang timbul dari pemikiran sehari-hari mengenai fenomena yang terjadi di alam semesta. Sains dimulai dengan fakta dan berakhir dengan fakta. Fakta yang terjadi kemudian menjadi fakta baru dan menjalani siklus yang sama.

Saintis mengemukakan teorinya secara tentatif melalui induksi yang diawali dengan mengumpulkan sejumlah fakta. Kemudian mengadakan prediksi melalui deduksi.

Apabila sejumlah observasi yang dimaksudkan untuk memverifikasi prediksi tidak mendukung teori sebelumnya, maka teori lama dimodifikasi atau diubah menjadi teori baru.

Kekhasan dan keistimewaan sains terletak pada pandangan-pandangannya yang lebih kritis, adanya observasi dan deskripsi yang lebih teliti dalam melukiskan benda-benda atau kejadian.

Cara kerja para saintis yang khas dalam mengembangkan sains tersebut memberikan dampak dan kontribusi yang sangat besar bagi kemajuan peradaban manusia. Dengan terungkapnya tabir rahasia alam satu persatu, serta mengalirnya informasi yang dihasilkan, jangkauan sains makin luas sehingga menghasilkan penerapan sains berupa teknologi. Kemajuan teknologi itu telah mengubah segenap aspek kehidupan manusia, baik sebagai individu maupun mahluk sosial.

Dampaknya yang begitu besar tidak serta merta dapat diikuti dan dimaknai oleh semua lapisan masyarakat dunia. Terjadi kecenderungan, masyarakat lebih sebagai pengguna teknologi. Berbagai dampak negatif semakin dirasakan sebagai akibat penggunaan sains dan teknologi yang tidak dilandasi perspektif, sikap dan nilai-nilai sains.

Oleh karena itulah, perlu ditelusuri kembali sifat alamiah sains  (the nature of science) yang hakekatnya merupakan ilmu yang diilhamkan kepada manusia oleh Allah SWT agar menyadari hukum-hukum alam (Sunatullah) dan dipergunakan untuk kemaslahatan manusia.

Ada tiga bagian yang dibahas mengenai sifat alamiah sains, yaitu pandangan saintis mengenai dunia (the scientific world view), inquiri ilmiah (scientific inquiry) dan  upaya-upaya pengembangan sains (scientific enterprise).

Sepanjang sejarah umat manusia, orang-orang telah banyak mengembangkan sejumlah interkonesi dan memvalidasi gagasannya mengenai dunia fisik, biologi, psikologi dan sosial. Gagasan-gagasan itu telah memberikan peluang secara terus-menerus untuk meningkatkan pemahaman manusia  yang menyeluruh mengenai alam semesta dan lingkungannya. Gagasan-gagasan tersebut dikembangkan secara khusus melalui observasi, berpikir, bereksperimen dan sejumlah pengujian. Cara tersebut merepresentasikan  aspek mendasar dari sifat alamiah sains dan merefleksikan kekhasan sains yang cenderung berbeda dari metode pengetahuan lain.

1.  The scientific world of view (Pandangan Saintis mengenai dunia)

Para saintis memiliki keyakinan dan sikap yang mendasar dalam memandang sifat-sifat alam semesta, sehingga  memungkinkan mereka bekerja dalam mengembangkan ilmu pengetahuan, yaitu sebagai berikut :

Dunia dapat dipahami

Sains dilandasi anggapan ;  1) kejadian di alam semesta terjadi di dalam pola-pola yang konsisten dapat dipahami melalui  studi yang sistematis dan seksama. Dengan menggunakan akal dan logika serta bantuan instrumen. pola-pola di alam semesta dapat ditemukan ; 2) alam semesta adalah suatu sistim tunggal yang mempunyai prinsip dasarnya sama di manapun.  Pengetahuan yang diperoleh  dari satu bagian dari alam semesta dapat digunakan untuk bagian lain.  Contohnya : prinsip-gerak dan gravitasi yang menjelaskan benda jatuh  ke  bumi dapat  juga menjelaskan gerakan bulan dan planet-planet. Dengan beberapa modifikasi dari tahun ke tahun, prinsip-prinsip yang sama dari gerakan berlaku untuk semua materi yang bergerak (gerak partikel, bintang-bintang, perahu layar, pesawat ruang angkasa, cahaya,dsb)

Gagasan-gagasan ilmiah adalah subyek perubahan

Sains memproduksi pengetahuan melalui proses ilmiah berupa pengamatan yang cermat terhadap fenomena dan menemukan teori-teori yang dapat menjelaskan fenomena tersebut. Perubahan suatu teori atau gagasan-gagasan ilmiah tidak dapat dielakkan karena pengamatan-pengamatan yang baru dapat bertentangan dengan teori-teori yang sudah ada.   Dalam sains, selalu terjadi pengujian, perbaikan, penolakan terhadap teori-teori baru ataupun teori-teori lama.

 Pengetahuan ilmiah bertahan lama

Meskipun  para saintis menolak kebenaran pencapaian absolut dan menerima beberapa ketidak-pastian, namun sebagian besar pengetahuan ilmiah bertahan lama. Modifikasi gagasan paling biasa terjadi dibandingkan dengan penolakan. Dengan memodifikasi gagasan konstruksi pengetahuan menjadi lebih kuat dan bertahan  hingga tumbuh menjadi lebih akurat dengan penerapan yang lebih luas.  Contohnya : dalam merumuskan teori relatifitas, Albert Einstein tidak membuang hukum gerak Newton tetapi menunjukkan  keterbatasan aplikasi hukum itu ke dalam suatu konsep yang lebih umum

Sains memiliki keterbatasan  untuk menyediakan jawaban lengkap semua pertanyaan.

Banyak fenomena yang tidak bisa diuji secara ilmiah. Contohnya :  keyakinan terhadap kekuatan gaib, astrologi, keberuntungan, dll.  Dalam hal ini,  pendekatan ilmiah tidak relevan untuk digunakan.

2. Scientific Inquiry (Inkuiri Ilmiah)

            Pada hakekatnya berbagai disiplin ilmiah  sama dalam hal  meyakini adanya satu kejadian menggunakan hipotesis, teori dan logika. Namun demikian para saintis dapat berbeda dalam hal : a) fenomena yang diselidiki dan cara melakukan kerjanya ; b) keyakinan mereka terhadap data historis atau temuan eksperimen ; c) metode kualitatif dan kuantitatif ; d) sumber yang menjadi prinsip dasar  ; e) berapa banyak menggunakan temuan dari ilmu lainnya.

Pertukaran teknik, informasi dan konsep terjadi setiap saat antara para saintis dan ada pemahaman umum di antara mereka mengenai validitas ilmiah. Inkuiri ilmiah tidak mudah diuraikan terlepas dari konteks partikular  yang  diteliti. Tidak ada langkah-langkah sederhana yang selalu diikuti saintis , karena tergantung pada kajian sains mana yang tengah diselidiki. Dengan demikian perbedaannya terletak pada mode inkuiri.

Meskipun semua hal yang dibahas di atas merupakan karakterisitik kerja saintis professional, setiap orang dapat berlatih inkuiri dan  berpikir  ilmiah mengenai banyak hal yang menarik dalam kehidupan sehari-hari dengan memperhatikan prinsip-prinsip utama pengembangan inkuiri ilmiah yaitu sebagai berikut  :

Sains menuntut adanya fakta-fakta

Validitas suatu pernyataan ilmiah dimantapkan dengan mengacu pada pengamatan terhadap gejala. Untuk mendapatkan data yang akurat, fakta-fakta diobservasi dengan : 1) menggunakan panca indera dan instrumen yang relevan ; 2) dilakukan dalam setting alami (misalnya ; di hutan) atau di laboratorium ; 3) mengobsevasi secara pasif atau aktif (memanipulasi obyek yang diteliti) ; 4) pengontrolan kondisi atau variabel yang berpengaruh (mis : suhu, konsentrasi). Namun pengontrolan variabel sulit dilakukan bila studi misalnya berkaitan dengan bintang-bintang dan manusia.

Sains memadukan logika dan imajinasi

Konsep-konsep ilmiah tidak muncul hanya dari fakta-fakta yang ditemukan. Oleh karena itu saintis menggunakan imajinasi dan logika untuk mengusulkan hipotesis dan teori-teori agar  sesuai  prinsip-prinsip dari penalaran logis sehingga dapat diuji kesahihannya. Kadang-kadang  dalam  penelitian terjadi sesuatu yang tidak terduga, sehingga diperlukan pengetahuan dan kretifitas agar dapat mengenali hasil yang tak terduga tersebut. Suatu data yang telah diabaikan oleh seorang saintis dapat dijadikan petunjuk baru untuk penelitian oleh saintis lainnya.

Sains memberikan eksplanasi dan prediksi. 

Esensi dari sains adalah memvalidasi pengamatan, namun itu saja belum cukup, karena teori-teori hanya cocok untuk pengamatan yang sudah dikenal. Karena itu perlu dilakukan prediksi berdasarkan pola dari fenomena-fenomena yang telah terjadi.  Kredibilitas suatu teori bertitik tolak pada  : a) kemapanannya dalam  memperlihatkan hubungan antara beberapa fenomena yang sebelumnya tampak tidak berhubungan ; b) kemampuan memberikan prediksi antara lain prediksi tentang masa lampau yang sebelumnya tidak ditemukan (mis : teori asal muasal kejadian alam) atau mengenai suatu kejadian yang sulit diamati karena berlangsung lama (mis : teori evolusi bintang) : c) dapat diuji dengan eksperimen sejenis.

Sains berusaha mengidentifikasi dan menghindari bias

Jika dihadapkan pada suatu klaim yang menyatakan kebenaran, saintis meresponnya dengan menanyakan bukti-bukti apa yang mendukungnya. Namun bukti-bukti ilmiah dapat mengalami bias, karena tergantung pada bagaimana data tersebut diinterpretasikan, dicatat atau dilaporkan atau pemilihan kejadian pada saat data tersebut dicatat.  Bias tak dapat sepenuhnya dihindarkan, karena dapat diakibatkan oleh penyelidik, sampel, metode atau instrumen. Namun perlu diketahui kemungkinan sumber bias dan bagaiman dapat berpengaruh terhadap fakta.  Saintis selalu berusaha menghindari bias dalam pekerjaannya ataupun bersama dengan saintis lain. Untuk menghindari bias yang tidak terdeteksi mereka  bekerja bersama-sama agar bisa saling mengontrol pekerjaannya.

Sains tidak menganut paham kepatuhan mutlak

Hal ini tersebut mengandung arti bahwa sains bersifat netral tercermin dari teori-teori nya yang bersifat tentatif.

3. Scientific Enterprise (Upaya-upaya Ilmiah)

Upaya ilmiah sains dapat dilakukan oleh berbagai dimensi baik oleh perorangan, masyarakat sosial, maupun  institusional.  Hal ini karena : 1) sains merupakan aktifitas sosial yang kompleks ; 2) Sains terorganisasi ke dalam disiplin konten dan diselenggarakan oleh berbagai institusi ; 3) Sains menyumbangkan nilai-nilai dan etika ; 4) saintis ikut ambil bagian dalam tata sosial masyarakat , baik sebagai spesialis maupun warga.

PEMBAHASAN

Pada dasarnya memaknai hakikat sains ditujukan untuk menyusun suatu kerangka berpikir mengenai bagaimana sains dapat digunakan untuk mendidik masyarakat agar menggunakan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan bijaksana. Sains dan teknologi ibarat satu mata uang dengan dua sisi, satu sisi mengandung hakikat sains (the nature of science) dan sisi lain mengandung makna teknologi (the meaning of technology). Hakikat sains mencakup tiga  aspek, yaitu produk (body of knowledge, prinsip, hukum, teori)), proses (metode ilmiah) dan sikap ilmiah.

Pandangan saintis mengenai dunia memberikan suatu pelajaran,  bahwa upaya mempelajari alam sekitar dapat dilakukan oleh siapapun, karena alam seisinya penuh dengan rahasia tak habis-habisnya. Sains merupakan suatu sistem yang dikembangkan oleh manusia untuk mengenali dunia beserta isinya namun memiliki keterbatasan memahami dunia secara komprehensif, terutama menyangkut hal-hal gaib.

Hakikat sains dapat dituangkan dalam kurikulum pendidikan sains, yaitu pengembangan  literasi sains. Pada konteks ini sains bukan dipandang hanya sekumpulan fakta, namun sains dapat bernilai dan bermanfaat bagi semua orang dalam kehidupannya.  Manfaat yang diperoleh bukan hanya menyangkut pemenuhan kebutuhan hidup, namun dalam pengembangan karakter dan mental warga dunia. Contohnya :

  • Meskipun inkuiri ilmiah  merupakan karakterisitik kerja saintis professional, setiap orang dapat berlatih inkuiri dan  berpikir  ilmiah mengenai banyak hal yang menarik dalam kehidupan sehari-hari dengan memperhatikan prinsip-prinsip utama pengembangan inkuiri ilmiah.
  • Melalui  inkuiri  ilmiah dapat dibudayakan sikap ilmiah seperti kejujuran, keingintahuan, skeptis, taat asas, kritis dan runut dalam berpikir, tekun, ulet dan penuh tanggung jawab .
  • Semakin luas dan semakin dalam seseorang mempelajari sains, semakin kecil ia merasa sebagai mahluk Allah SWT yang menciptakan alam semesta tak habis-habisnya. Einstein yang semula atheis, karena menekuni sains akhirnya mempercayai adanya Tuhan.