Para ilmuwan atau scientist mempelajari hal-hal yang terjadi di sekitarmu dengan cara melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hatihati, sehingga dapat menjelaskan apa dan mengapa sesuatu yang ada di alam sekitar dapat terjadi, serta memperkirakan sesuatu yang terjadi saat ini maupun saat yang akan datang. Hasil temuan mereka dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan hidup manusia. Hasil temuan dalam bidang teknologi yang ada di alam sekitar seperti komputer, televisi, biji jagung hibrida, pupuk, dan sebagainya. Pada bab ini, kamu akan mempelajari apa yang diselidiki dalam IPA, bagaimana melakukan pengamatan dan mempelajari pengukuran sebagai bagian dari pengamatan. Langkah awal untuk mempelajari benda-benda di sekitar kita dapat dilakukan melalui pengamatan (observasi).
Kata lain untuk IPA adalah Sains. Sains digunakan dalam berbagai bidang pekerjaan, seperti dokter dan perawat, arsitek, ahli komputer, pilot, insinyur, polisi, ahli pangan dan nutrisi, serta berbagai profesi lainnya. Orang yang khusus melakukan penelitian bagi pengembangan ilmu Sains disebut ilmuwan Sains atau Saintis.
Sains adalah ilmu pengetahuan sistematis tentang alam dan dunia fisik. Untuk membuat suatu teknologi, perlu memahami dulu berbagai hal pada alam inilah. Maka para ilmuwan Sains pertama kali melakukan pengamatan terhadap kejadian alami, kemudian melakukan percobaan atau eksperimen. Percobaan biasanya dilakukan di laboratorium IPA. Akan tetapi, ada juga ilmuwan yang melakukan percobaan di luar laboratorium, misalnya di hutan, di pantai, di sawah, di laut, di pabrik, di dalam kapal, di dalam pesawat, atau bahkan di luar angkasa.
Setelah memahami bagaimana cara alam bekerja, manusia akan dapat menerapkan sifat sifat alam ini untuk menciptakan teknologi yang dapat mempermudah pekerjaan kita. Sebagai contoh, sebelum orang bisa belanja Online, harus ada internet. Sebelum internet bisa digunakan, orang harus bisa menempatkan satelit yang mengorbit, mengelilingi bumi.
Mari kita cermati uraian tentang cabang-cabang ilmu Sains.
BIOLOGI adalah ilmu tentang makhluk hidup. Ada banyak cabang cabang dalam Biologi. Misalnya, Zoologi adalah ilmu tentang binatang; Botani ilmu tentang tumbuhan; Entomologi ilmu tentang serangga; dan Mikrobiologi ilmu tentang makhluk hidup yang sangat kecil dan hanya bisa terlihat dengan bantuan mikroskop.
FISIKA adalah ilmu tentang gejala dan fenomena alam dan sifat benda-benda di sekitar kita termasuk tentang perpindahan dan energi. Beberapa cabang ilmu Fisika, misalnya Mekanika adalah ilmu tentang gerak benda; Elektronika ilmu tentang arus listrik dan magnet; dan Optika Geometris tentang alat-alat optik
KIMIA adalah ilmu tentang berbagai hal mengenai materi, yaitu terbuat dari apa, sifat dan perubahan dalam suatu reaksi kimia. Cabang ilmu Kimia antara lain, Farmasi yaitu ilmu tentang obat-obatan; Radiokimia tentang zat-zat radioaktif; Kimia Organik tentang bahan-bahan kimia yang ada pada makhluk hidup; serta Kimia Anorganik tentang bahan kimia dalam benda-benda
GEOLOGI adalah ilmu mengenai Bumi dan perubahannya. Beberapa cabang ilmu Geologi antara lain, Vulkanologi yaitu ilmu tentang gunung berapi; Seismologi yaitu ilmu tentang gempa bumi; serta Palentologi yaitu ilmu tentang fosil yang dapat membantu kita mengetahui umur suatu tempat dan kebudayaan zaman itu
ASTRONOMI adalah ilmu tentang planet, bintang dan alam semesta. Semua benda langit dipelajari dalam astronomi termasuk Matahari dan terjadinya gerhana, komet, dan asteroid.
EKOLOGI adalah ilmu tentang interaksi atau hubungan timbal balik balik antara makhluk hidup dengan lingkungan di sekitarnya. Bidang ilmu ini membahas tentang berbagai masalah lingkungan, misalnya polusi udara, tanah, dan air, serta efek perubahan iklim dan kepunahan hewan tertentu.
Alat Alat Laboratorium IPA
Menjaga Keselamatan di Laboratorium IPA Tahukah kalian bahwa laboratorium IPA dapat menjadi tempat yang sangat berbahaya apabila kalian tidak berhati-hati? Mengapa begitu? Gambar simbol-simbol berikut terdapat pada berbagai bahan yang ada di laboratorium, ada juga yang terdapat pada ruangan laboratorium tertentu.
Pada tingkatan SMP, kalian akan melakukan berbagai percobaan dengan menggunakan api, larutan asam yang bersifat korosif dan berbagai zat kimia yang beracun. Korosif artinya dapat merusak jaringan hidup serti kulit manusia.
Tahapan-tahapan dalam metode ilmiah tersebut dilakukan secara berurutan, yaitu sebagai berikut.
1. Melakukan pengamatan atau observasi.
2. Membuat hipotesis dan mengidentiikasi variabel.
3. Membuat rancangan percobaan.
4. Melakukan eksperimen atau percobaan.
5. Menyajikan dan Mengolah data.
6. Menarik kesimpulan.
Ide para ilmuwan Sains biasanya diilhami dari Observasi/pengamatan terhadap lingkungan sekitarnya, sebelum dapat menciptakan suatu penemuan.
Dari pengamatan mereka inilah, munculnya pertanyaan yang akan mereka teliti. Pertanyaan ini mereka uji dalam suatu penelitian.
Kita menggunakan kelima indra kita untuk mengamati. Bayangkanlah kalian sebagai
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 dalambentuk pernyataan untuk diuji, yang disebut juga dengan tujuan percobaan.
Tujuan percobaan haruslah dapat diuji, dapat dilakukan dan bukan merupakan pendapat pribadi.
Setelah menentukan masalah atau tujuan percobaan berdasarkan pengamatan awal, maka kalian bisa menuliskan hipotesis.
Hipotesis merupakan perkiraan jawaban sementara terhadap tujuan percobaan yang akan diselidiki.
Hipotesis itu harus bersifat logis atau masuk akal.
Hipotesis semakin bagus jika didukung oleh alasan dari segi ilmu Sains atau secara ilmiah.
Dalam Hipotesis harus mencantumkan variabel variabel yang akan di selidiki
Ada 3 hal yang perlu dilakukan dalam merancang eksperimen, yaitu menetapkan variabel, menenyiapkan alat, dan membuat langkah percobaan.
Untuk memahami karakteristik alami dari sesuatu, Para ilmuwan merancang percobaan untuk mengubah satu kondisi atau suatu hal yang mengakibatkan ada hal lain yang berubah. Hal-hal tersebut disebut sebagai variabel.
ada 3 jenis variabel, yaitu (1) Variabel bebas adalah faktor, hal, atau unsur yang dianggap dapat menentukan variabel lainnya. (2) variabel terikat adalah gejala yang muncul atau perubahan yang bisa diamati, karena berubahnya variabel lain. (3) variabel kontrol, Yaitu variabel yang dapat mempengaruhi sesuatu, tetapi seorang peneliti harus membuatnya tetap.
Setelah menetapkan variabel-variabel yang akan diselidiki, ilmuwan sains harus mempersiapkan segala alat-alat dan bahan-bahan yang diperlukan.
Setelah itu membuat prosedur percobaan, yaitu urutan langkah-langkah yang rinci yang akan dilakukan dalam percobaan tersebut, agar tidak ada yang terlupakan.
Eksperimen kualitatif, kalian bisa menyatakan variabel dengan deskripsi atau menggunakan kata-kata saja. Contohnya, ketika kalian memanaskan air, kalian bisa melihat ada gelembung udara saat air mendidih, juga ada asap tipis di bagian atas air tersebut, dst.
tetapi dalam eksperimen kuantitatif, kita harus menggunakan alat ukur untuk mengukur variabel bebas dan variabel terikat. contohnya berapa suhu air mendidih, atau berapa lama (waktu) air dapat mendidih, dst.
suhu dan waktu merupakan sebuah besran fisika.
data eksperimen kuantitatif tentunya selalu mengandung informasi tentang besaran dan satuan.
Hasil pengukuran sering disebut sebagai data percobaan.
para ilmuwan mencatat hasil pengamatan mereka dalam bentuk tabel agar dapat lebih mudah dibaca.
Dalam tabel hasil percobaan, setiap kolom perlu dilengkapi dengan satuan, yang dituliskan dalam kurung setelah besaran yang diukur.
Data dalam satu kolom yang sama dinyatakan dalam satuan yang sama.
Data percobaan haruslah bisa menjawab tujuan percobaan yang telah kita tetapkan.
kita harus dapat melihat hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat. Hubungan ini lebih mudah terbaca jika kita menyajikan data percobaan dalam bentuk grafik.
Graik dapat dibuat dalam bentuk graik batang atau garis.
Untuk membuat grafik dan mengetahui hubungan antar variabel secara matematis, kalian bisa menggunakan Microsoft Excels.
Setelah menyajikan data, akhirnya kita perlu menyimpulkan hasil percobaan kita.
Kesimpulan hendaknya menjawab tujuan percobaan yang telah dirumuskan dan berdasarkan pola yang terlihat pada graik hasil percobaan.
Di bagian ini, kalian juga perlu menyatakan apakah hasil percobaan 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 memberikan alasan dari segi teori ilmiah.
Dalam Pengamatan secara kuantitatif, kegiatan pengukuran menjadi hal yang utama. Contohnya, mengukur volume air sebanyak 2 liter dengan menggunakan gelas ukur. Kemudian setelah 3 menit memanaskan air, kalian mengukur suhu air tersebut dan mencatat suhu air mencapai 70°C. Semua data yang dihasilkan dari pengukuran diatas adalah berupa angka.
Pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan dalam Sains.