Keterampilan Proses Sains

A. Pengertian

Keterampilan proses sains adalah pendekatan yang didasarkan pada anggapan bahwa sains itu terbentuk dan berkembang melalui suatu proses ilmiah. Dalam  pembelajaran sains, proses ilmiah tersebut harus dikembangkan pada siswa sebagai pengalaman yang bermakna. Bagaimanapun pemahaman konsep sains tidak hanya mengutamakan hasil (produk) saja, tetapi proses untuk mendapatkan konsep tersebut juga sangat penting dalam membangun pengetahuan siswa. Keterampilan ilmiah dan sikap ilmiah memiliki peran yang penting dalam menemukan konsep sains. Siswa dapat  membangun gagasan baru sewaktu mereka berinteraksi dengan suatu gejala. Pembentukan gagasan dan pengetahuan siswa ini tidak hanya bergantung pada karakteristik objek, tetapi juga bergantung pada bagaimana siswa memahami objek atau memproses informasi sehingga diperoleh dan dibangun suatu gagasan baru.

Ada tiga dimensi ilmiah yang sangat penting dalam mengajarkan sains. Yang pertama adalah isi dari sains yaitu konsep dasar dan pengetahuan ilmiah. Dimensi ilmiah yang pertama ini adalah yang kebanyakan dipikirkan orang.  Dua dimensi ilmiah penting lain di samping pengetahuan ilmiah adalah proses ilmiah dan sikap ilmiah.  Proses ilmiah adalah bagaimana ilmuwan melakukan proses dalam mendapatkan sains, sedangkan sikap ilmiah adalah bagaimana para ilmuwan bersikap ketika melakukan proses dalam mendapatkan sains tersebut. Sains adalah upaya untuk mempelajari, merumuskan permasalahan,  dan menemukan jawaban tentang berbagai gejala alam. Oleh karena itu, maka keterampilan proses yang sama seperti yang dimiliki ilmuwan harus kita miliki dalam memecahkan berbagai permasalahan kehidupan sehari-hari. Ketika kita mengajar siswa untuk menggunakan keterampilan proses dalam memahami sains, kita juga mengajarkan pada mereka keterampilan yang akan mereka gunakan dalam masa depan di setiap area kehidupan mereka.

 B. Enam Dasar Keterampilan Proses Sains

Ada enam dasar keterampilan proses sains.

1. Pengamatan (Observation)
2. Komunikasi (Communication)
3. Pengelompokan (Classification)
4. Pengukuran (Measurement)
5. Kesimpulan (Inference)
6. Ramalan (Prediction)

Keterampilan dasar tersebut terintegrasi serentak ketika ilmuwan merancang dan melaksanakan eksperimen atau dalam kehidupan sehari-hari ketika kita semua melakukan tes percobaan. Enam keterampilan dasar tersebut sangat penting baik secara individu maupun ketika berkelompok. Enam keterampilan dasar dapat digunakan dalam urutan peningkatan kemampuan, meskipun mungkin siswa termuda akan menggunakan semua keterampilan secara bersama di berbagai waktu. Dalam tahap awal siswa akan menghabiskan lebih besar waktunya menggunakan keterampilan seperti observasi dan komunikasi. Dengan bertambahnya usia mereka akan mulai menghabiskan lebih banyak waktunya menggunakan keterampilan inferensi dan prediksi. Klasifikasi dan pengukuran cenderung digunakan di seluruh tingkatan kelas secara lebih merata.  Klasifikasi dan pengukuran perlu diperkenalkan kepada anak-anak secara bertahap dari waktu ke waktu, karena ada perbedaan dalam melakukan pengelompokan, kompleksitasnya, metode dan sistem pengukurannya. Mengembangkan kemampuan untuk merancang semakin ditekankan seiring bertambahnya tingkat kelas. Mengintegrasikan dasar keterampilan proses secara bersama meliputi: menciptakan hipotesis, mengidentifikasi dan memanipulasi variabel dalam percobaan sederhana, dilatihkan kepada siswa secara bertahap Pada tingkat ini, para siswa mulai untuk benar-benar bertanya dan menjawab pertanyaan ilmiah mereka sendiri. Selanjutnya merancang percobaan dan menganalisis data eksperimen akan fokus pada penggunaan keterampilan proses sains terpadu dalam merancang eksperimen dan mencapai kesimpulan.

C. Sains dimulai dari pengamatan

Mengamati adalah keterampilan proses sains yang paling awal. Kita mengamati benda-benda dan peristiwa menggunakan semua panca indera kita, yang berarti kita belajar tentang dunia di sekitar kita. Kemampuan untuk membuat pengamatan yang baik sangat penting untuk perkembangan keterampilan proses sains lainnya, yaitu: berkomunikasi, mengklasifikasi, mengukur, menyimpulkan, dan memprediksi. Pengamatan sederhana dibuat hanya menggunakan indera, yang biasanya menghasilkan pengamatan kualitatif (misalnya: daun berwarna hijau, nula lilin  lemah,dll). Pengamatan yang melibatkan angka atau kuantitas adalah pengamatan kuantitatif misalnya: massa satu daun adalah lima gram, jumlah daun bergerombol dalam kelompok adalah lima). Pengamatan kuantitatif memberikan informasi yang lebih tepat dibandingkan informasi dari indera kita saja. Tidak mengherankan, jika siswa terutama yang masih kecil, membutuhkan bantuan untuk membuat pengamatan yang baik.

Pengamatan baik jika hasil pengamatan rinci dan akurat. Siswa harus diminta untuk mendeskripsikan pengamatan berupa tulisan atau gambar selengkap mungkin. Informasi hasil pengamatan siswa harus dibuat dengan penuh rincian karena akan dapat meningkatkan pemahaman mereka tentang konsep yang sedang dipelajari. Jika siswa mengamati dengan panca indera mereka atau dengan instrumen, kita dapat membimbing mereka agar membuat deskripsi lebih baik dan lebih rinci. Kita dapat melakukan ini dengan mendengarkan pengamatan awal siswa dan kemudian mendorong mereka untuk menjelaskan. Misalnya, jika seorang siswa menjelaskan apa yang dia lihat, mereka mungkin hanya menggambarkan warna suatu objek tetapi tidak ukuran atau bentuknya. Seorang siswa mungkin menggambarkan volume suara namun tidak pitch atau iramanya. Kita dapat mendorong siswa untuk menambahkan rincian deskripsi mereka dan tidak hanya dari lima indera yang mereka gunakan.

D. Pengamatan, Komunikasi, dan Pengukuran

Komunikasi adalah keterampilan proses sains yang ke dua, bergandengan dengan pengamatan. Siswa harus berkomunikasi dalam rangka membagikan hasil pengamatan kepada orang lain, dan komunikasi harus jelas dan efektif agar orang lain dapat memahami informasi tersebut. Salah satu kunci untuk berkomunikasi efektif adalah dengan menggunakan rujukan  (referensi).
Kita mungkin mengatakan langit biru, rumput hijau, atau lemon kuning untuk menggambarkan nuansa biru, hijau, atau kuning. Idenya adalah untuk berkomunikasi menggunakan deskripsi kata-kata yang baik untuk berbagi pemahaman dengan orang-orang pada umumnya. Tanpa rujukan, kita telah membuka pintu kesalahpahaman. Jika kita hanya mengatakan panas atau kasar, mungkin pendengar mempunyai gagasan yang berbeda tentang bagaimana panas atau kasar. Jika siswa mencoba untuk menjelaskan ukuran diameter kelereng mereka mungkin menggunakan ukuran sepatunya sebagai suatu rujukan. Diameter kelereng bisa lebih besar atau lebih kecil dari sepatu siswa tersebut.

Proses tambahan keterampilan mengukur menjadi kasus khusus dari mengamati dan berkomunikasi. Ketika kita mengukur beberapa benda, kita membandingkan benda tersebut untuk didefinisikan dengan rujukan yang disebut satuan. Sebuah informasi hasil pengukuran berisi dua bagian yaitu angka untuk memberitahu berapa banyak, dan nama satuan untuk memberitahu kita berapa banyak dengan rujukan apa. Siswa dapat mengkomunikasikan hasil pengamatan mereka secara lisan, secara tertulis, atau dengan gambar. menggambar. Metode lain untuk mengkomunikasikan hasil pengamatan yang sering digunakan adalah grafik, diagram, peta, dan demonstrasi visual.

E. Pengelompokan

Siswa di kelas-kelas awal diharapkan dapat memilah benda-benda atau fenomena ke dalam kelompok berdasarkan pengamatan mereka. Pengelompokan obyek atau peristiwa adalah cara memilah objek berdasarkan kesamaan, perbedaan, dan hubungan. Ini merupakan langkah penting menuju pemahaman yang lebih baik tentang objek yang berbeda dari gejala alam.

Ada beberapa metode yang berbeda dalam melakukan klasifikasi. Metode yang paling sederhana adalah klasifikasi serial. Objek ditempatkan dalam urutan peringkat didasarkan pada beberapa persyaratan, misalnya siswa dikelompokkan berdasarkan tingginya. Dua metode lainnya  adalah klasifikasi biner dan klasifikasi bertingkat. Dalam sistem klasifikasi biner, satu set objek yang sederhana dibagi menjadi dua himpunan bagian. Hal ini biasanya dilakukan atas dasar apakah setiap objek memiliki atau tidak memiliki syarat tertentu. Misalnya, hewan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu hewan dengan tulang punggung dan hewan dengan tanpa  tulang punggung. Sebuah klasifikasi biner juga dapat dilakukan dengan menggunakan lebih dari satu persyaratan. Objek dalam satu kelompok harus memiliki semua sifat-sifat yang diperlukan, jika tidak mereka akan menjadi milik kelompok lain.

F. Kesimpulan dan Ramalan

Tidak seperti pengamatan yang buktinya langsung terkumpul di sekitar obyek, kesimpulan adalah penjelasan atau tafsiran (interpretasi) yang dibuat berdasarkan pengamatan. Ketika kita mampu membuat kesimpulan, menafsirkan dan menjelaskan peristiwa-peristiwa di sekitar kita, kita memiliki apresiasi yang lebih baik terhadap lingkungan di sekitar kita. Para ilmuwan mengemukakan hipotesis tentang mengapa suatu peristiwa dapat terjadi,  didasarkan pada kesimpulannya tentang hasil penyelidikan (investigasi). Siswa perlu diajarkan bagaimana membedakan antara pengamatan dan kesimpulan. Mereka harus mampu membedakan dengan bukti yang mereka kumpulkan mengenai alam antara pengamatan dengan  tafsiran mereka berdasarkan pengamatan atau kesimpulan.
Kita dapat membantu siswa membuat perbedaan ini dengan terlebih dahulu mendorong mereka untuk mendeskripsikan pengamatan mereka menjadi rinci. Kemudian, dengan member pertanyaan-pertanyaan siswa tentang pengamatan mereka kita dapat mendorong siswa untuk berpikir tentang makna dari pengamatan. Berpikir untuk membuat kesimpulan dengan cara ini mengingatkan kita untuk mengkaitkan kesimpulan apa yang telah diamati dengan apa yang sudah diketahui dari pengalaman sebelumnya. Kita menggunakan pengalaman masa lalu untuk membantu menafsirkan hasil pengamatan.
Seringkali kesimpulan yang berbeda dapat dibuat berdasarkan pengamatan yang sama. Kesimpulan kita juga bisa berubah seiring dengan hasil pengamatan tambahan. Pada umumnya kita lebih percaya diri tentang kesimpulan kita ketika pengamatan yang diperoleh cocok dengan pengalaman masa lalu. Kita juga lebih percaya diri tentang kesimpulan saat mengumpulkan lebih banyak bukti pendukung. Ketika siswa mencoba untuk membuat kesimpulan, mereka sering harus kembali dan membuat pengamatan tambahan agar menjadi lebih percaya diri dalam mengambil kesimpulan kesimpulan. Kadang-kadang membuat pengamatan tambahan akan memperkuat kesimpulan, tapi kadang-kadang informasi tambahan akan menyebabkan kita untuk memodifikasi atau bahkan menolak kesimpulan sebelumnya. Dalam ilmu pengetahuan, kesimpulan tentang bagaimana segala sesuatu bekerja secara terus menerus dibangun, diubah, dan bahkan ditolak berdasarkan pengamatan baru.

Membuat ramalan (prediksi) adalah membuat dugaan secara logis tentang hasil dari kejadian masa depan. Kemampuan untuk membuat ramalan tentang kejadian di masa depan memungkinkan kita untuk berhasil berinteraksi dengan lingkungan sekitar kita. Ramalan ini didasarkan pada pengamatan yang baik dan kesimpulan yang dibuat tentang kejadian yang diamati. Seperti kesimpulan, ramalan didasarkan pada apa yang kita amati dan masa lalu kita sehingga mengalami model mental yang terbangun dari pengalaman-pengalaman. Jadi meramal tidak hanya sekedar menebak, tetapi harus  berdasarkan kesimpulan kita atau hipotesis tentang peristiwa yang memberi kita cara untuk menguji kesimpulan atau hipotesis. Jika ramalan tersebut ternyata benar, maka kita memiliki keyakinan lebih besar pada inferensi /hipotesis. Ini adalah dasar dari proses ilmiah yang digunakan oleh para ilmuwan yang bertanya dan menjawab pertanyaan dengan mengintegrasikan bersama-sama enam keterampilan ilmu dasar proses.

Singkatnya, keberhasilan dalam mengintegrasikan keterampilan proses sains dalam pelajaran di kelas dan penyelidikan (investigasi) lapangan akan membuat pembelajaran memberikan pengalaman yang lebih kaya dan lebih bermakna bagi siswa. Siswa akan belajar keterampilan sains serta isi sains, dan secara aktif terlibat dengan sains yang mereka pelajari , dan dengan demikian dapat mencapai pemahaman yang lebih dalam. Akhirnya, keterlibatan aktif dengan sains kemungkinan akan menyebabkan siswa menjadi lebih tertarik dan memiliki sikap lebih positif terhadap sains.