Berpikir ilmiah artinya berpikir sistematis. Dimulai dari merumuskan masalah yang diikuti dengan merumuskan hipotesis. Menghimpun data dan menyelesiakan masalah. Berpikir ilmiah merupakan metode eksperimental untuk membantu mengkonfirmasi atau meniadakan hipotesis. Data dikumpulkan melalui percobaan yang diamati, data diolah, lalu disimpulkan.Berpikir secara ilmiah merupakan proses penerapan teknik ilmiah untuk meneliti fenomena, mendapatkan ilmu pengetahuan baru yang diintegrasikan dengan ilmu pengehuan sebelumnya atau mengoreksi pengetahuan sebelumnya. Berpikir ilmiah merupakan pendekatan berpikir sistematis dalam mengimpun data dalam menyelesiakan masalah.
Berpikir ilmiah berarti membangun hubungan sebab akibat pada sistem yang melibatkan satu atau beberapa variabel. Samakin banyak variabel yang diidentifikasi pengaruhnya semakin sulit melakukan proses berpikir.
Berpikir ilmiah adalah cara berpikir – mengenai subjek ilmiah, isi, atau masalah – sehingga seseorang dapat meningkatkan kualitas keterampilan berpikirnya serta merefleksikan struktur yang melekat dalam pikirannya serta mematuhi standar intelektual.
Proses penerapan berpikir ilmiah menurut Antonio Zamora terdiri atas empat tahap;
- Melakukan observasi dan mendeskripsikan gejala alam atau fenomena. Observsi dapat dilakukan secara visual atau dengan bantuan teknologi.
- Merumuskan hipotesis untuk menjelaskan fenomena dalam hubungan sebab akibat atau dalam hubungan matematis.
- Menguji hipotesis dengan menganalisis hasil observasi atau dengan prediksi dan hasil observasi tentang adanya fenomena baru. Jika percobaan tidak dapat membuktikan kebenaran hipotesis maka hipotesis harus ditolak atau diubah. Kegiatan kembali ke merumuskan hipotensi.
- Menetapkan teori melalui verikasi ulang.
Empat kegiatan ilmiah tersebut di atas dideskripsikan dalam diagram di bawah ini.
Untuk menerapkan konsep tersebut, ada banyak hal yang perlu siswa perhatikan agar konsistem dalam menerapkan metode berpikir ilmiah. Di antaranya adalah
- Mengembangkan pertanyaan atau masalah, merumuskan masalah dengan jelas dan tepat.
- mengumpulkan dan menilai data yang ilmiah serta relevan atau informasi, menggunakan ide-ide abstrak untuk menafsirkan data secara efektif.
- Mengembangkan dasar yang kuat untuk memeperoleh kesimpulan dan solusi yang ilmiah, mengujinya dengan menggunakan kriteria dan standar yang relevan.
- Berpikir konvergen dengan menerapkan sistem pemikiran ilmiah, mengakui dan menilai asumsi ilmiah, implikasi, dan konsekuensi praktis. Pemikiran konvergen mengarah pada jawaban tertentu atau terpusat pada sasaran akhir. ( sedangkan lawannya, pemikiran divergen merupakan cara berpikir mengeksplorasi dan kreativitif, terbuka dan bergerak menjauh).
- Berkomuniksi secara efektif dengan berbagai orang untuk mengembangkan solusi terbaik dalam memecahkan masalah yang kompleks.
Kaidah-kaidah di atas sebagai pondasi untuk mengembangkan keterampilan siswa berpikir ilmiah melalui beberapa contoh indikator kompetensi di bawah ini:
- Merumuskan masalah dengan mangajukan pertanyaan mengenai objek tertentu yang jelas batas-batasnya.
- Menyusun kerangka berpikir dengan mengajukan hipotesis atau pertanyaan yang menjelaskan adanya hubungan yang mungkin antara faktor yang berkaitan sehingga menimbulkan masalah.
- Merumuskan hipoteis sebagai kesimpulan dan jawaban sementara atas pertanyaan atau permasalahan yang dijadikan sebagai kerangka pikiran.
- Menguji hipotesis dengan cara mengumpulkan fakta yang relevan dengan hipotensis yang diajukan. Data digunakan untuk membuktikan ada atau tidak adanya yang mendukung hipotesis.
- Menafsirkan data yang diperolehnya sehingga bermakna.
- Menarik kesimpulan; menilai apakah hipotesis yang diajukan itu ditolak atau diterima.
- Mengkomunikasikan hasil studinya dalam bentuk laporan penelitian.
- Mengkomunikasikan hasil studinya dalam presentasi di kelas.
- Mempertahankan kesimpulan yang telah disusunnya dengan menggunakan argumentasi yang berlandaskan data.
- Menyajikan hasil studinya dalam forum ilmiah.
- Menyajikan hasil studinya dalam web sekolah.
Mengembangkan keterampilan berpikir sebaiknya siswa terlatih sejak dini mengasah keterampilan berpikir ilmiahnya. Melalui pengembangan keterampilan ini siswa dapat mengembangkan rasa ingin tahu. Untuk mengembangkan kompetensi ini guru dapat memicu siswa dengan menggunakan indikator belajar seperti di bawah ini Mengungkapkan alasan ‘mengapa hal itu menjadi bahan pemikirannya?’ Untuk itu picu siswa dengan melakukan langkah di bawah ini.
- Mengjukan pertanyaan
- Memprediksi dengan cara menceritakan apa yang mungkin terjadi.
- Mlihat, memperhatikan, mendengarkan, menyentuh, mencium, dan mencicipi sehingga mendapatkan informasi yang akurat mengenai suatu hal.
- Mengelola informasi dengan cara berbicara atau menuliskan tentang hal yang menjadi bahan perhatian
- Membandingkan tentang bagaimana hal itu bisa sama.
- Membandingkan tentang bagaimana hal itu bisa berbeda.
- Menggunakan kata-kata untuk menggambarkan terjadinya sesuatu.
- Menguraikan ……dengan menggunakan diagram.
- Menggambarkan sesuatu dengan menggunakan datb berupa foto.
- Membuktikan sesuatu dengan data berbentuk tabel.
- Memperlihatkan kondisi….dengan menggunakan grafik.
- Menggambarkan …..dengan menggunakan data dalam bentu angka.
- Menafsirkan data sehingga bermakna.
- Menarik kesimpulan mengenai hal yang pelajarinya.
Bagaimana Mengajarkannya?
Melaksanakan pebelajaran dalam rangka peningkatan keterampilan berpikir ilmiah siswa menurut Ellen Booth Cruch sebaiknya dilakukan secara bertahap melalui langkah kegaitan seperti di bawah ini.
- Mengobservasi
- Membandingkan
- Mengelompokan
- Memprediksi
- Bereksperimen
- Mengevaluasi
- Menerapkan
Kembangkan ketujuh langkah di atas melalui proses pembelajaran yang bertahan dengan memanfaatkan waktu secara optimal melalui kegiatan tatap muka, tugas terstruktur, hingga tugas tidak terstruktur dengan melakukan langkah belajar sebagai berikut.
- Mengobservasi
Mengamati dan mencermati , melihat dari sudut pandang yang berbeda, Siswa dengan diam-diam mengamati dan menunggu tanpa banyak “melakukan.” Cegahlah untuk melompat dengan “melakukan” percobaan. Kita perlu mengingatkan mereka untuk meluangkan waktu menggunakan semua indra mereka ketika mereka mendekati suatu atau kegiatan tertentu. Mintalah anak-anak untuk mengumpulkan lebih banyak informasi dari berbagai sudut pandang. Misalnya, Apa yang Anda ingat tentang tanaman ini? Apa yang terjadi ketika anda melihatnya dari atas, jauh, atau sangat dekat? Mari kita tunggu dan lihat apa yang terjadi ketika angin bertiup. Bagaimana reaksi tanaman terhadap pergeseran sinar matahari. Apa yang Anda lihat sekarang? Catatlah. Ambil gambarnya. Apa sesungguhnya yang ingin siswa ketahui.
- Membandingkan
Bawalah siswa untuk membandingkan dengan fenomena pada lingkungan yang berbeda. Perhatikan bagaimana siswa mengekspresikan hubungan antara berbagai hal. Bagaimana tanaman ini sama dan/ atau berbeda? Di mana Anda melihat tanaman serupa? Apa bedanya? Bagaimana beberapa tanamanyang memiliki ciri yang berbeda? Apakah baunya sama atau berbeda?
- Mengelompokan
Cobalah atur data tanaman itu dan kelompokan menurut sifat yang dikenali. Bagaimana menyusunnya? Tentukan caranya. Coba kenali benda yang dapat dimasukkan ke dalam lebih dari satu kelompok. Ini adalah waktu yang tepat untuk mengundang siswa untuk merekam hasil peneemuan mereka dalam tebel, gambar, atau grafik. Mengacu pada gambar-gambar dan grafik, mereka dapat membuat perbandingan lebih lanjut. Berapa banyak cara kita bisa mengurutkan tanaman? (Dengan dan tanpa bunga, tinggi dan pendek, daun besar dan daun kecil) Berapa banyak cara yang bisa kita lakukan untuk mengelompokan daun, dahan akar? (Bulat, panjang, menunjuk,keras, lunak, tinggi-rendah, lebar-sempit)
- Memprediksi
Ini adalah proses berspekulasi. Berdasarkan pengetahuan sebelumny siswa membuat prediksi. Mereka menggunakan pengalamannya untuk membentuk pengalaman belajar yagn baru. Pastikan siswa mengikuti proses ini. Apa jadinya jika menyimpan tanaman di dalam lemari kayu? Akan sinar matahari menyentuh daun? Langkah ini juga membantu anak-anak generalisasi hal itu? Jika mereka melihat bahwa sinar matarahi menerpa daun pakis atau karet apa yang terjadi? Jika di bawah daun rimbun, bagaimana tanaman di bawahnya menerima sinar matahari? Apa yang terjadi?
- Bereksperimen
Pada tahap ini saatnya anak-anak menguji prediksi mereka. Membuktikan ide-ide mereka dengan percobaan. Membuktikan ide-ide mereka dengan mengamati fakta. Langkah ini adalah untuk memberikan banyak informasi. Mereka akan terus mengeksplorasi. Bangkitkan semangat untuk mencatat informasi dan data yang mereka dapatkan. Perhatikan bagaimana merek melakukan kegiatan sendiri sehingga mereka benar-benar mandiri, menjadi pembelajaran yang independen. ” Bagaimana kita bisa menguji apakah cahaya meyentuh daun? Bagaimana dengan daun yang berbeda? Di mana kita dapat meletakkan tanaman untuk melihat apakah tanaman memerlukan cahaya matahari? Apa lagi yang Anda ingin tahu tentang tanaman itu?
- Mengevaluasi
Langkah ini adalah peluang untuk siswa mengkomunikasikan hasil eksperimen mereka. Mengokunikasikan informasi atau fakta yang mereka dapatkan. Merekam pengalaman belajar melalui kerja sama, mendapatkan pengalaman nyata, tidak sekedar verbal. Mereka mengubah informasi yang abstrak ke dalam bentuk gambar, foto, grafik, g dan buku cataan dari kegiatan lapangan. Apakah siswa membuat gambar-bambar dari kegiatan studi ini. Di mana tempat tanaman itu tumbuh? Tempat yang tidak baik untuk tanaman itu tumbuh di mana? Berapa banyak daun yang bisa menerima cahaya matahari? Apakah seluruh tujuan yang siswa tentukan sudah tercapai. Bagaimana kita bisa menampilkan informasi ini pada grafik? Apakah mereka dapat menyajikan seluruh hasil pekerjaanya secara ringkas dan menarik dengan bantuan teknologi?
- Menerapkan
Cobalah langkah itu pada bidang yang lebih besar,agar siswa mendapat pengalaman belajar yang kongrit pada berbagai topik. Siswa mendapat pengalaman untuk menerapkan cara berpikir, menangolah infomasi, dan belajar samabil bekerja di lapangan.
Saatnya untuk mencoba
Pilihkan topik yang menarik pada mata pelajaran yang guru harus sampaikan. Saat ini adalah waktu tepat, mengubah pertanyaan-pertanyaan terbuka menjadi kegiatan nyata, dan menghasilkan karya nyata. Pembelajaran tidak berhenti pada bagaimana siswa menghimpun informasi , namun lebih jauh lagi menggunakan informasi untuk mendapatkan pengalaman baru, dan karya nyata.
Selamat mencoba.
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_method
[2] Mosby’s Medical Dictionary, 8th edition. © 2009, Elsevier, http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/Scientific+thinking
[3] Scientif Method, http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_method#Characterizations
[4] Richard Paul and Linda Elder, A Miniature Guide for Student and Faculty To Scientific Thingking, http://www.criticalthinking.org/files/ScientificThinking-DC.pdf
[5] http://www.scientificpsychic.com/workbook/scientific-method.htm
[6] http://www.readyatfive.org/images/pdfs/scientific_thinking.pdf
[7] Ellen Booth Church, 2006. Scientific Thinking: Step by Step. http://www2.scholastic.com/browse/article.jsp?id=3747036
Sumber : http://gurupembaharu.com/
