METODE ILMIAH

Metode ilmiah boleh dikatakan suatu pengejaran terhadap kebenaran yang diatur oleh pertimbangan-pertimbangan logis. Karena ideal dari ilmu adalah untuk memperoleh interelasi yang sistematis dari fakta-fakta, maka metode ilmiah berkehendak untuk mencari jawaban tentang fakta-fakta dengan menggunakan pendekatan kesangsian sistematis. Karena itu, penelitian dan metode ilmiah mempunyai hubungan yang dekat sekali, jika tidak dikatakan sama. Dengan adanya metode ilmiah, pertanyaan-pertanyaan dalam mencari dalil umum akan mudah terjawab, seperti menjawab seberapa jauh, mengapa begitu, apakah benar, dan sebagainya.

Menurut Almadk (1939), ”Metode ilmiah adalah cara menerapkan prinsip-prinsip logis terhadap penemuan, pengesahan dan penjelasan kebenaran.” Sedangkan Ostle (1975) berpendapat, “Metode ilmiah adalah pengejaran terhadap sesuatu untuk memperoleh sesuatu interelasi.”

Metode ilmiah dalam meneliti mempunyai kriteria seperti di bawah ini:

• Kriteria

1. Berdasarkan fakta

2. Bebas dari prasangka (bias)

3. Menggunakan prinsip-prinsip analisa

4. Menggunakan hipotesa

5. Menggunakan ukuran objektif

6. Menggunakan teknik kuantifikasi  

• Penjelasan :

1. Berdasarkan Fakta

Keterangan-keterangan yang ingin diperoleh dalam penelitian, baik yang akan dikumpulkan dan yang dianalisa haruslah berdasarkan fakta-fakta yang nyata. Janganlah penemuan atau pembuktian didasar-kan pada daya khayal, kira-kira, legenda-legenda atau kegiatan sejenis.

2. Bebas dari Prasangka

Metode ilmiah harus mempunyai sifat bebas prasangka, bersih dan jauh dari pertimbangan subjektif. Menggunakan suatu fakta haruslah dengan alasan dan bukti yang lengkap dan dengan pembuktian yang objektif.

3. Menggunakan Prinsip Analisa

Dalam memahami serta member! arti terhadap fenomena yang kompleks, harus digunakan prinsip analisa. Semua masalah harus dicari sebab-musabab serta pemecahannya dengan menggunakan analisa yang logis, Fakta yang mendukung tidaklah dibiarkan sebagaimana adanya atau hanya dibuat deskripsinya saja. Tetapi semua kejadian harus dicari sebab-akibat dengan menggunakan analisa yang tajam.

4. Menggunakan Hipotesa

Dalam metode ilmiah, peneliti harus dituntun dalam proses berpikir dengan menggunakan analisa. Hipotesa harus ada untuk mengonggokkan persoalan serta memadu jalan pikiran ke arah tujuan yang ingin dicapai sehingga hasil yang ingin diperoleh akan mengenai sasaran dengan tepat. Hipotesa merupakan pegangan yang khas dalam menuntun jalan pikiran peneliti.

5. Menggunakan Ukuran Obyektif

Kerja penelitian dan analisa harus dinyatakan dengan ukuran yang objektif. Ukuran tidak boleh dengan merasa-rasa atau menuruti hati nurani. Pertimbangan-pertimbangan harus dibuat secara objektif dan dengan menggunakan pikiran yang waras.

6. Menggunakan Teknik Kuantifikasi

Dalam memperlakukan data ukuran kuantitatif yang lazim harus digunakan, kecuali untuk artibut-artibut yang tidak dapat dikuantifikasikan Ukuran-ukuran seperti ton, mm, per detik, ohm, kilogram, dan sebagainya harus selalu digunakan Jauhi ukuran-ukuran seperti: sejauh mata memandang, sehitam aspal, sejauh sebatang rokok, dan sebagai?nya Kuantifikasi yang termudah adalah dengan menggunakan ukuran nominal, ranking dan rating

• Beberapa catatan tentang metode ilmiah:

1)Langkah-langkah dalam metode ilmiah saling berkaitan

2)Dasarnya sama bagi disiplin keilmuan

3)Khusus untuk kelompok ilmu

4)Tujuan hanya kebenaran yang obyektif dan sementara

LANGKAH-LANGKAH OPERASIONAL

Pelaksanaan penelitian dengan menggunakan metode ilmiah harus mengikuti langkah-langkah tertentu. Berikut langkah-langkah yang diambil oleh beberapa ahli dalam mereka melaksanakan penelitian.

• Schluter (1926) memberikan 15 langkah dalam melaksanakan penelitian dengan metode ilmiah. Langkah-langkah tersebut adalah sebagai berikut:

1.    Pemilihan bidang, topik atau judul penelitian.

2.    Mengadakan survei lapangan untuk merumuskan masalah-malalah yang ingin dipecahkan.

3.    Membangun sebuah bibliografi.

4.    Memformulasikan dan mendefinisikan masalah.

5.    Membeda-bedakan dan membuat out-line dari unsur-unsur permasalahan.

6.    Mengklasifikasikan unsur-unsur dalam masalah menurut hu-bungannya dengan data atau bukti, baik langsung ataupun tidak langsung.

7.    Menentukan data atau bukti mana yang dikehendaki sesuai dengan pokok-pokok dasar dalam masalah.

8.    Menentukan apakah data atau bukti yang dipertukan tersedia atau tidak.

9.    Menguji untuk diketahui apakah masalah dapat dipecahkan atau tidak.

10. Mengumpulkan data dan keterangan yang diperlukan.

11. Mengatur data secara sistematis untuk dianalisa.

12. Menganalisa data dan bukti yang diperoleh untuk membuat interpretasi.

13. Mengatur data untuk persentase dan penampilan.

14. Menggunakan citasi, referensi dan footnote (catatan kaki).

15. Menulis laporan penelitian.

• Dalam  melaksanakan penelitian secara ilmiah. Abelson (1933) mcmberikan langkah-langkah berikut:

1.        Tentukan judul.

 Judul dinyatakan secara singkat

2.    Pemilihan masalah. Dalam pemilihan ini harus:

a). Nyatakan apa yang disarankan oleh judul.

b). Berikan alasan terhadap pemilihan tersebut. Nyatakan perlunya diselidiki masalah menurut kepentingan umum.

c). Sebutkan ruang lingkup penelitian. Secara singkat jelaskan materi. situasi dan hal-hal lain yang menyangkut bidang yang akan diteliti.

3.    Pemecahan masalah. Dalam memecahkan masalah harus diikuti hal-hal berikut:

a). Analisa harus logis. Aturlah bukti dalam bnntuk yang sistematis dan logis. Demikian juga halnya unsur-unsur yang dapat memecahkan masalah.

b). Proscdur penelitian yang digunakan harus dinyatakan secara singkat.

c). Urutkan data, fakta dan keterangan-keterangan khas yang diperlukan

d).             Harus dinyatakan bagaimana set dari data diperoleh termasuk referensi yang digunakan.

e). Tunjukkan cara data dilola sampai mempunyai arti dalam memecahkan masalah.

f). Urutkan asumsi-asumsi yang digunakan serta luibungannya dalam berbagai fase penelitian.

4.    Kesimpulan

a). Berikan kesimpulan dari hipotesa. Nyatakan dua atau tiga kesimpulan yang mungkin diperoleh.

b). Berikan implikasi dari kesimpulan. Jelaskan beberapa implikasi dari produk hipotesa dengan memberikan beberapa inferensi.

5.    Berikan studi-studi sebelumnya yang pernah dikerjakan yang berhubungan dengan masalah.

• Dari pedoman beberapa ahli di atas, maka dapat disimpulkan bahwa penelitian dengan menggunakan metode ilmiah sckurang-kurangnya dilakukan dengan langkah-langkah berikut:

1. Merumuskan serta mendefinisikan masalah

Langkah pertama dalam meneliti adalah menetapkan masalah yang akan dipecahkan. Untuk menghilangkan keragu-raguan, masalah tersebut didefinisikan secara jelas. Sampai ke mana luas masalah yang akan dipecahkan. Sebutkan beberapa kata kunci (key words) yang terdapat dalam masalah. Misalnya, masalah yang dipilih adalah “Bagaimana pengaruh mekanisasi terhadap pendapatan usaha tani di Aceh?”

2. Mengadakan studi kepustakaan

Setelah masalah dirumuskan, langkah kedua yang dilakukan dalam mencari data yang tersedia yang pernah ditulis peneliti sebelumnya yang ada hubungannya dengan masalah yang ingin dipecahkan. Kerja mencari bahan di perpustakaan merupakan hal yang tak dapat dihindarkan olch seorang peneliti. Ada kalanya. perumusan masalah dan studi keputusan dapat dikerjakan secara bersamaan.

3. Memformulasikan hipotesa

Setelah diperoleh informasi mengenai hasil penelitian ahli lain yang ada sangkut-pautnya dengan masalah yang ingin dipecahkan, maka tiba saatnya peneliti memformulasikan hipotesa-hipotesa untuk penelitian. Hipotesa tidak lain dari kesimpulan sementara tentang hubungan sangkut-paut antarvariabel atau fenomena dalam penelitian. Hipotesa merupakan kesimpulan tentatif yang diterima secara sementara sebelum diuji.

4. Menentukan model untuk menguji hipotesa

Setelah hipotesa-hipotesa ditetapkan, kerja selanjutnya adalah merumuskan cara-cara untuk menguji hipotesa tersebut. Pada ilmu-ilmu sosial yang telah lebih berkembang seperti ilmu ekonomi  misalnva  pengujian  hipotesa  didasarkan   pada  kerangka  analisa  (analytical framework) yang telah ditetapkan. Model matematis dapat juga dibuat untuk mengrefleksikan hubungan antarfenomena yang secara implisif terdapat dalam hipotesa untuk diuji dengan teknik statistik yang tersedia.

Pcngujian hipotesa menghendaki data yang dikumpulkan untuk keperluan tersebut. Data tersebut bisa saja data prime ataupun data sekunder yang akan dikumpulkan oleh peneliti.

5. Mengumpulkan data

Peneliti memerlukan data untuk menguji hipotesa. Data tersebut yang merupakan fakta yang digunakan untuk menguji hipotesa perlu dikumpulkan. Bergantung dan masalah yang dipilih serta metode penelitian yang akan digunakan. teknik pengumpulan data akan berbeda-beda.

Jika penelitian menggunakan metode percobaan misalnya data diperoleh dan plot-plot percobaan yang dibuat sendiri oleh peneliti. Pada metode sejarah ataupun survei normal, data diperoleh dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan kepada responden baik secara langsung ataupun dengan menggunakan questioner. Ada kalanya data adalah hasil pengamatan langsung terhadap perilaku manusia di mana peneliti secara partisipatif berada dalam kelompok orang-orang yang diselidikinya.

6. Menyusun, Menganalisa, dan Menyusun interfensi

Setelah data terkumpul, peneliti menyusun data untuk mengadakan analisa Sebelum analisa dilakukan data tersebut disusun lebih dahulu untuk mempermudah analisa. Penyusunan data dapat dalam bentuk label ataupun membuat coding untuk analisa dengan komputer. Sesudah data dianalisa. maka perlu diberikan tafsiran atau interpretasi terhadap data tersebut.

7. Membuat generalisasi dan kesimpulan

Setelah tafsiran diberikan, maka peneliti membuat generalisasi dari penemuan-penemuan, dan selanjutnya memberikan beberapa kesimpulan. Kesimpulan dan generalisasi ini harus berkaitan dengan hipotesa. Apakah hipotesa benar untuk diterima. ataukah hipotesa tersebut ditolak.

8. Membuat laporan ilmiah

Langkah terakhir dari suatu penelitian ilmiah adalah membuat laporan ilmiah tentang hasil-hasil yang diperoleh dari penelitian tersebut. Penulisan secara ilmiah mempunyai teknik tersendiri.

• Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah dapat dirinci sebagai berikut :

1.  Penginderaan

            Penginderaan merupakan langkah pertama metode ilmiah dan segala sesuatu yang tidak dapat diindera, maka dapat diselidiki oleh ilmu alamiah walaupun penginderaan tidak selalu langsung.  Misalnya, mengenai magnetisme dan inti atom yang tidak dapat kita indera secara langsung, tetapi efek-efeknya dapat ditunjukkan melalui alat-alat.  Seperti halnya pikiran, tidak dapat kita indera secara langsung, tetapi efeknya dapat ditunjukkan dalam bentuk tingkah laku.

           Agar penginderaan tepat dan benar, maka perlu pengulangan, dan pengulangan  itu dapat dilakukan juga oleh orang lain.  Penginderaan yang tepat adalah sulit, memerlukan waktu yang lama, dan setelah dicoba berkali-kali sering mengalami kegagalan.  Sedangkan untuk meminimalkan subjektivitas penginderaan, seringkali pengamatan  menggunakan instrument standar.  Contohnya, untuk mengetahui suhu air, tidak cukup dengan kulit/tangan, tetapi perlu dibantu dengan thermometer.

2. Masalah atau Problem

            Setelah penginderaan dan perenungan dilakukan, langkah kedua adalah menemukan masalah.  Dengan kata lain, membuat pertanyaan : apakah yang ditemukan melalui penginderaan itu?  Mengapa begitu? Bagaimana hal itu terjadi? Dan seterusnya. 

Secara umum, untuk menemukan masalah digunakan pertanyaan “Bagaimana?” atau “Apa.?”  Pertanyaan “Mengapa?” menimbulkan kesukaran, dan sering diganti “Bagaimana?” atau “Apa?”  Pertanyaan “Mengapa alam itu ada?” termasuk kategori yang tidak dapat diuji sehingga hal tersebut tidak termasuk bidang ilmua alamiah.

3.  Hipotesis

            Pertanyaan yang tepat akan melahirkan suatu jawaban dan jawaban itu bersifat sementara yang merupakan suatu dugaan.  Dalam ilmu alamiah dugaan sementara itu disebut hipotesis.  Untuk membuktikan apakah dugaan itu benar atau tidak, diperlukan fakta atau data.  Fakta itu dapat dikumpulkan melalui survey atau eksperimen.  Bila data tidak mendukung hipotesis, harus disusun hipotesis baru.

            Hipotesis, kecuali didukung oleh data, agar mudah dibuktikan harus bersifat sederhana dan memiliki jangkauan yang jauh.  Keadaan yang ideal untuk membuktikan kebenaran hipotesis adalah melalui pengujian dengan eksperimen.

4.  Eksperimen

            Eksperimen atau percobaan merupakan langkah ilmiah keempat.  Pada titik ini, ilmu alamiah dan non ilmu alamiah.dapat dipisahkan secara sempurna.

            Sebagian besar orang mengadakan penginderaan, menyusun pertanyaan, dan menduga jawabannya.  Namun orang biasa akan berhenti sampai disitu saja.  Sebaliknya, seorang ilmuwan tidak akan berhenti sampai di situ, tetapi akan meneruskan pertanyaan, “Mana buktinya?”  Dalam sejarah, cara demikian merupakan suatu cara untuk menghilangkan pendapat umum yang emosional, tidak didukung oleh bukti, merupakan ilusi dan tidak bijaksana.  Eksperimen dapat menunjukkan bukti, sehingga jawaban yang bersifat dugaan itu menjadi jawaban yang benar atau ilmiah.  Eksperimen yang baik harus dirancang dengan seksama sehingga semua faktor dapat dikendalikan dan hipotesis dapat diuji kebenarannya.  

5.  Teori

            Bukti eksperimen merupakan dasar langkah ilmiah berikutnya, yaitu teori.  Apabila suatu hipotesis telah didukung oleh bukti atau data yang meyakinkan dan bukti itu diperoleh dari berbagai eksperimen yang dilakukan di laboratorium, dimana eksperimen  itu   dilakukan oleh berbagai peneliti dan bukti-bukti menunjukkan hal yang dipercaya dan valid, walaupun dengan keterbatasan tertentu, maka disusun suatu teori.

            Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hokum alam.  Hukum gravitasi juga ditemukan dari penginderaan semacam itu, yakni peristiwa jatuhnya buah apel ke bawah oleh Newton.  Berdasarkan hukum gravitasi itulah manusia dapat meninggalkan bumi dengan roket menuju ke benda-benda angkasa lainnya.

IPA KLASIK DAN IPA MODERN

Mulanya berkembang sangat lambat (abad 15-16)Lebih pesat setelah Copernicus yang kemudian diperkuat Galileo (konsep geosentris konsep heliosentris), dikenal sebagai permulaan abad ilmu pengetahuan modern (kebenaran berdasarkan induksi).

Perkembangan IPA sangat pesat terjadi setelah diperkenalkannya konsep fisika kuantum dan relativtas pada awal abad ke-20.  Konsep “modern” ini mempengaruhi konsep IPA keseluruhan sehingga dalam beberapa hal perlu dilakukan revisi dan penyesuaian konsepsi ilmu pengetahuan ke arah pemikiran modern.  Dengan demikian terdapat dua konsep IPA, yaitu IPA klasik yang telaahannya bersifat makroskopik, dan IPA modern yang bersifat mikroskopik. 

Dengan demikian penggolongan IPA “klasik” dan IPA “modern” sama sekali sekali bukan berkaitan dengan waktu maupun klasifikasi bidang ilmu.  Penggolongan ini lebih mengacu kepada konsepsi yaitu cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam.  Perkembangan ilmu yang sangat besar akhir-akhir ini sangat ditunjang oleh perkembangan ilmu maupun perangkat computer yang semakin cepat dan canggih.

            Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkembang sesuai dengan zamannya, dimulai dengan pendekatan “pseudo science,” rasionalisme, sampai pendekatan ilmiah terkini. Perkembangannya sangat lambat, agak sedikit  cepat setelah abad pertengahan, dimulai dengan penemuan yang liberal dari Copernicus tentang heliosentris, dan sangat pesat mulai abad ke-20 dengan ditemukannya teori kuantum dan relativitas yang mengubah konsepsi ilmu pengetahuan ke arah lebih mikroskopik.  Perkembangan ilmu yang sangat pesat ini sangat ditunjang oleh perangkat penelitian maupun perangkat komputer yang semakin canggih.

Segala kebenaran yang terkandung dalam ilmu alamiah terletak pada metode ilmiah.  Kelebihan dan kekurangan ilmu alamiah ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah.  Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah adalah penginderaan, masalah atau problem, hipotesis, eksperimen dan teori.  Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hukum alam.

           

Konsepsi tentang IPA klasik dan IPA modern tidak bertitik tolak dari waktu penemuannya  tetapi berdasarkan konsepsi cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam.           

Perkembangan ilmu pengetahuan dimulai dengan tanpa pembedaan, dilanjutkan menjadi IPA, IPS dan Budaya.  Perkembangan yang semakin pesat menyebabkan IPA diklasifikasikan menjadi berbagai disiplin ilmu, dilanjutkan dengan sub-disiplin ilmu dan diteruskan menjadi bagian yang sangat fokus (spesialisasi).  Sejalan dengan itu juga muncul ilmu multidiplin baru sebagai lanjutan dari munculnya fenomena baru yang tidak mungkin ditelaah hanya dari satu disiplin ilmu saja.

 Perbedaan IPA klasik dan modern:

• IPA klasik : Prose IPA yang menggunakan metode keilmuan diaman peranan teori dan eksperimen saling melengkapi dan memperkuat.

Cirinya : lebih mendahulukan eksperimen dari teori, mendiskkripsikan gejala-gejala alam, penekanannya secara kulaitatif sehingga hasil yang ditunjukkan kuantitatif. IPA klasik dengan telaahan bersifat Makroskopik.

IPA modern : proses metode keilmuan yang lebih menekankan teori dari pada eksprimen/praktek.
Cirinya : hukum sebab akibat memberikan kepastian mutlak, bersifat detemernistik mulai ditinggalkan, mendekati kebenaran mutlak dari gejala yang dipermasalahkan. IPA modern dengan telaahan bersifat Mikroskopik

PERKEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

A. Perkembangan Ilmu Pengetahuan Alam Masa Prasejarah

Masa Prasejarah

Prasejarah atau nirleka (nir: tidak ada, leka: tulisan) adalah istilah yang digunakan untuk merujuk kepada masa di mana catatan sejarah yang tertulis belum tersedia. Zaman prasejarah dapat dikatakan bermula pada saat terbentuknya alam semesta, namun umumnya digunakan untuk mengacu kepada masa di mana terdapat kehidupan di muka Bumi dimana manusia mulai hidup.Batas antara zaman prasejarah dengan zaman sejarah adalah mulai adanya tulisan. Hal ini menimbulkan suatu pengertian bahwa prasejarah adalah zaman sebelum ditemukannya tulisan, sedangkan sejarah adalah zaman setelah adanya tulisan. Berakhirnya zaman prasejarah atau dimulainya zaman sejarah untuk setiap bangsa di dunia tidak sama tergantung dari peradaban bangsa tersebut. Salah satu contoh yaitu bangsa Mesir sekitar tahun 4000 SM masyarakatnya sudah mengenal tulisan, sehingga pada saat itu, bangsa Mesir sudah memasuki zaman sejarah. Zaman prasejarah di Indonesia diperkirakan berakhir pada masa berdirinya Kerajaan Kutai, sekitar abad ke-5; dibuktikan dengan adanya prasasti yang berbentuk yupa yang ditemukan di tepi Sungai Mahakam, Kalimantan Timur

Berdasarkan geologi, terjadinya bumi sampai sekarang dibagi ke dalam empat zaman. Zaman-zaman tersebut merupakan periodisasi atau pembabakan prasejarah yang terdiri dari:

§      Arkaezoikum

Zaman ini berlangsung kira-kira 2500 juta tahun, pada saat itu kulit bumi masih panas, sehingga tidak ada kehidupan. Dapat diartikan sebagai masa tanpa kehidupan. Bumi masih dalam keadaan membara dan jarak bumi dan bulan masih sangat dekat, berbagai benda ruang angkasa seperti meteor atau meteirit ( berukuran kecil) dengan mudah jatuh ke bumi yang belum terlindung udara.

§      Paleozoikum

Paleozoikum atau sering pula disebut sebagai zaman primer atau zaman hidup tua berlangsung selama 340 juta tahun. Makhluk hidup yang muncul pada zaman ini seperti mikro organisme, ikan, ampibi, reptil dan binatang yang tidak bertulang punggung.

§      Mesozoikum

Mesozoikum atau sering pula disebut sebagai zaman sekunder atau zaman hidup pertengahan berlangsung selama kira-kira 140 juta tahun, antara 251 hingga 65 juta tahun yang lalu. Pada zaman pertengahan ini, reptil besar berkembang dan menyebar ke seluruh dunia sehingga pada zaman ini sering pula disebut sebagai zaman reptil.

§      Neozoikum

Neozoikum atau zaman hidup pertengahan dibagi menjadi menjadi dua zaman, yaitu zaman Tersier dan zaman Kuartier. Zaman Tersier berlangsung sekitar 60 juta tahun. Zaman ini ditandai dengan berkembangnya jenis binatang menyusui.

Sementara itu, Zaman Kuartier ditandai dengan munculnya manusia sehingga merupakan zaman terpenting. Zaman ini kemudian dibagi lagi menjadi dua zaman, yaitu zaman Pleitosen dan Holosin. Zaman Pleitosen (Dilluvium) berlangsung kira-kira 600.000 tahun yang ditandai dengan adanya manusia purba.

Zaman pleistosen ditandai dengan meluasnya lapisan es di kedua kutub Bumi (zaman glacial) dan diseling dengan zaman ketika es kembali mencair (zaman interglacial). Keadaan ini silih berganti selama zaman pleistosin sampai empat kali. Di daerah tropika zaman glacial ini berupa zaman hujan (zaman pluvial) yang diseling dengan zaman kering (interpluvial). Corak penghidupan yang menggantungkan diri kepada alam masih lanjut pada masa Pasca plestosen atau permulaan Holosen. Corak mementingkan perburuan dan pengumupulan bahan makanan terbukti dari alat-alat batu yang dapat ditemuka di beberapa tempat misalnya kapak genggam Sumatra. Gejala hidup bercocok tanam dan beternak timbul sekitar 6000 tahun sebelum masehi kegiatan lain dalam corak penghidupan yang makin meningkat dengan pesat ini ialah penyempurnaan teknik pembuatan alat-alat batu yang mulai diupam dengan halus melalui proses yang lebih maju. Zaman pleistosen berakhir 10.000 tahun Sebelum Masehi kemudian diikuti oleh datangnya zaman Alluvium atau zaman Holosin yang masih berlangsung sampai sekarang. Dari zaman ini muncullah nenek moyang manusia sekarang, yaitu spesies homo sapiens atau makhluk cerdas.

Jaman Kejayaan Yunani

Masa 600tahun sebelum masehi sampai kurang lebih 200tahun sebelum masehi biasanya disebut jaman Yunani. Dalam jaman itu proses-prose perkembangan know how tetap mendasari kehidupan sehari-hari, sekalipun tingkatannya sedah jau lebih maju dari pada jaman sebelumnya.

Dalam lapangan pengetahuan yang berdasarkan sikap dan pemikiran yang sekedar menerima apa adanya, terjadi perubahan besar, dan perubahan ini dianggap sebagai dasar ilmu pengetahuan modern. Hal ini berdasarkan pada sikap bangsa Yunani yang tidak dapat menerima pengalaman-pengalaman tersebut secara pasif – receptif. Mereka memilih “inquiry atitud” dan “inquiry mind”.

Tokoh Yunani yang memberikan sumbangan pada perkembangan ilmu pengetauan, di anataranya adalah Thales, Pythagoras, Aristoteles, dan Archimedes.

Thales (624-548 SM)

Dianggap sebagai orang pertama yang mempertanyakan dasar dari alam dan isi dari alam ini.

Dalam rangka membahas perkembangan ilmu pengetahuan, yang terpenting bukanlah jawaban yang diberikan, tetapi diajukannya pertanyaan tersebut. Thales menekankan pentingnya pertanyaan. Pengajuan pertanyaan yang terus menerus akan menimbulkan atau menyebabkan pemeriksaan dan penelitian yang terus menerus juga. Dengan demikian pertanyaan suatu motor yang tetap mendorong pemikiran dan penyelidikan.

Pythagoras (580-500 SM)

Pythagoras adalah ahli filsafat yang sangat penting dalam rangka pengembangan ilmu pengetahuan.

Salah satu penemuannya yang terkenal adalah hukum atau dalil Pythagoras , yaitu bahwa dalam segitiga siku-siku dengan sisi-sisi A dan B serta hepotenusa C , berlaku A² + B² = C².

Aritoteles (384-322 SM)

Peninggalannya yang penting dalam hubungannya dengan ilmu pengetahuan adalah logika, biologi, dan metafisika.

Dalam bukunya yang berjudul logika, ia mengemukakan analisis bahasa yang didasarkan pada silogisme. Pada dasarnya, silogisme terdiri dari 3 kalimat.

Kalimat ke-1 mengutarakan soal yang umum disebut premis mayor. Kalimat ke-2 mengenai soal yang khusus dan disebut premis minor. Kalimat ke-3 merupakan kesimpulan yang ditarik berdasarkan kedua premis tersebut.

Archimedes (287-212 SM)

Archimedes mempelajari matematika, fisika, dan mekanika serta menerapkan sebagian penemuannya pada usaha membuat alat-alat.

Perhitungan dan penemuan hukum Archimedes dimulai dengan pengalaman, dan kemudian diidealisasikan dalam alam pemikiran(analisis teoritis), akhirnya dibuktikan dengan percobaan. Dengan demikian, sebenarnya Archimedes sudah menemukan landasan ilmu pengetahuan modern.

III. Jaman Renaissance (ABAD XV-XVI)

Renaissance berasal dari kata Re (kembali) dan Naitre (lahir). Pengertian riilnya adalah manusia mulai memiliki kesadaran-kesadaran baru yang mengedepankan nilai dan keluhuran manusia. Suasana dan budaya berpikirnya memang melukiskan “kembali” kepada semangat awali, yaitu semangat filsafat Yunani kuno yang mengedepankan penghargaan terhadap kodrat manusia itu sendiri. Jaman ini lebih merupakan gerakan kebudayaan daripada aliran filsafat. Keluhuran dan kehebatan manusia tampak dalam ungkapan-ungkapan seni hasil karya manusia.

Menurut pendapat para ahli sejarah, Renaissance awalnya dimulai di Italia. Hal ini disebabkan karena setelah runtuhnya Romawi Barat tahun 476M, Italia mengalami kemunduran, kota-kota pelabuhan menjadi sepi. Selama abad 8-11 perdagangan di laut Tengah dikuasai oleh pedagang muslim. Sejak berlangsung perang salib (abad 11-13) pelabuhan-pelabuhan di Italia menjadi ramai kembali untuk pemberangkatan pasukan perang salib ke Palestina. Setelah perang salib berakhir pelabuhan-pelabuhan tersebut berubah menjadi kota dagang yang berhubungan kembali dengan dunia timur. Muncullah Republik dagang di Italia seperti Genoa, Florence, Venesia, Pisa di Milano. Kota-kota ini dikuasai oleh para pengusaha serta pemilik modal yang kaya raya disebut golongan borjuis antara lain keluarga Medicci dari Florence. Mereka mendorong terjadinya pendobrakan terhadap polapola tradisional dari abad pertengahan.

Latar belakang Muncul Renaissance adalah sebagai usaha pembaharuan kebudayaan Romawi dan Yunani yang pada masa abad tengah / masa kegelapan sempat dilupakan, yaitu tipe manusia yang otonom dan mandiri. Disini Renaissance lahir sebagai pembaharu untuk membentuk manusia yang mandiri, utuh, otonom, dan bertanggungjawab.

Bila abad pertengahan memegang teguh konsep ilmu pengetahuan sebagai rangkaian argumentasi, jaman renaissance merombaknya dengan paham baru, yaitu bahwa ilmu pengetahuan itu adalah soal eksperimentasi. Pembuktian kebenaran bukan lagi pembuktian argumentatif-spekulatif, melainkan eksperimental-matematis-kalkulatif.Politik tidak lagi dipikirkan dalam kaitannya dengan iman dan agama, tetapi dengan politik itu sendiri, sebab politik mempunyai etika dan moralnya sendiri. Etika politk adalah etika kekuasaan, artinya tunduk pada pertimbangan-pertimbangan kestabilan dan keselamatan negara, bangsa, pemerintahan dan kekuasaan.

Tokoh-tokoh pada zaman Renaissance antara lain: Galileo Galilei, Hobbes, Newton, Bacon

Sumbangan Renaissance Kepada Eropa :

Kemunculan aliran pemikiran yang mementingkan kebebasan akal seperti alirn baru Eropah hingga abad ke 18 seperti Humanisme, rasionalisme, nasionalisme dan absolutisme. Itali telah menjadi pusat ilmu yang terkenal di Eropah pada abad ke 15. Renaissance telah membentuk masyarakat perdagangan yang berdaya maju.

Melahirkan tokoh-tokoh pemikir seperti Leonardo de Vinci yang terkenal sebagi pelukis, pemusik dan ahli falsafah serta jurutera. Melahirkan ahli-ahli sains terkenal seperti Copernicus dan Galileo. Melahirkan ahli matematik seperti Tartaglia dan Cardan.

Selain itu, Renaissance telah melahirkan tokoh-tokoh perobatan di Eropah. Antara tokoh perobatan terkenal iaitu William Harvey yang telah memberi sumbangan dalam kajian peredaran darah.

Renaissance telah melahirkan masyarakat yang lebih progresif dan wujud semangat inquiri sehingga membawa kepada aktiviti penjelajahan dan penerokaan.

Boleh disimpulkan bahwa jaman renaissance adalah jaman pendobrakan manusia untuk setia dan konstan dengan jati dirinya. Jaman ini sekaligus menggulirkan semangat baru yang menghebohkan, terutama dalam hubungannya dengan karya seni, ilmu pengetahuan, sastra dan aneka kreativitas manusia yang lain. Di sini filsafat memegang fungsinya yang baru yaitu meletakkan dasar-dasar bangunan pengembangan aneka ilmu alam/ pasti yang merintis hadirnya tekhnologi-tekhnologi seperti yang kita nikmati sekarang ini.

B. Perkembangan Ilmu Alamiah yang Pesat

I. IPA Klasik dan IPA modern

Mulanya berkembang sangat lambat (abad 15-16)Lebih pesat setelah Copernicus yang kemudian diperkuat Galileo (konsep geosentris konsep heliosentris), dikenal sebagai permulaan abad ilmu pengetahuan modern (kebenaran berdasarkan induksi).

Perkembangan IPA sangat pesat terjadi setelah diperkenalkannya konsep fisika kuantum dan relativtas pada awal abad ke-20.  Konsep “modern” ini mempengaruhi konsep IPA keseluruhan sehingga dalam beberapa hal perlu dilakukan revisi dan penyesuaian konsepsi ilmu pengetahuan ke arah pemikiran modern.  Dengan demikian terdapat dua konsep IPA, yaitu IPA klasik yang telaahannya bersifat makroskopik, dan IPA modern yang bersifat mikroskopik. 

Dengan demikian penggolongan IPA “klasik” dan IPA “modern” sama sekali sekali bukan berkaitan dengan waktu maupun klasifikasi bidang ilmu.  Penggolongan ini lebih mengacu kepada konsepsi yaitu cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam.  Perkembangan ilmu yang sangat besar akhir-akhir ini sangat ditunjang oleh perkembangan ilmu maupun perangkat computer yang semakin cepat dan canggih.

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkembang sesuai dengan zamannya, dimulai dengan pendekatan “pseudo science,” rasionalisme, sampai pendekatan ilmiah terkini. Perkembangannya sangat lambat, agak sedikit  cepat setelah abad pertengahan, dimulai dengan penemuan yang liberal dari Copernicus tentang heliosentris, dan sangat pesat mulai abad ke-20 dengan ditemukannya teori kuantum dan relativitas yang mengubah konsepsi ilmu pengetahuan ke arah lebih mikroskopik.  Perkembangan ilmu yang sangat pesat ini sangat ditunjang oleh perangkat penelitian maupun perangkat komputer yang semakin canggih.

Segala kebenaran yang terkandung dalam ilmu alamiah terletak pada metode ilmiah.  Kelebihan dan kekurangan ilmu alamiah ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah.  Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah adalah penginderaan, masalah atau problem, hipotesis, eksperimen dan teori.  Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hukum alam.

Konsepsi tentang IPA klasik dan IPA modern tidak bertitik tolak dari waktu penemuannya  tetapi berdasarkan konsepsi cara berpikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu fenomena alam.           

Perkembangan ilmu pengetahuan dimulai dengan tanpa pembedaan, dilanjutkan menjadi IPA, IPS dan Budaya.  Perkembangan yang semakin pesat menyebabkan IPA diklasifikasikan menjadi berbagai disiplin ilmu, dilanjutkan dengan sub-disiplin ilmu dan diteruskan menjadi bagian yang sangat fokus (spesialisasi).  Sejalan dengan itu juga muncul ilmu multidiplin baru sebagai lanjutan dari munculnya fenomena baru yang tidak mungkin ditelaah hanya dari satu disiplin ilmu saja.

Perbedaan IPA klasik dan modern:

IPA klasik

Proses IPA yang menggunakan metode keilmuan diaman peranan teori dan eksperimen saling melengkapi dan memperkuat. Cirinya : lebih mendahulukan eksperimen dari teori, mendiskkripsikan gejala-gejala alam, penekanannya secara kulaitatif sehingga hasil yang ditunjukkan kuantitatif. IPA klasik dengan telaahan bersifat Makroskopik.

IPA modern

Proses metode keilmuan yang lebih menekankan teori dari pada eksprimen/praktek.
Cirinya : hukum sebab akibat memberikan kepastian mutlak, bersifat detemernistik mulai ditinggalkan, mendekati kebenaran mutlak dari gejala yang dipermasalahkan. IPA modern dengan telaahan bersifat Mikroskopik.

II. IPA dan Perkembangan Manusia

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan alam, kini telah lahir berbagai teknologi yang sangat pesat, dan kini diperdebatkan tentang akibat-akibat yang dibawa teknologi pada peradaban manusia sebagai keseluruhan, baik benturan teknologi terhadap nilai-nilai kemanusiaan, akibat-akibat fisik maupun benturannya terhadap tata lingkungan sebagai keseluruhan.

Melihat kecenderungan dari perkembangan berbagai tahap yang dialaminya, jelas bahwa teknologi menjadi harapan jika dituruti suatu haluan yang terarah pada usaha meningkatkan mutu kehidupan manusia, yakni usaha untuk mencukupi :

Bahan pangan, pekerjaan bagi penduduk dunia.

Bahan mentah dan energi bagi penduduk dunia disertai usaha menekan pemborosan. Usaha untuk memberikan tempat bermukim yang layak bagi manusia.

IPA dan teknologi telah demikian maju sehingga merupakan bagian dari hidup kita, termasuk dalam usaha pengadaan pangan. Dalam kaitan ini maka sumbangan IPA dan teknologi adalah :

-          Mengembangkan tanah-tanah produktif

-          Penyediaan pangan baru

-          Penyediaan pangan (pemukiman) tanpa merusak lingkungan

-          Penyediaan sandang

-          Meningkatkan kesehatan

Perkembangan IPA dan teknologi yang demikian pesatnya mempunyai pengaruh langsung pada kehidupan.

III.Peranan Matematika dan Daya Abstraksi Manusia

Peranan matematika dalam usaha mewujudkan kesejahteraan masyarakat adalah ibarat fondasi suau gedung megah yang tidah pernah terpamer di atas permukaan tanah.

Matematika adalah suatu ilmu yang abstrak. Teori-teori dalam ilmu ini disususn dengan pola berfikir atau penalaran tertentu, yang dianut dengan konsekuen. Matematika dikenal sebagai ilmu pengetahuan yang sangat kokoh strukturalnya, tidak mudah diombang-ambingkan oleh berbagai dorongan perubahan. Kekokohan struktur ini disebabkan karena setiap perkembangan ilmu ini pada umumnya adalah sebagai konsekuensi logis dari apa yang sudah ada sebelumnya. Walaupun matematika itu abstrak, banyak konsep awal matematika yang berasal dari situasi nyata atau disebut sebagai pengabstrakan suatu nyata.

Misalnya konsep garis dan konsep kesejajaran geometri. Konsep-konsep ini adalah konsep-konsep abstrak. Akan tetapi, munculnya konsep ini adalah karena desakan kebutuhan nyata. Semenjak dahulnya manusia penghuni lembah-lembah subur berbagai sungai besar di dunia ini seperti lembah sungai Nil, setiap tahun harus mengungsi karena banjir besar yang melanda lembah tersebut. Setelah banjir surut, mereka harus mendapatkan kembali lahan yang sesuai dengan lahan semula yang telah ditutupi Lumpur banjir itu. Mereka senantiasa kembali, karena lahan yang mereka tiggalkan itu menjadi subur oleh karena lumpur banjir itu. Usaha untuk mendapatkan kembali lahan dengan luas dan bentuk yang sama seperti yang mereka miliki dulu, telah mendorong tumbuhnya berbagai konsep yang mendasari teori geometri yang kita kenal sekarang.

Contoh lain terbentuknya suatu konsep abstrak dari situasi atau kondisi nyata, yaitu :

Semenjak manusia mulai membangun keluarga, mereka berusaha mengenali banyak keluarga mereka. Mereka perlu mengetahui apakah keluarga mereka bertambah atau berkurang, untuk berusaha menyediakan makanan sesuai dengan yang diperlukan. Ketika manusia mulai mengenal usaha memelihara ternak, mereka perlu mengetahui apakah ternak mereka masih utuh, adakah yag hilang atau sudah bertambah. Sebagaimana juga dalam berbagai hal lainnya, dalam kedua hal di atas mereka memerlukan cara mencacah yang melibatkan pula beberapa operasi hitung yang sederhana. Situasi ini merupakan salah satu di antara yang mendesakkan tumbuhnya ilmu aritmatika  dan ilmu berhitung. Dari ilmu ini pula berkembang teori bilangan yang sangat abstrak bentuknya.

IV. Peranan Matematika terhadap IPA

Matematika dan IPa  dikelompokkan dalam Sains Dasar (Basic Sciences) kendati system pembenarannya berlainan. Hubungan antara keduanya memang amat erat, khususnya antara matematika dan fisika. Kebenaran dalam sains bersifat empiris, sedangkan dalam matematika berdasarkan kesepakatan sebelumnya (definisi, aksioma). Dari segi ini maka matematika bukan sains.

Matematika merupakan alat dan bahasa yang amat ampuh dalam pengembangan sains (hard atau soft), karena itu sering disebut “queen of the sciences”.

Matematika merupakan ilmu yang mendukung perkembangan sains. Di masa hidup Pythagoras (525-500 SM), yang lebih dikenal dalil Pythagoras. Dalil yang disusunnya ini sebenarnya telah dimanfaatkan ketika pembangunan piramida di zaman Mesir kuno, walaupun mungkin belum dalam bentuk yang sekarang ini. Pythagoras memasukkan juga mistik dalam karya-karyanya itu, karena memang demikianlah sains dizaman itu. Misalnya, bilangan 1,2,3,4 adalah bilangan istimewa, karena jumlahnya sama dengan banyak jari tangan orang. Salah satu penemuannya yang terkenal adalah hukum atau dalil Pythagoras , yaitu bahwa dalam segitiga siku-siku dengan sisi-sisi A dan B serta hepotenusa C , berlaku A² + B² = C²

Kemudian Aritoteles (384-322 SM), peninggalannya yang penting dalam hubungannya dengan ilmu pengetahuan adalah logika, biologi, dan metafisika. Dalam bukunya yang berjudul logika, ia mengemukakan analisis bahasa yang didasarkan pada silogisme. Pada dasarnya, silogisme terdiri dari 3 kalimat. Kalimat ke-1 mengutarakan soal yang umum disebut premis mayor. Kalimat ke-2 mengenai soal yang khusus dan disebut premis minor. Kalimat ke-3 merupakan kesimpulan yang ditarik berdasarkan kedua premis tersebut.

Sungguh banyak hal-hal yang mendasari perkembangan matematika yang kemudian mendukung perkembangan sains yang direalisasikan untuk digunakan manusia oleh ilmu teknologi, yang dikembangkan oleh Archimedes seta pengikutnya yang dikenal sebagai pengiku aliran Archimedes. Archimedes mempelajari matematika, fisika, dan mekanika serta menerapkan sebagian penemuannya pada usaha membuat alat-alat. Perhitungan dan penemuan hukum Archimedes dimulai dengan pengalaman, dan kemudian diidealisasikan dalam alam pemikiran(analisis teoritis), akhirnya dibuktikan dengan percobaan. Dengan demikian, sebenarnya Archimedes sudah menemukan landasan ilmu pengetahuan modern.

Berabad-abad kemudian, muncul pula dua nama yang mengembangkan analisis matematika yang dalam bentuk sederhananya dikenal sebagai pelajaran kalkulus. Analisis ini banyak sekali dimanfaatkan dalam pembahasan fenomena alam. Isaac Newton (1642-1727) di Inggris yang lebih dikenal sebagai fisikawan dengan hokum Newton dalam mekanika, menulis Principia, sebuah buku yang klasik. Buku ini menyajikan dasar-dasar fisika dan astronomi dalam bahasa matematika khususnya dalam bahasa geometri murni. Dalam buku tersebut timbul usaha mendefinisikan limit fungsi dan pengertian perubahan tak hingga kecilnya yang disusul oleh pengertian turunan fungsi. Turunan fungsi ini merupakan pokok bahasan utama dalam kalkulus.

Sementara itu Gootfried Wilhelm Leibnitz (1646-1716) secara terpisah menyusun pengertian kalkulus diferensial yang oleh Newton disebut Fluxion. Leibnitz mendefinisikan sebagai hasil bagi dua besaran yang sangat kecil, yang kemudian dituliskannya sebagai dx  dan dy seperti yang dikenal sekarang.

Leonhard Euler (1707-1783) dipandang sebagai salah seorang penghubung matematikawan dan rekayasawan. Euler telah menyelesaikan berbagai masalah rekayasa dengan cara matematika. Ia telah mengembangkan berbagai konsep baru dalam analisis dan merevisi analisis yang sudah dewasa itu.

Joseph Louis Lagrange (1736-1813) da Piere Simon Laplace (1749-1827) merpakan dua ilmuwan besar mengintegrasikan rekayasa dengan matematika, yang membawa dampak yang besar. Lagrange menerjemahkan masalah mekanika menjadi masalah analisis matematika, dan kemudian menelaah mekanika itu dengan menelaah analisis matematika itu. Laplace banyak menganggap astronomi dan menggarap pula kalkulus integral, kalkulus beda hingga, persamaan diferensial dan lain-lain. Ia mengemukakan bahwa masalah potensial dalam masalah kesetimbangan adalah masalah diferensial parsial. Yang dikenal sebagai persamaan Laplace.

VI. Apa yang diharapkan dengan mempelajari Ilmu Kealaman Dasar?

Dengan mempelajari Ilmu Kealaman Dasar diharapkan mahasiswa dapat memiliki wawasan luas mengenai pengetahuan alam serta memanfaatkan dan melestarikannya untuk kepentingan generasi sekarang serta mendatang.

Di samping pengetahuan alam, mahasiswa dapat mengenali adanya relasi erat antara perkembangan ilmu eksata dengan ilmu-ilmu social. Banyak prinsip-prinsip ilmu alam seperti evolusi, konsep ekologi, dan masih banyak pengetahuan lain yang di adopsi untuk menjelaskan gejala sosial. Sebaliknya untuk mengingatkan perbedaan antara alam dengan lingkungan social, sehingga perlu diketahui pula tidak semua pengetahuan social dapat dijelaskan berdasarkan gejala alam.