PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN IPA

A.    PENDAHULUAN

Ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang mempelajari tentang pengungkapan rahasia dan gejala alam, meliputi asal usul alam semesta dengan segala isinya, termasuk proses, mekanisme, sifat benda maupun peristiwa yang terjadi. Manusia memilki rasa ingin tahu terhadap alam hingga menyebabkan diperolehnya pengetahuan dari alam semesta ini. Pengetahuan dari alam semesta inilah yang nantinya akan berkembang dan menjadi dasar ilmu pengetahuan alam.

Dengan pengetahuan tersebut, informasi akan terus bertambah dan berkembang dari masa ke masa, serta berkembang sesuai zamannya, sejalan dengan cara berfikir dan alat bantu yang ada pada saat itu.Oleh karena itu, pengetahuan alam sangat penting dalam kehidupan dan perkembangan zaman

    Sejalan dengan cara berfikir dan sifat manusia yang tidak pernah puas dengan apa yang sudah diketahuinya, menjadikan ilmu pengetahuan menjadi siklus yang akan terus berkembang. Munculnya istilah “metode ilmiah” tidak lepas dari hal di atas. Dalam hal ini, metode ilmiah merupakan jembatan untuk berkembangnya ilmu pengetahuan alam. Betapa pentingnya ilmu pengetahuan alam dengan bantuan metode ilmiahnya menjadikan berbagai negara dan elemen-elemen di dalamnya berlomba lomba untuk menjadi lebih baik lagi. Karena berbeda zaman akan berbeda pula pengetahuan yang di dapat serta bertambah pula pengetahuan yang ada. Ilmu pengetahuan alam sangat berpengaruh pada segala aspek dan segala bidang. Metode ilmiah menjadi suatu yang penting yang di dalamnya terdapat langkah langkah operasional yang mendukung terciptanya pengetahuan.

           Di era globalisasi saat ini sangat dituntut untuk penemuan hal-hal yang yang baru, pengetahuan yang baru agar bisa bersaing dan bisa mengimbangi perkembangan yang ada. Dengan metode ilmiah IPA klasik tercipta banyak sekali ilmu pengetahuan yang menjadi dasar untuk metode ilmiah IPA modern yang nantinya akan menemukan pengaetahuan-pengetahuan yang baru dengan alat bantu dan cara berfikir yang lebih dari IPA klasik.

B .METODE ILMIAH SEBAGAI DASAR IPA

Manusia memiliki kecenderungan untuk menanggapi rangsangan yang ada di sekitarnya, termasuk gajala-gejala di alam semesta ini. Tanggapan terhadap gejala-gejala dan peristiwa-peristiwa yang ada ini di alam semesta ini akan menjadi sebuah pegalaman yang akan terus berkembang karena rasa keingin tahuan manusia. Pengalaman-pengalaman inilah yang nantinya menjadi pengetahuan dan diwariskan kepada generasi berikutnya.

            Ilmu tentang alam merupakan kegiatan manusia yang bersifat aktif dan dinamis. Artinya, hasil percobaan yang dilakukan manusia akan menghasilkan suatu konsep yang mendorong dilakukannya percobaan-percobaan berikutnya, karena ilmu alam bertujuan untuk mencari kebenaran yang relatif dari suatu hal.

Tidak semua pengetahuan dapat disebut ilmu, karena ilmu merupakan pengetahuan yang cara mendapatkannya harus memenuhi syarat tertentu. Adapun syarat-syarat suatu pengetahuan dapat dikatakan sebagai ilmu adalah sebagai berikut:
a) Logis
Pengetahuan tersebut masuk akal dan sesuai dengan kaidah-kaidah ilmu pengetahuan.
b) Objektif
Pengetahuan yang didapat harus sesuai dengan objeknya dan didukung oleh fakta empiris.
c) Metodik
Pegetahuan diperoleh dengan cara-cara tertentu yang teratur, dirancang, diamati, dan dikontrol.
d) Sistematik
Pengetahuan disusun dalam satu sistem yang saling berkaitan dan menjelaskan satu sama lain sehingga menjadi satu kesatuan yang utuh.
e) Universal
Pengetahuan berlaku untuk siapa saja dan di mana saja yaitu dengan cara eksperimentasi yang sama akan diperoleh hasil yang sama.

f ) Komulatif

Berkembang dan tentatif, sesuai dengan khasanah ilmu pengetahuan yang selalu bertambah dengan hadirnya ilmu pengetahuan yang baru. Ilmu pengetahuan yang terbukti salah harus diganti dengan ilmu pengetahuan yang benar.

Untuk mencapai kebenaran, yakni persesuaian antara pengetahuan dan objeknya, tidaklah terjadi secara kebetulan, tetapi harus menggunakan prosedur atau metode yang tepat, yaitu prosedur atau metode ilmiah (scientific method) .Adapun Kelebihan dan kekurangan ilmu alamiah ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah.

1.    Pengertian Metode Ilmiah

Metode ilmiah merupakan suatu cara yang digunakan oleh para ilmuwan untuk memecahkan suatu permasalahan, serta menggunakan langkah-langkah yang sistematis, teratur, dan terkontrol.

Metode Ilmiah, yaitu gabungan antara dua pendekatan rasional(deduktif) dan pendekatan empiris (induktif). Metode Ilmiah, merupakan cara dalam memperoleh pengetahuan secara ilmiah.Descartes adalah pelopor dan tokoh rasionalisme. Menurut dia, rasio merupakan sumber dan pangkal dari segala pengertian. Hanya rasio sajalah yang dapat membawa orang pada kebenaran dan dapat memberi pimpinan dalam segala jalan pikiran.

Kaum rasionalis menggunakan metode deduktif. Dasar pikiran yang digunakan dalam penalarannya diperoleh dari ide yang menurut anggapannya sudah jelas, tegas dan pasti, dalam pikiran manusia.Kelemahan rasionalise yaitu bersifat abstrak, tidak dapat dievaluasi, kemungkinan dapat diperoleh pengetahuan yang berbeda dari obyek yang sama, cenderung bersifat subyektif dan solpsistik, yaitu hanya benar dalam kerangka pemikiran tertentu yang berbeda dalam otak orang yang berfikir tersebut.

Kaum empirisme berpendapat bahwa pengetahuan manusia tidak diperoleh lewat penalaran rasional yang abstrak, tetapi lewat pengalaman yang konkrit, berpegang pada prinsip keserupaan, pada dasarnya alam adalah teratur, gejala-gejala alam berlangsung dengan pola-pola tertentu. Dengan mengetahui kejadian masa lalu atau sekarang akan dapat diramalkan kejadian di masa datang. Kelemahannya belum tentu sistimatis, dan keterbatasan alat yang digunakan (misal panca indera).

2.        Ciri Metode Ilmiah

Agar supaya himpunan pengetahuan ini dapat disebut ilmu pengetahuan harus digunakan perpaduan antara rasionalisme (deduksi) dan empirisme (induksi), yang dikenal sebagai metode keilmuan atau pendekatan ilmiah.

Menurut H. Abu Ahmadi dan A. Supatmo :

Ciri-ciri metode ilmiah yaitu : obyektivitas (bebas keyakinan, perasaan dan prasangka pribadi serta bersifat terbuka) , konsisten dan sistimatik.

Menurut Abdullah Aly dan Eny Rahma :

Ciri ilmiah : obyektif, metodik, sistimatik dan berlaku umum

Menurut Maskoeri Jasin :

Ciri ilmiah : teratur, sistematis, berobyek, bermetode dan berlaku secara universal.

Kriteria Sebuah Metode Ilmiah Yang Baik:

·         Berdasarkan fakta.

·         Bebas dari prasangka.

·         Menggunakan prinsip-prinsip analisis.

·         Menggunakan ukuran objektif.

·         Menggunakan teknik kuantitatif.

3.      Langkah-langkah Operasional Metode Ilmiah

a.      Perumusan masalah

 yang dimaksud dengan masalah yaitu pernyataan apa, mengapa, ataupun bagaimana tentang obyek yang teliti. Masalah itu harus jelas batas-batasnya serta dikenal faktorfaktor yang mempengaruhinya.

b.      Penyusunan hipotesis

 yang dimaksud hipotesis yaitu suatu pernyataan yang menunjukkan kemungkinan jawaban untuk memecahkan masalah yang telah ditetapkan. Dengan kata lain, hipotesis merupakan dugaan yang tentu saja didukung oleh pengetahuan yang ada. Hipotesis juga dapat dipandang sebagai jawaban sementara dari permasalahan yang harus diuji ebenarannya dalam suatu obserevasi atau eksperimentasi.

c.       Pengujian hipotesis

 yaitu berbagai usaha pengumpulan fakta-fakta yang relevan dengan hipotesis yang telah diajukan untuk dapat memperlihatkan apakah terdapat fakta-fakta yang mendukung hipotesis tersebut atau tidak. Fakta-fakta ini dapat diperoleh melalui pengamatan langsung dengan mata atau teleskop atau dapat juga melalui uji coba atau eksperimentasi, kemudian fakta-fakta dikumpulkan melalui penginderaan.

d.      Penarikan kesimpulan

penarikan kesimpulan ini didasarkan atas penilaian melalui analisis dari fakta (data) untuk melihat apakah hipotesis yang diajukan itu diterima atau tidak.

Hipotesis itu dapat diterima bila fakta yang terkumpul itu mendukung pernyataan hipotesis. Bila fakta tidak mendukung maka hipotesis itu ditolak. Hipotesis yang diterima merupakan suatu pengetahuan yang kebenarannya telah diuji secara ilmiah, dan

merupakan bagian dari ilmu pengetahuan. .

perkembangan ilmu pengetahuan alam yang senantiasa dikelilingi landasan ilmu.

 Berdasarkan urutan stratanya, ada tiga jenis landasan ilmu:
a. Hipotesis, merupakan dugaan mengenai masalah yang diambil dari pengetahuan yang telah ada.
b. Teori, merupakan landasan ilmu yang telah teruji kebenarannya, namun dimungkinkan adanya koreksi. 
c. Hukum/dalil, merupakan teori yang terbukti kebenarannya melalui pengujian berkali-kali.

Keseluruhan langkah tersebut di atas harus ditempuh melalui urutan yang teratur, langkah yang satu merupakan landasan bagilangkah berikutnya. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa ilmu pengetahuan merupakan pengetahuan yang disusun secara sistimatis, berlaku umum dan kebenarannya telah teruji secara empiris

Langkah –langkah metode ilmiah dapat digambarkan:

 

 

4.      Keunggulan dan keterbatasan metode ilmiah

Keunggulan metode ilmiah :

a. Metode ilmiah dapaat memberikan latihan dan kebiasaan berpikir sistematis, logis,dan analitis

b. Menempuh sikap yang baik, jujur, obyektif terbuka, didiplin dan toleran

c. Menolak paham takhayul dan pendapat apriori atu menolak suatu pendapat tanpa adanya   bukti nyata

Keterbatasan metode ilmiah :

a. Kelemahan dari panca indera

b. Keterbatasan dari alat yang digunakan

c. Kebenarannya hanya bersifat sementara (tentative)

d. Sulit memilih fakta yang benar benar berkaitan dengan masalah yang akan dipecacahkan

e. Dua fakta yang tampak belum tentu berkaitan menunjukkan hubungan sebab akibat

C. PERKEMBANGAN IPA

Awal dari IPA dimulai pada saat manusia memperhatikan gejala-gejala alam, mencatatnya kemudian mempelajarinya. Pengetahuan yang diperoleh mula-mula terbatas pada hasil pengamatan terhadap gejala alam yang ada. Kemudian makin bertambah dengan pengetahuan yang diperoleh dari hasil pemikirannya. Selanjutnya dari peningkatan kemampuan daya pikirnya manusia mampu melakukan eksperimen untuk membuktikan dan mencari kebenaran dari suatu pengetahuan. Dari hasil eksperimen ini kemudian diperoleh pengetahuan yang baru. Setelah manusia mempu memadukan kemampuan penalaran dengan eksperimen ini lahirlah IPA (Ilmu Pengetahuan Alam) sebagai suatu ilmu yang mantap.

1.      SEJARAH PERKEMBANGAN IPA

a. Zaman Kuno

Pengetahuan yang dikumpulkan pada zaman kuno berasal dari kemampuan mengamati dan membeda-bedakan, serta dari hasil percobaan yang sifatnya spekulatif atau trial and error. Semua pengetahuan yang diperoleh diterima sebagaimana adanya, belum ada usaha untuk mencari asal-usul dan sebab akibat dari segala sesuatu.

Pada saat manusia mulai memiliki kemampuan menulis membaca dan berhitung maka pengetahuan yang terkumpul dicatat secara tertib dan berlangsung terus menerus. Misalnya dari pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan pembagian waktu, tahun dibagi dalam 12 bulan, minggu dibagi dalam 7 hari dan hari dalam 24 jam. Selanjutnya jam dibagi dalam 60 menit dan menit dalam 60 detik. Kemudian satuan enam puluh ini juga digunakan untuk

pengukuran sudut, 60 detik sama dengan 1 menit, 60 menit sama dengan 1 derajad dan satu lingkaran penuh sama dengan 360o.

Demikian pula ahli Babilonia dapat meramalkan terjadinya gerhana matahari, tiap 18 tahun tambah 10 atau 11 hari. Ini terjadi kira-kira 3000 SM.

Pada tahun 2980-2950 SM telah dapat dibangun piramid di Mesir untuk menghormati dewa agar tidak terjadi bahaya banjir di sungai Nil. Pembangunan piramid itu menunjukkan bahwa pengetahuan teknik bangunan dan matematika khususnya geometri dan aritmatika telah maju. Kurang lebih tahun 1.600 SM orang mesir telah menghitung keliling lingkaran sama dengan tiga kali garis tengahnya sedang luas lingkaran sama dengan seperdua belas kuadrat kelilingnya.

b. Zaman Yunani Kuno

Perkembangan ilmu pengetahuan berkembang pesat sekali pada zaman Yunani, disebabkan oleh kemampuan berpikir rasional dari bangsa Yunani. Pada tahap ini manusia tidak hanya menerima

pengetahuan sebagaimana adanya tetapi secara spekulatif mencoba mencari jawab tentang asal-usul dan sebab-akibat dari segala sesuatu.

1.Thales (624-548 SM)

Ahli filsafat dan matematika, pelopor dari segala cabang ilmu. Ia dianggap orang pertama yang mempertanyakan dasar dari alam dan segala isinya. Thales berpendapat bahwa pangkal segala sesuatu adalah air: dari air asal segala sesuatu, kepada air pula ia akan kembali. Disamping itu dia juga menyatakan bahwa bintang mengeluarkan cahaya sendiri, sedangkan bulan menerima cahaya dari matahari.

2. Anaximenes (588-526 SM)

Berpendapat bahwa zat dasar adalah udara. Segala zat terjadi dari udara yang merapat dan merenggang. Pendapat ini mungkin dihubungkan dengan kenyataan bahwa manusia itu tergantung kepada pernafasan.

3. Anaximander (610-546 SM)

Berpendapat langit dengan segala isinya itu mengelilingi bumi dan sebenarnya langit yang nampak itu hanya separohnya

4. ]Heraklitos (535-475 SM)

Menyatakan bahwa api adalah asal segala sesuatu, sebab api ini yang menggerakkan sesuatu, menghidupkan alam semesta, yang berubah-ubah sifatnya didalam proses yang kekal. Yang kekal hanyalah perubahan, segala sesuatu adalah mengalir.

5. Pythagoras (580-499 SM)

Mengemukakan 4 unsur dasar yaitu bumi, air, udara, dan api. Dalam bidang matematika menemukan dalil yang terkenal yaitu bahwa kuadrat panjang sisi miring sebuah segi tiga siku-siku sama dengan jumlah kuadrat panjang kedua sisi sikusikunya.

6. Empedokles (495-435 SM)

Menerima 4 unsur dasar menurut Pythagoras dan menyatakan bahwa sifat segala benda terjadi dari pencampuran keempat unsur itu dalam perbandingan yang berbeda. Keempat unsur itu adalah sifat panas, dingin, basah dan kering. Kering dan dingin membentuk bumi, panas dan kering unsur pembentuk api. Air dari basah dan dingin, udara dari basah dan panas. Selain itu juga dinyatakan bahwa segala benda yang sejenis akan tarik menarik,  sedang yang berlawanan akan tolak menolak.

7. Leukippos dan Demokritos (460-370 SM)

Dalam mencari unsur dasar dari segala sesuatu Leukippos & Demokritos mengemukakan

teori atom sebagai berikut : Zat memiliki bangun butir. Segala zat terdiri atas atom, yang tidak dapat dibagi, tak dapat dimusnahkan tak dapat diubah. Atom-atom dapat berbeda dalam jumlah dan susunan atom. Semua perubahan akibat dari penggabungan dan

penguraian atom menurut hukum sebab akibat. Tidak ada masalah kebetulan dan ciptaan. Yang ada hanyalah atom dan kehampaan

8. Plato (427-345 SM)

Menyangkal teori atom, yang menganggap bahwa kebaikan dan keindahan itu timbul dari sebab-akibat mekanik. Plato menyatakan bahwa pengetahuan yang benar adalah yang sejak semula telah ada dalam alam pikiran atau alam ide. Apa yang nampak oleh pancaindera hanyalah bayangan belaka. Pengalaman yang kekal dan benar adalah yang telah dibawa oleh roh dari alam yang gaib.

                                        

9. Aristoteles (384-322 SM)

Menerima 4 unsur dasar: tanah, udara, air dan api dan menambahkan unsur yang kelima

yaitu eter atau "quint essentia". Ia menganggap unsur yang satu dapat berubah menjadi unsure yang lain, kecuali eter yang tak dapat berubah. Dari air dan tanah yang menjadi masak terjadi garam, biji dan logam. Emas adalah logam yang tidak mengandung tanah. Logam perak, tembaga, timah putih dan besi, pada dasarnya banyak mengandung tanah. Semua logam akan mengalami proses memasak menjadi logam mulia, yaitu emas.

Pendapat bahwa unsur berubah menjadi unsur lain inilah yang menjadi dasar dari alkimia untuk mengubah logam biasa menjadi emas.

Pendapat Aristoteles yang lain adalah bahwa untuk mencari pengetahuan yang benar adalah dengan jalan pikiran secara deduktif. Berbeda dengan Plato, Aristoteles menyangkal bahwa pengetahuan

yang benar itu berasal dari dunia yang gaib. Melainkan menghargai pengetahuan yang diperoleh dan dibuktikan dengan pancaindera.

10. Ptolomeus (127-151)

Berpendapat bahwa bumi sebagai pusat jagat raya, bintang dan matahari mengelilingi bumi (geosentrisme). Planet beredar melalui orbitnya sendiri dan terletak antara bumi dan bintang. Karya Ptolomeus ditulis sekitar tahun 150 dan diberi nama Syntaxis, yang kemudian oleh bangsa Arab dinamakan Almagest yang menjadi ensiklopedia dalam ilmu perbintangan.

Pendapat dan pandangan dari Aristoteles serta Ptolomeus berpengaruh sangat lama sampai dengan menjelang zaman modern, yaitu sampai zaman Galileo, Geosentrisme diganti dengan heliosentris (matahari sebagai pusat jagat raya).

c. Zaman Pertengahan

Zaman Alkimia (abad 1-2)

Ahli alkimia menerima pendapat empat buah unsur dan bahkan menambahkan tiga lagi, yaitu: air raksa, belerang dan garam. Disini pengertian usur lebih dimaksudkan sebagai sifatnya daripada unsur itu

sendiri.

Air raksa = logam yang mudah menjadi uap.

Belerang = mudah terbakar dan memberi warna.

Garam = tak dapat terbakar dan bersifat tanah.

Zaman Latrokimia (latros = Tabib)

Beberapa cendekiawan Islam diantaranya :

Al Khowarisni (825)

Menyusun buku Aljabar dan Artimatika yang kemudian mendorong

penggunaan sistim desimal. Menurut catatan sejarah karya Al Khowarisni merupakan pengembangan dari karya bangsa Hindu yang bernama Aryabhata (476) dan Brahmagupta (628). Kemudian Omar Khayam (1043-1132) ahli matematika dan

astronomi; Abu Ibnusina (atau Avicenna, 980- 1137) menulis buku tentang kedokteran.

Secara garis besar sumbangan bangsa Arab dalam pengembangan pengetahuan alam adalah:

1). Menerjemahkan peninggalan bangsa Yunani, mengembangkannya dan kemudian menyebarkan ke Eropa dan selanjutnya dikembangkan di Eropa.

2). Mengembangkan metode eksperimen sehingga memperluas pengamatan dalam lapangan kedokteran, obat-obatan, astronomi, kimia dan biologi.

3). Memantapkan penggunaan sistim penulisan bilangan dengan dasar sepuluh dan ditulis dengan posisi letak, artinya nilai suatu angka terletak pada letaknya.

Contoh :

Bilangan 2132 = paling depan berarti dua ribuan, berturut-turut kebelakang, satu ratusan, tiga puluhan dan dua satuan. Cabang matematika elementer yaitu aljabar diawali dan dikembangkan bangsa Arab.

d. Zaman Modern, Timbulnya Ilmu Pengetahuan Alam

Pengetahuan yang terkumpul sejak zaman Yunani sampai abad pertengahan sudah banyak tetapi belum sistimatis dan belum dianalisis menurut jalan pikiran tertentu. Biasanya pemikiran diwarnai cara berpikir filsafat, agama atau bahkan mistik. Setelah alat sempurna dikembangkan metode eksperimen.

Roger Bacon (1214-1294)

Menyatakan bahwa pada hakekatnya ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang berdasarkan kepada kenyataan yang disusun dan dibentuk dari pengalamnan, penyelidikan dan percobaan. Matematika merupakan dasar untuk berpikir dan merupakan kunci untuk mencari kebenaran dalam ilmu pengetahuan.

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Pernah menyatakan bahwa: Percobaan tidak mungkin sesat, yang tersesat adalah pandangan dan pertimbangan kita.

Francis Bacon (1561-1626)

Berpendapat bahwa cara berfikir induktif merupakan satu-satunya jalan untuk mencapai kebenaran. Hanya percobaan dan penyelidikan yang menumbuhkan pengertian terhadap keadaan alam.

Mulai saat itu kegiatan eksperimen ditingkatkansehingga cara memperoleh pengetahuan dilakukan dengan langkahlangkah:

1). Observasi dan pengumpulan data

2). Menyusun model atau ramalan generalisasi

3). Melakukan eksperimen untuk menguji ramalan atau generalisasi

sehingga diperoleh kesimpulan atau hukum yang lebih mantap.

Nicolas Copernicus (1473-1543)

Ahli astronomi, matematika dan pengobatan.

Karyanya al:

1). Matahari adalah pusat dari sitim tatasurya (heliosentrisme)

2). Bumi mengelilingi matahari sedangkan bulan mengelilingi bumi.         

Johannes Keppler (1571-1630)

1). Orbit dari semua planet berbentuk elips.

2). Dalam waktu yang sama, maka garis penghubung antara planet dan matahari selalu melintas bidang yang luasnya sama

3). Pangkat dua dari waktu yang dibutuhkan sebuah planet untuk mengelilingi matahari adalah sebanding dengan pangkat tiga dari jarak rata-rata planet itu dengan matahari.

Galileo Galilei (1546-1642)

Antara lain menemukan 4 hukum gerak, penemuan tata bulan planet Jupiter, mendukung heliosentrisme dari Copernicus dan hukum Keppler. Ia juga menyatakan bahwa bulan tidak datar, penuh dengan gunung, planet Mercurius dan Venus tidak memancarkan cahaya sendiri dan juga menemukan 4 buah bulan pada planet Jupiter. Penemuannya ini didasarkan atas pengamatan dengan alat teropong bintangnya.

Perkembangan IPA sangat pesat setelah dikenalkannya konsep fisika kuantum dan relativitas pada abad 20. Konsep yang modern ini mempengaruhi konsep IPA secara keseluruhan dan menyebabkan adanya revisi serta penyesuaian-penyesuaian konsep ke arah yang modern. Dengan demikian, terdapat dua konsep IPA yang berkembang, yakni IPA Klasik dan IPA Modern.

2.      IPA KLASIK DAN IPA MODERN.

a.       Pengertian IPA Klasik
IPA klasik merupakan suatu proses IPA di mana teori dan eksperimen memiliki peran saling melengkapi dan memperkuat. IPA klasik memiliki kajian yang bersifat makroskopik, yakni mengacu pada hal-hal yang berskala besar dan kaidah pengkajiannya menggunakan cara tradisional. Di samping kajian yang bersifat makrokopis, ciri lain IPA klasik adalah lebih mendahulukan eksperimen dari pada teori.

b.      Pengertian IPA Modern
IPA modern adalah suatu proses IPA di mana penekanan terhadap teori lebih banyak dari pada praktek. IPA modern memiliki telaahan yang bersifat mikroskopik, yakni sesuatu yang bersifat detail dan berskala kecil. Selain itu, IPA modern menerapkan teori eksperimen, di mana ia menggunakan teori yang telah ada untuk eksperimen selanjutnya.

Berdasarkan pengertian IPA Klasik dan IPA Modern yang dipaparkan di atas, dapat diketahui bahwa penggolongan IPA menjadi IPA Klasik dan IPA Modern didasarkan pada konsepsi, yang meliputi cara berfikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu gejala alam.Namun pada IPA Klasik, suatu pengetahuan didapatkan dari awal, yakni didasarkan dari hasil eksperimen yang dilakukan dan kajian pada IPA Klasik lebih dangkal karena terbatas pada media atau alat bantu penelitian. Sedangkan pada IPA Modern, suatu pengetahuan diperoleh melalui eksperimen yang dilakukan dengan berkiblat pada teori yang telah ada dan dengan bantuan teknologi yang lebih canggih dan maju, maka kajian dari IPA Modern lebih mendetail. Sehingga diperoleh pengetahuan yang lebih mendalam mengenai suatu fenomena alam. Dengan kata lain, dapat disimpulkan bahwa IPA Modern merupakan pengembangan dari IPA Klasik.

Abad       15          16                                          19                                                20      

 

-Pseudo                        -Awal IPA                                 -revolusi industri          -IPA Modern

science              sekarang                                 -penemuan mesin        -alat riset canggih

-Mitos              -Heliosentris                              modern: mesin uap    -telaah mikroskopik

-logika              -Liberalisme                              kertas, cetak, dll        -penemuan anomali

                           -Penemuan alat                     -penemuan alat             teori sebelumnya

                                      bantu                                       lebih baik                     -konsep baru

(modern)                                                                                                      ¯

                                                                                                            sifat:    -mikroskopis

-analisis tinggi

-abstraksi dalam          

Diagram Periode Pengembangan IPA

D.RUANG LINGKUP IPA

1. ALAM SEMESTA

USAHA MANUSIA MENGENAL ALAM SEMESTA

1.      Memberi nama benda-benda angkasa, sebagai dewa yang berpengaruh thd kehidupan mahluk di bumi

2.      Membaca gerak-gerik langit, menentukan lama hari, bulan, dan tahun

3.      Galileo (1564-1642)

·         Tahun 1609, menjadi orang pertama yang dapat mengamati bulan dan planet-planet melalui teleskop

·         Bumi hanya sebuah planet kecil di antara planet-planet yang lain

·         Yupiter dikelilingi 4 bulan, bumi dikelilingi 1 bulan

4.      Kepler (1571-1830)

·         Penganut Ajaran Copernicus

·         Hukum Kepler

a. Orbit planet mengelilingi matahari berupa elips, matahari sebagai pusat orbit

b. Semakin jauh planet dari matahari, laju planet dalam orbitnya makin lambat

c. Pangkat dua periode tempuh planet sebanding dengan pangkat tiga jarak planet-matahari.

5.      Isaac Newton (1642-1772)

Mengembangkan hukum Kepler, dilandasi mekanika, menghasilkan Hukum Gravitasi Semesta

(2 gaya yang bekerja pada planet: Inersia dan gravitasi)

6.      Astronomi ® hukum cahaya, gelombang elektromagnetik, kimia, fisika atom, dll

7.      Albert Einstein (1879-1955)

Merumuskan kembali mekanika klasik sesuai hukum baru tentang cahaya

Di angkasa lepas terdapat berjuta-juta galaksi!

8.      Abad XX, manusia berhasil mendarat di bulan, mendekati venus, mengamati Mars, tinggal berbulan-bulan lamanya di luar angkasa.

A.    ALAM SEMESTA

·         Terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi, serta segala yang telah

     diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa

·         Makrokosmos dan mikrokosmos

·         Mahluk hidup dan benda mati

·         Hukum-hukum alam, kimia, dan fisika serta hukum lainnya

·          

B.     GALAKSI

·         Galaksi (Yuniani: galaxias, Milky Way) adalah kumpulan bintang-bintang, bersama dengan awan interstellar berupa debu dan gas (nebulae) yang menempati volume yang sangat besar di angkasa.

·         Galaxies are formed of stars together with interstellar clouds of dust and gas (nebulae) and vast areas of space. They are rotating in space and many became spiral in form as a results.

·         Terdapat beratus-ratus galaksi dengan berbagai bentuk dan ukuran.

·         Tipe galaksi berdasarkan bentuknya:

1.      Galaksi elips

2.      Galaksi spiral

3.      Galaksi tidak beraturan.

·         Galaksi Elips adalah galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan dengan tipe spiral, dengan banyak bintang merah besar, mengandung sedikit awan gas dan debu interstellar, pembentukan bintang baru sudah benrhenti.

·         Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus) dan lengan spiral dan cakaram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae), dimana terdapat pembentukan bintang aktif. Tipikal galaksi spiral terdiri dari 100.000 juta bintang dan berdiameter 100.000 tahun cahaya. Mempunyai halo galaktik yang mengandung gas dan debu, bintang individual dan globular cluster. 

Galaksi tak beraturan terdiri dari bermilyar-milyar bintang muda, tidak mempunyai bentuk yang pasti.

Kecepatan cahaya       = 300.000 km/detik                                 = 1 milyar 80 juta km/jam Pesawat supersonik = 3.500 km/jam Roket = 30.000 km/jam Jarak yang ditempuh cahaya dalam 1 jam akan ditempuh oleh roket selama 36.000 jam = 4 tahun 2 bulan 12 hari Garis tengah galaksi Bima Sakti ± 100.000 tahun cahaya

Galaksi Bima Sakti (The Milky Way)

·         Galaksi di mana Sistem Tata Surya berada.

·         Berbentuk spiral raksasa yang bergerak berputar, diameter = 100.000 tahun cahaya.

·         Bintang-bintang bertebaran pada lengan spiral, ± 100.000 juta bintang 

·         Matahari berada pada lengan spiral, pada jarak 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi

·         Mempunyai 2 galaksi satelit yang lebih kecil: Large Magellanic Cloud dan Small Magellanic Cloud

Galaksi Andromeda

·         Berjarak 2,2 juta tahun cahaya, galaksi spiral terdekat dari Milky Way

·         Berdiameter 150.000 tahun cahaya dengan 300.000 juta bintang

·         Mempunyai 2 galaksi satelit kecil: M 32 dan NGC 205

(8) blue-white supergiant

(9) red supergiant

or (12) black hole

(11) neutron star

(10) supernova

(7) Blue star

(3) Planetary nebula

BINTANG

·         Stars are high temperature balls of hydrogen and helium, so hot that nuclear fusion reactions occur in their cores. There many different types of stars, varying from cool dim red dwarfs to superhot superluminous blue giants.

·         Matahari adalah bintang

·         Bintang lain yang terdekat adalah proxima centuri (berjarak 1,31  PC)

1 PC (parsec) = 206.265 AU (astronomical unit)

1 AU = jarak matahari ke Bumi = 149,6 juta km

·         Temperatur dan Warna Bintang

Blue              11.000^o - 25.000^oC       Rigel, Regulus

Blue-white       8.000^o - 11.000 ^oC      Vega, Altait, Sirius

White              6.000^o - 8.000^oC        Polaris, Procyon

Yellow-white    5.000^o - 6.000^oC        Sun, Capella

Orange            3.500^o - 5.000^oC        Aldebaran, Arcturus

Red                 3.000^o - 3.500^oC        Betelgeuse, Antares

2.                SISTEM TATA SURYA

·         Teori geosentris: bumi sebagai pusat semesta, sedangkan matahari, bulan, planet-planet, dan bintang berputar mengelilingi bumi (Aristotle, the great philosopher, 384-322 SM)

·         Heracleides (375-230 SM): bumi berotasi pada sumbunnya

·         Aristachus of Samos (310-230 SM): rotasi harian bumi dan matahari sebagai pusat peredaran sementara bumi, bulan, planet mengeliligi matahari pada orbit yang berbeda dan kecepatan yang berbeda (teori heliosentris) ® terkubur selama 18 abad!

·         Nicolaus Copernicus (1473-1543) memunculkan kembali teori heliosentris (On theRevolution of the Celestial Orbs)

Sistem Tata Surya (The Solar System) adalah suatu sistem organisasi yang teratur pada matahari di mana matahari sebagai pusat peredaran dan dikelilingi oleh pengikut-pengikutnya (planet, satelit, asteroid, komet, dan meteor). Semua pengikut matahari mengelilingi matahari dengan garis edar tertentu.

1.                  MATAHARI

·         Matahari adalah bintang kuning, berbentuk bola, dengan diameter 865.000 mi (1 mi = 1,609 km), lebih dari 100X diameter bumi.

·         Salah satu bintang anggota galaksi Milky Way (Bima Sakti)

·         Penting bagi proses kehidupan di Bumi karena mensuplai panas, cahaya, dan radiasi lain

·         Energi matahari terbentuk dari reaksi inti untuk pembentukan materi (Reaksi ini dikenal sebagai proton-proton chain):

       ₁H¹ + ₁H¹ ® ₁H² + ₊₁e⁰ + n + energi   (lambat)

           ₁H² + ₁H¹ ® ₂H³ + g + energi   (cepat)

           ₂H³ + ₂H³ ® ₂H⁴ + ₁H¹ + ₁H¹ + energi   (cepat)   

Reaksi netonya :

₁H¹ + ₁H¹ + ₁H¹ + ₁H¹® ₂H⁴ +2(₊₁e⁰) + 2g + 2n + energi

·         Berotasi pada sumbunya tiap 25 (di equator) dan 34 (di kutub) hari waktu Bumi.

·         Temperatur pusatnya diperkirakan 15 juta ^oC, berangsur-angsur turun hingga pada permukaan, yang disebut photosphere, temperaturnya 6000 ^oC.

·         Komposisi photosphere matahari: 94% hidrogen, 5,9% Helium, dan 0,1% unsur yang lebih berat (karbon, oksigen, nitrogen dan neon).

·         Chromosphere (color + sphere), 12.000 mi di atas photosphere, terdiri dari hidrogen

·         Corona adalah atmosfer terluar matahari, terlihat sebagai halo putih saat gerhana total.

·         Sunspots adalah bagian permukaan matahari yang merupakan materi yang lebih dingin, terdiri dari bagian pusat yang lebih gelap (umbra) dan bagian luar yang lebih terang (penumbra)

·         Prominens, dikaitkan dengan badai hebat yang terjadi di chromosphere. Berwarna merah, terdapat dalam berbagai bentuk dan ukuran.

2. PLANET

·         Benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri

·         Planet-planet dalam Tata Surya berbeda-beda dalam ukuran dan komposisi, terdiri:

·         Kelompok Planet Dalam: planet-planet yang dekat dengan matahari, ukuran relatif kecil, solid, rocky, massa jenis besar (Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars)

·         Kelompok Planet Luar: planet-planet yang jauh dari matahari, gas planets, terbentuk sebagian besar oleh H dan He (Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Planet terluar, Pluto, berukuran kecil dan terdiri dari es)

a. MERKURIUS

·         Planet terdekat dengan matahari (45,6 juta - 69,28 juta km)

·         Planet terkecil di antara planet-planet kelompok planet dalam (Æ 4848 km)

·         Satu kali orbit (revolusi): 88 hari, satu kali rotasi: 58,5 hari

·         Gravitasi: 0,3 gravitasi bumi.

·         Temperatur: 350^oC (siang hari) dan -170 ^oC (malam hari)

·         Rocky planet (inti: besi, mantel: batuan silikat)

·         Tidak mempunyai atmosfer dan tidak mempunyai satelit.

b.  VENUS

·         Sering disebut Bintang Timur (Evening Star atau Morning Star)

·         Planet terdekat dengan Bumi, objek yang paling terang setelah matahari dan bulan

·         Ukurannya hampir sama dengan Bumi (Æ 12.100 km)

·         Revolusi: 225 hari

Rotasi: 243 hari, dengan arah yang berlawanan dengan rotasi hampir semua planet yang lain

·         Permukaannya diselubungi oleh hamparan awan tebal (± 48 km) dari karbon dioksida yang menyebabkan gejala rumah kaca. Temperatur permukaan mencapai 464^oC, lebih panas dari Merkurius

Tidak mempunyai satelit.

c.            BUMI

·         Planet ketiga dalam Tata Surya

·         Mengorbit pada jarak 149.565.600 km dari matahari

·         Terbesar diantara planet dalam kelompok planet dalam (Æ 12.756 km)

·         Revolusi: 365,25 hari, rotasi: 23 jam 56 menit 4 detik

·         Dari angkasa terlihat biru, coklat, dan hijau dengan pola awan putih

·         Satu-satunya planet yang diketahui mendukung kehidupan, karena adanya atmosfer yang sesuai

·         Semua isi Bumi mempunyai berat karena gaya gravitasi.

·         Lapisan-lapisan Bumi terdiri dari:

-          lapisan Barisfer (Inti Bumi)

-          Lithosfer (Kulit Bumi)

-          Hidrosfer (Lapisan Air)

-          Atmosfer (Lapisan Udara)

·         Mempunyai satu satelit (Bulan)

-          bulan berevolusi mengelilingi Bumi sekali dalam 27,3 hari

-          orbit bulan eksentrik terhadap Bumi

bulan tidak mempunyai cahaya sendiri, hanya merefleksikan cahaya matahari.

d. MARS

·         Sering disebut Planet Merah atau Si Muka Merah

·         Berukuran kecil (Æ 6796 km)

·         Revolusi: 687 hari, rotasi: 24 hari 37 mnt 22,6 detik

·         Temperatur jauh lebih dingin daripada Bumi (-111^oC s.d -123^oC)

·         Permukaannya bergunung dan berlembah (Mons Arsia dan Mons Olimpia, serta Lembah Mariner)

·         Mempunyai 2 buah satelit: Phobos dan Deimos

·         Sekarang diketahui bahwa Mars kering dan tidak ada bukti tentang keberadaan mahluk hidup

e.  YUPITER

·         Planet terbesar dalam Tata Surya (Æ 142.800 km, 11X Bumi)

·         Revolusi: 11,86 tahun, rotasi 10-15 jam

·         Inti kecil dari silikon dan besi diselubungi hidrogen dalam bentuk metalik karena tekanan yang sangat tinggi

·         Misi Voyager: Jupiter mempunyai sabuk (ring) yang terbentuk dari debu dan partikel batuan.

·         Mempunyai 16 satelit yang berada dalam 4 kelompok

-          4 satelit terdekat: Amalthea, Metis, Adrastea dan Thebe

-          4 satelit Galileans: Satelit-satelit berukuran besar: Io, Europa, Ganymede, dan Callisto

-          4 Satelit di sebelah luar Galileans: Leda, Himalia, Lysithea, dan Elara

-          4 satelit terluar: Ananke, Carme, Pasiphae, dan Sinope

·       Dari bumi tampak sebagai planet yang bersinar (paling bersinar setelah Venus)

f.         SATURNUS

·         Planet kedua terbesar setelah Yupiter (Æ 120.000 km)

·         Planet yang teringan (with a density less than water - it would float!)

·      Planet terindah dalam pandangan karena memiliki gelang-gelang yang menakjubkan

·      Revolusi: 29,5 tahun, rotasi: 10 jam 14 menit

Mempunyai 21 satelit: Mimas (terdalam), Enceladus, Tethys (hanya terdiri dari es), Dione, Rhea, Titan (terbesar, terbesar kedua setelah Ganymede dalam Tata Surya), Hyperion, Iapetus, Phoebe (terkecil).

g.        URANUS

·         Garis tengah 51.520 km

·         Revolusi: 84 tahun, rotasi: 17,24 jam

·         Terlihat sebagai planet berwarna biru-hijau

·         Sumbu Uranus sering sejajar dengan lintasannya

·         Berdasarkan misi Voyager (1986): terdapat 15 satelit

5 satelit terluar terbentuk dari batuan dan es, berwarna abu-abu gelap: Miranda, Ariel, Umbriel,    Titania, dan Oberon

h.   NEPTUNUS

·      Johann Galle meramalkan posisinya (1846)

·      Berdiameter 49.500 km

·      Revolusi: 164,8 tahun, rotasi: 16 jam 3 menit

·         Mempunyai 8 satelit: Triton dan Nereid serta 6 satelit lainnya yang ditemukan oleh misi Voyager II (1989).

i. PLUTO

·       Planet terjauh dari matahari dengan orbit yang sangat eksentrik

·       Berukuran garis tengah 5.900 km

·       Revolusi: 248 tahun, rotasi: 6,4 hari

·       Mempunyai satu satelit: Charon (James Christy, 1978)

3.  ASTEROID

·       Asteroid: planet-planet kecil berada di lintasan antara kelompok planet dalam dan planet luar (antara Mars dn Yupiter).

·       Bervariasi antara tipe karbon dan tipe silikon (carbonaceous and siliceus type).

·         Ceres adalah asteroid terbesar yang telah diketahui (Æ 1000 km). Chiron adalah asteroid asing yang mengorbit di antara Saturnus dan Uranus.

3.                  KOMET

·         "Bintang berekor"

·         Mengelilingi matahari dengan orbit eliptikal

·         Periode orbit bisa sangat lama dan sangat jauh dari Tata Surya

·         Tidak memiliki cahaya sendiri

·         Komet mempunyai inti yang mengandung air beku, methan, karbondioksida, partikel batuan, dikelilingi debu dan gas.

·         Diberi nama berdasarkan penemunya:

·         Komet Halley (Edmud Halley) yang muncul kedalam Tata Surya setiap 74-78 tahun (terakhir tampak pada 1986)

·         Komet Kohoutek (Lubos Kohoutek), muncul tahun 1975, diperkirakan akan muncul kembali 75.000 tahun yad.

4.                  METEOR

·         Benda langit yang sangat kecil, bergerak mengelilingi matahari seperti planet.

·         Ketika melintas terlalu dekat ke Bumi dan memasuki lapisan atmosfer akan terlihat berbentuk jalur cahaya

·         Hujan meteor sering terlihat berkala di Bumi, yang terkenal adalah hujan Perseid yang menerangi langit malam pada setiap 27 Juli dan 17 Agustus

·         Meteor dapat muncul sebagai individu dan tidak terduga atau berkelompok dan muncul setiap tahun atau setiap beberapa tahun sekali.

·         Bergerak dalam jalur tertentu, maka muncul dari titik yang sama di langit:

-          Perseid dari Perseus

-          Lyrid (muncul April) dari Lyra

-          Taurid (muncul akhir Oktober dan November) dari Taurus.