METODE ILMIAH

Metode ilmiah merupakan suatu prosedur (urutan langkah) yang harus dilakukan untuk melakukan suatu proyek ilmiah (science project). Secara umum metode ilmiah meliputi langkah-langkah berikut:

Ä

• Observasi Awal
• Mengidentifikasi masalah/merumuskan masalah
  
• Merumuskan Tujuan Masalah
• Merumuskan atau Melakukan Hipotesis
• Melakukan Eksperimen
• Menyimpulkan Hasil Penelitian

OBSERVASI AWAL

Setelah topik yang akan diteliti dalam proyek ilmiah ditentukan, langkah pertama untuk melakukan proyek ilmiah adalah melakukan observasi awal untuk mengumpulkan informasi segala sesuatu yang berhubungan dengan topik tersebut melalui pengalaman, berbagai sumber ilmu pengetahuan, berkonsultasi dengan ahli yang sesuai.

• Gunakan semua referensi: buku, jurnal, majalah, koran, internet, interview, dll.

• Kumpulkan informasi dari ahli: instruktur, peneliti, insinyur, dll.

• Lakukan eksplorasi lain yang berhubungan dengan topik.

MENGIDENTIFIKASI MASALAH

Permasalahan merupakan pertanyaan ilmiah yang harus diselesaikan. Permasalahan dinyatakan dalam pertanyaan terbuka yaitu pertanyaan dengan jawaban berupa suatu pernyataan, bukan jawaban ya atau tidak. Sebagai contoh: Bagaimana cara menyimpan energi surya di rumah?

• Batasi permasalahan seperlunya agar tidak terlalu luas.

• Pilih permasalahan yang penting dan menarik untuk diteliti.

• Pilih permasalahan yang dapat diselesaikan secara eksperimen.

MERUMUSKAN HIPOTESIS

Hipotesis merupakan suatu ide atau dugaan sementara tentang penyelesaian masalah yang diajukan dalam proyek ilmiah. Hipotesis dirumuskan atau dinyatakan sebelum penelitian yang seksama atas topik proyek ilmiah dilakukan, karenanya kebenaran hipotesis ini perlu diuji lebih lanjut melalui penelitian yang seksama. Yang perlu diingat, jika menurut hasil pengujian ternyata hipotesis tidak benar bukan berarti penelitian yang dilakukan salah.

• Gunakan pengalaman atau pengamatan lalu sebagai dasar hipotesis

• Rumuskan hipotesis sebelum memulai proyek eksperimen

MELAKUAKN EKSPERIMEN

Eksperimen dirancang dan dilakukan untuk menguji hipotesis yang diajukan. Perhitungkan semua variabel, yaitu semua yang berpengaruh pada eksperimen. Ada tiga jenis variabel yang perlu diperhatikan pada eksperimen: variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol. Varibel bebas merupakan variabel yang dapat diubah secara bebas. Variabel terikat adalah variabel yang diteliti, yang perubahannya bergantung pada variabel bebas. Variabel kontrol adalah variabel yang selama eksperimen dipertahankan tetap.

• Usahakan hanya satu variabel bebas selama eksperimen.

• Pertahankan kondisi yang tetap pada variabel-variabel yang diasumsikan konstan.

• Lakukan eksperimen berulang kali untuk memvariasi hasil.

MENARIK KESIMPULAN

Kesimpulan proyek merupakan ringkasan hasil proyek eksperimen dan pernyataan bagaimana hubungan antara hasil eksperimen dengan hipotesis. Alasan-alasan untuk hasil eksperimen yang bertentangan dengan hipotesis termasuk di dalamnya. Jika dapat dilakukan, kesimpulan dapat diakhiri dengan memberikan pemikiran untuk penelitian lebih lanjut.

Jika hasil eksperimen tidak sesuai dengan hipotesis:

• Jangan ubah hipotesis

• Jangan abaikan hasil eksperimen

• Berikan alasan yang masuk akal mengapa tidak sesuai

• Berikan cara-cara yang mungkin dilakukan selanjutnya untuk menemukan penyebab ketidaksesuaian

• Bila cukup waktu lakukan eksperimen sekali lagi atau susun ulang eksperimen.

CARA MENYUSUN KARYA ILMIAH

Proyek ilmiah adalah serangkaian kegiatan penelitian yang dilakukan dengan megikuti prosedur standar tertentu yang disebut metode ilmiah. Prosedur ini sangat penting untuk diikuti karena salah satu ciri proyek ilmiah yang utama adalah replicable (dapat diulang), artinya apabila orang lain melakukan eksperimen serupa dengan prosedur standar yang sama akan diperoleh hasil yang serupa pula. Jelas bahwa dengan metode ilmiah (melalui prosedur standar yang sama) orang lain dapat menguji apakah suatu proyek ilmiah dapat dipertanggungjawabkan.

Bagian akhir dari proyek ilmiah adalah menuliskan laporan proyek ilmiah agar hasil yang telah diperoleh dapat bermanfaat bagi orang lain. Laporan proyek ilmiah dapat dituliskan dalam berbagai bentuk dan format, tetapi di sini hanya akan dibahas bentuk umum laporan proyek ilmiah di lingkungan sekolah menengah.

Secara umum laporan proyek ilmiah meliputi:

• Halaman Judul

Penulisan judul diletakkan di tengah halaman, disertai nama penulisnya di bawah judul. Judul sebaiknya mencerminkan isi proyek tetapi tidak boleh sama dengan pertanyaan permasalahan.

• Daftar Isi
  

Halaman kedua setelah halaman judul adalah daftar isi. Daftar isi berisikan sekumpulan daftar semua hal dalam laporan

• Abstrak

Abstrak merupakan ringkasan isi proyek. Biasanya abstrak tidak lebih dari satu halaman yang berisikan judul, tujuan, hipotesis, diskripsi singkat prosedur eksperimen dan hasil.

• Pendahuluan

Pendahuluan merupakan pernyataan dari tujuan dan latar belakang yang terkait dengan judul proyek ilmiah. Dalam pendahuluan harus terkandung pula ringkasan pernyataan hipotesis.

• Pelaksanaan Eksperimen dan Data

Pada bagian ini sebutkan setiap percobaan yang akan dilakukan. Pada setiap percobaan harus disertakan tujuan percobaan, diikuti dengan daftar bahan yang digunakan beserta jumlahnya, kemudian dilanjutkan dengan prosedur atau langkah-langkah untuk melakukan percobaan. Tuliskan percobaan-percobaan tersebut secara jelas dan rinci agar mudah diikuti sehingga siapa pun yang melakukannya akan mendapatkan hasil yang sama (serupa).

Mengikuti setiap percobaan yang dilakukan tuliskan semua pengukuran dan pengamatan yang telah dilakukan selama percobaan berlangsung. Grafik, tabel, dan diagram yang dibuat berdasarkan data harus diberi label (keterangan) dan apabila mungkin dengan warna-warni. Jika data yang digunakan dalam eksperimen amat banyak jumlahnya, cukup rangkumannya saja yang dituliskan pada bagian ini, sedangkan data lengkap sebaiknya diletakkan dalam lampiran. Lakukan analisis atas data yang telah diperoleh dan berikan interpretasi (makna) terhadap hasil analisis tersebut.

• Kesimpulan

Simpulkan hasil eksperimen yang telah dilakukan dan periksa apakah hasil eksperimen tersebut telah menjawab pertanyaan yang dipermasalahkan. Bandingkan pula hasil eksperimen tersebut dengan hipotesis yang diajukan sebelum eksperimen dilakukan. Berikan ulasan ringkas mengapa terjadi kesesuaian atau ketidak-sesuaian.

• Ucapan terima kasih (jika ada)

Jika ada, sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan proyek ilmiah yang dilakukan, misalnya nara sumber, sponsor, pemberi fasilitas percobaan, dan sebagainya.

• Daftar Pustaka

Tuliskan sumber-sumber pustaka yang digunakan secara lengkap dan urutkan sumber-sumber tersebut secara alfabetik berdasarkan nama belakang pengarang.

• Untuk sumber berupa buku gunakan urutan: nama pengarang. tahun terbit. judul buku. nama penerbit. kota tempat penerbit. halaman.

• Untuk sumber berupa jurnal gunakan urutan: nama pengarang. tahun terbit. judul artikel. nama jurnal. volume jurnal. halaman tempat artikel dimuat.

• Untuk sumber berupa koran gunakan urutan: nama pengarang. tahun terbit. judul artikel. nama koran. kota tempat penerbit. tanggal terbitan. halaman.

• Untuk sumber berupa web-site gunakan urutan: nama pengarang. tahun terbit. judul artikel. alamat web-site.

CONTOH PENYUSUNAN KARYA ILMIAH

• Halaman Judul
• Daftar Isi
  
• Abstrak
• Pendahuluan

Dalam sistem tatasurya (Galileo, 1650) bumi berevolusi mengelilingi matahari dengan waktu revolusi satu tahun. Bersamaan dengan gerak revolusi, bumi juga berotasi terhadap sumbunya dengan waktu rotasi satu hari. Rotasi bumi terhadap sumbu inilah yang menghasilkan siang dan malam. Telah diketahui bahwa sumbu rotasi bumi ternyata tidak tepat sejajar atau tegak lurus terhadap bidang revolusi bumi, melainkan membentuk sudut sekitar 66,5 derajat terhadap bidang revolusi (Tom and Jerry, 1854). Sebagai akibatnya dalam selang waktu satu tahun terjadi pergantian musim. Dalam satu tahun pada daerah sub-tropis terjadi empat macam musim, sedangkan pada daerah ekuator terjadi dua macam musim.

Pada sebagian besar daerah di bumi, selama setengah hari (dari pagi hingga sore) suhu udara umumnya berubah cukup besar, tetapi perubahan suhu dari hari yang satu ke hari berikutnya pada waktu yang sama umumnya relatif kecil. Meskipun demikian, pada daerah-daerah tertentu suhu berubah secara signifikan dalam satu tahun sehingga menghasilkan berbagai musim (Bagong, 2004). Hal ini umumnya terjadi pada daerah-daerah dengan garis lintang yang besar (daerah sub-tropis) dan tidak teramati pada daerah-daerah di dekat ekuator. Di daerah ekuator perubahan suhu pada waktu yang sama tetapi pada hari yang berbeda dapat dikatan kecil sekali. Perubahan suhu yang signifikan hanya terjadi selama setengah hari (dari pagi hingga sore). Hal ini menarik untuk diselidiki penyebabnya: mengapa suhu udara yang dipanaskan oleh sinar matahari berubah cukup signifikan dalam rentang waktu dari pagi hingga sore, padahal jarak bumi ke matahari dalam rentang waktu tersebut dapat dianggap konstan?

Karena selama rentang waktu dari pagi hingga sore hari posisi matahari berubah maka sebelum dilakukan eksperimen untuk mengetahui penyebab perubahan suhu udara maka diajukan hipotesis bahwa suhu udara meningkat dengan membesarnya sudut posisi matahari. Untuk menguji hipotesis ini akan dilakukan eksperimen yang dilakukan pada daerah ekuator dan dilakukan selama sepuluh hari dalam bulan Maret.

• Pelaksanaan Eksperimen dan Data
  

Eksperimen pengukuran sudut posisi matahari dan suhu udara

Tujuan eksperimen

Untuk menentukan hubungan antara sudut posisi matahari dan suhu udara di daerah ekuator.

Bahan

• papan softboard

• kawat lurus (jeruji) vertikal (10 cm)

• benang

• paku

• busur derajat

• jam

• termometer

Prosedur pelaksanaan eksperimen

Pada hari-hari yang cerah (tanpa awan) lakukan percobaan berikut:

1. Rangkai bahan-bahan di atas seperti pada gambar; kawat vertikal di tengah papan softboard.

2. Tandai tempat-tempat yang arahnya ke puncak kawat vertikal membentuk sudut 30, 40, 50, ..., 90, 80, 70, ..., 30 derajat terhadap horizontal sebagai titik A, B, C, ..., G, H, I, ..., N.

3. Letakkan rangkaian alat di tempat terbuka yang langsung terkena sinar matahari.

4. Catat suhu udara dan waktu ketika ujung bayangan kawat vertikal berimpit dengan titik A, B, C, ..., N.

5. Ulangi langkah 1 - 5 di atas di tempat yang sama selama 10 hari (tidak harus berurutan). Pada setiap percobaan jangan lupa mencatat tanggal pengambilan data.

Data

Sudut posisi matahari (derajat)	Waktu (rata-rata)	Rata-rata suhu udara (derajat Celcius)
30	08:12	29,2
40	08.45	30,2
50	09:23	31,0
60	10:03	32,7
70	10:47	33,4
80	11:36	33,9
90	12:27	34,3
80	13:15	34,1
70	13:57	33,7
60	14:38	33,0
50	15:15	31,2
40	15:47	30,5
30	16:19	29,4