Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah PDF

KEMENTERIAN PENDIDIKAN, KEBUDAYAAN, RISET, DAN TEKNOLOGI REPUBLIK INDONESIA, 2021 Ilmu Pengetahuan Alam...

KEMENTERIAN PENDIDIKAN, KEBUDAYAAN, RISET, DAN TEKNOLOGI REPUBLIK INDONESIA, 2021 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Penulis : Victoriani Inabuy, dkk. ISBN : 978-602-244-384-1 (jil.1 ) Bab Hakikat Ilmu Sains dan 1 Metode Ilmiah Kehidupan manusia yang semakin berkembang dalam hal jumlah penduduk dan kebutuhannya mendorong para ilmuwan Sains menciptakan berbagai penemuan untuk membantu kehidupan manusia dan lingkungan sekitar. Bagaimana caranya para ilmuwan menciptakan sesuatu? Kalian akan berlatih menjadi ilmuwan cilik dengan cara merancang, melakukan dan melaporkan penyelidikan dengan menggunakan metode ilmiah. Kata kunci ilmuwan percobaan Sains pengukuran Book-K7-IPA BS.indb 1 6/16/2021 9:46:38 PM  Pertanyaan apakah yang ingin kalian temukan jawabannya dalam bab ini? 1......................................................................................................................................................... 2......................................................................................................................................................... A. Apa Itu Sains? Pada bagian ini akan dijelaskan bahwa Sains ada di mana-mana dan cabang-cabang ilmu Sains serta pengertian Sains. 1. Sains Ada di Mana-Mana Apakah kalian masih ingat topik atau materi mengenai air dan sistem pada tubuh manusia yang dipelajari di kelas V SD? Atau mungkin kalian masih ingat ketika belajar tentang energi, bunyi dan cahaya di kelas IV? Sementara topik IPA yang masih segar di ingatan kalian pastilah topik yang dipelajari di kelas VI, antara lain tentang listrik, tumbuhan dan tata surya. Kata lain untuk IPA adalah Sains. Jika kalian melihat betapa luasnya topik-topik itu, maka kalian pasti menyadari bahwa Sains itu ada di mana-mana. Tidak percaya? Mari kita cermati uraian tentang cabang-cabang ilmu Sains. 2. Cabang-Cabang Ilmu Sains Sains adalah Biologi BIOLOGI adalah ilmu tentang makhluk hidup. Ada banyak cabang cabang dalam Biologi. Misalnya, Zoologi adalah ilmu tentang binatang; Botani ilmu tentang tumbuhan; Entomologi Sumber: ilmu tentang serangga; dan Mikrobiologi ilmu tentang makhluk unsplash.com/ Ripley (2020) hidup yang sangat kecil dan hanya bisa terlihat dengan bantuan mikroskop. 2 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 2 6/16/2021 9:46:40 PM  Sains adalah Fisika FISIKA adalah ilmu tentang gejala dan fenomena alam dan sifat benda-benda di sekitar kita termasuk tentang perpindahan dan energi. Beberapa cabang ilmu Fisika, misalnya Mekanika adalah Sumber: unsplash. ilmu tentang gerak benda; Elektronika ilmu tentang arus listrik com/Yash Patel (2019) dan magnet; dan Optika Geometris tentang alat-alat optik. Sains adalah Kimia KIMIA adalah ilmu tentang berbagai hal mengenai materi, yaitu terbuat dari apa, sifat dan perubahan dalam suatu reaksi kimia. Cabang ilmu Kimia antara lain, Farmasi yaitu ilmu tentang obat- Sumber: unsplash. com/Alex Kondratiev obatan; Radiokimia tentang zat-zat radioaktif; Kimia Organik (2019) tentang bahan-bahan kimia yang ada pada makhluk hidup; serta Kimia Anorganik tentang bahan kimia dalam benda-benda. Sains adalah Geologi GEOLOGI adalah ilmu mengenai Bumi dan perubahannya. Beberapa cabang ilmu Geologi antara lain, Vulkanologi yaitu ilmu tentang gunung berapi; Seismologi yaitu ilmu tentang Sumber: unsplash. gempa bumi; serta Palentologi yaitu ilmu tentang fosil yang com/Leon Liu (2018) dapat membantu kita mengetahui umur suatu tempat dan kebudayaan zaman itu Sains adalah Astronomi ASTRONOMI adalah ilmu tentang planet, bintang dan alam semesta. Semua benda langit dipelajari dalam astronomi Sumber: unsplash.com/ termasuk Matahari dan terjadinya gerhana, komet, dan asteroid. Mathew Shwartz (2017) Sains adalah Ekologi EKOLOGI adalah ilmu tentang interaksi atau hubungan timbal balik balik antara makhluk hidup dengan lingkungan di sekitarnya. Bidang ilmu ini membahas tentang berbagai Sumber: unsplash. masalah lingkungan, misalnya polusi udara, tanah, dan air, com/Anne Nygard (2020) serta efek perubahan iklim dan kepunahan hewan tertentu. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 3 Book-K7-IPA BS.indb 3 6/16/2021 9:46:41 PM  Apakah kalian setuju bahwa Sains ada dimana- mana? Mari kita perhatikan beberapa contoh lagi. Kita mulai dari diri kalian sendiri, binatang, atau tumbuhan. Semuanya bagian dari Sains. Kemudian mari kita perhatikan udara, listrik, cahaya, makanan sampai dengan pelangi, juga ada dalam pelajaran Sains. Bahkan gempa bumi sampai dengan angkasa luar juga merupakan bagian dari Sains. Jadi, Sains ada di dalam diri kita dan di sekitar kita. Sains digunakan dalam berbagai bidang pekerjaan, seperti dokter dan perawat, arsitek, ahli komputer, pilot, insinyur, polisi, ahli pangan dan nutrisi, serta berbagai profesi lainnya. Orang yang khusus melakukan penelitian bagi pengembangan ilmu Sains disebut ilmuwan Sains. Jadi apakah sebenarnya Sains itu? “Sains adalah ilmu pengetahuan sistematis tentang alam dan dunia isik” (https://kbbi.web.id/sains, 23 September 2020). Untuk mengetahui berbagai hal inilah, maka para ilmuwan Sains melakukan percobaan atau eksperimen. Percobaan biasanya dilakukan di laboratorium IPA. Gambar 1.1 Percobaan Akan tetapi, ada juga ilmuwan yang melakukan Sains dapat dilakukan percobaan di luar laboratorium, misalnya di hutan, di di laboratorium atau di lingkungan sekitar. pantai, di sawah, di laut, di pabrik, di dalam kapal, di dalam pesawat, atau bahkan di luar angkasa. Sebagai contoh ilmuwan Sains sedang melakukan percobaan dapat dilihat di Gambar 1.1. Ayo Cari Ilmuwan Sains ada di sekitar kita. Mereka Aktivitas 1.1 sering melakukan penelitian untuk mengembangkan Carilah informasi dengan pengetahuan atau menciptakan sesuatu sebagai melakukan wawancara pada orang tua kalian produk. Ayo lakukanlah Aktivitas 1.1 untuk mencari mengenai seorang tahu tentang ilmuwan yang ada di sekitar kalian. ilmuwan Sains yang berasal dari daerah Siapa yang tidak kenal Albert Einstein? Ilmuwan kalian. Kalian juga jenius dunia terkenal yang mendalami cabang Fisika bisa mencari informasi mengenai teori relativitas. Melalui penelitiannya, lewat internet dan ia telah menyumbangkan teori yang menjadi dasar mewawancarai orang tersebut. perkembangan berbagai penemuan. Juga ada banyak ilmuwan lain yang telah mengembangkan ilmu Sains 4 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 4 6/16/2021 9:46:41 PM  atau menemukan berbagai alat yang mempermudah hidup manusia dan lingkungan, seperti Thomas Edison, Wright bersaudara, Galileo Galilei, Charles Darwin dan masih banyak lagi. Namun tahukah kalian bahwa Indonesia juga memiliki banyak ilmuwan, bahkan beberapa sangat terkenal di dunia Sains internasional? Pasti kalian tidak asing dengan Bapak B. J. Habibie, ilmuwan kita di bidang kedirgantaraan. Gambar 1.2 Albert Einstein Beliau juga adalah Presiden RI yang ketiga. Sumber: wikipedia.org/F Schmutzer (2003) Gambar 1.3 B. J. Habibie Sumber: republika.com/Edwin Dwi Putranto (2017) Mari kita belajar dari para ilmuwan tersebut dengan melakukan Aktivitas 1.2 berikut. Ayo Buat Aktivitas 1.2 Di dalam kelompok, buatlah suatu poster untuk membandingkan penemuan seorang ilmuwan Sains dunia dan ilmuwan asal Indonesia. Informasi dapat diperoleh melalui buku, majalah, koran, sumber internet, atau melalui wawancara. Jangan lupa untuk menuliskan sumber yang kalian gunakan sebagai bahan untuk referensi (dalam bentuk sitasi maupun daftar pustaka) pada poster kalian. Gunakanlah gambar/ diagram/ data untuk menjelaskan penemuan tersebut atau menampilkan informasi yang berkaitan dengan penemuan tersebut. Setelah selesai, presentasikanlah poster kalian pada teman-teman kalian. Kalian bisa memilih pasangan ilmuwan berikut ini atau mencari sendiri dua ilmuwan yang bidang penelitiannya mirip. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 5 Book-K7-IPA BS.indb 5 6/16/2021 9:46:42 PM  1. Wright bersaudara & B. J. Habibie 2. Albert Einstein & Terry Mart 3. Isaac Newton & Yogi A. Erlangga 4. Thomas Alva Edison & Nelson Tansu 5. Alexander G. Bell & Khoirul Anwar 6. Wilhelm Röntgen & W. Z. Johannes 7. Marie Curie & Eniya Listiani Dewi 8. Galileo Galilei & Josaphat Sumantyo 9. Theodore Maiman & Bambang Widiatmoko Apa saja informasi yang saya sampaikan dalam poster saya? Selain menjelaskan cara kerja penemuan tersebut, kalian juga perlu membahas bagaimana penemuan tersebut membantu manusia. 1. Apakah cabang ilmu Sains yang mereka geluti? 2. Apa yang mereka temukan? Bagaimana cara kerja penemuan tersebut? 3. Untuk apa saja penemuan tersebut digunakan? 4. Bagaimana pengembangan dari penemuan tersebut sejak pertama kali diciptakan sampai dengan saat ini yang membuat penemuan (bisa berupa barang/ produk/ teori) tersebut lebih baik dan dapat digunakan dengan lebih luas? 5. Apakah akibat dari penemuan ini dalam mengubah kehidupan manusia (bisa di bidang sosial, ekonomi atau lingkungan)? Mengapa penemuan tersebut penting? Apakah ada akibat yang negatif/ tidak baik? 6. Menurut kalian sifat apa yang dapat kalian pelajari dari masing-masing penemu ini? Mari Uji Kemampuan Kalian 1. Ilmuwan berikut bekerja dalam bidang yang berbeda. Cobalah kalian identiikasi cabang ilmu yang dipelajari di bawah ini. a. Yosua mempelajari kebiasaan makan sapi. b. Dewi mencoba menciptakan plastik yang dapat terurai. c. Bambang menyelidiki aliran listrik dalam televisi. d. Bagas mempelajari pergerakan planet. e. Debbi menyelidiki pengaruh sampah terhadap hewan-hewan di laut. 6 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 6 6/16/2021 9:46:42 PM  2. Beberapa ilmuwan mempelajari lebih dari satu bidang Sains. Menurut kalian, apakah bidang-bidang ilmu yang dipelajari ahli berikut. a. Biokimia b. Geoisika 3. Bagaimanakah ilmu Sains digunakan dalam pekerjaan berikut ini. a. Dokter b. Polisi c. Arsitek d. Ahli nutrisi B. Laboratorium IPA Dari subtopik sebelumnya, kalian mengetahui bahwa ilmuwan Sains biasanya melakukan penelitian di laboratorium. Menurut kalian apakah perbedaan ruang laboratorium dibandingkan dengan ruang kelas lainnya? Apabila kalian mengamati ruangan dapur di rumah kalian, apa saja yang ada di situ? Pasti terlihat perbedaan dengan kamar mandi kalian, bukan? Setiap ruangan memiliki alat-alat khusus sesuai fungsi ruangan tersebut. Demikian pula ruang laboratorium IPA yang berbeda dibandingkan ruang kelas. Laboratorium biasanya digunakan untuk melakukan percobaan atau eksperimen. 1. Alat-alat Laboratorium IPA Di dalam laboratorium terdapat alat-alat yang digunakan oleh para ilmuwan untuk melakukan eksperimen dan membuat pengamatan dengan tepat dan akurat. Mari mengenal beberapa alat laboratorium yang akan kalian gunakan untuk berbagai percobaan IPA pada tingkat SMP, seperti yang tercantum pada Gambar 1.4 berikut ini. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 7 Book-K7-IPA BS.indb 7 6/16/2021 9:46:42 PM  kaca arloji gelas ukur spatula gelas tabung labu kimia reaksi Erlenmeyer mikroskop vernier caliper (untuk mengukur dengan (untuk mengamati benda (untuk mengukur bahan) (untuk mencampur bahan) tingkat ketelitian sampai berukuran sangat kecil) seperseratus milimeter) segitiga tang krusibel porselen neraca pegas termometer statif bosshead klem (untuk pengaman) (untuk mengukur bahan) (untuk mengamankan/menjepit alat lain) Gambar 1.4 Beberapa alat Selain alat-alat di atas, ada lagi beberapa alat yang laboratorium IPA yang sering penting untuk diketahui. Mari lakukan Aktivitas 1.3 digunakan dalam percobaan. Sumber: Pearson Heinemann/Wendy untuk mengetahui alat-alat laboratorium lainnya. Gorton (2009) Ada banyak lagi alat-alat laboratorium yang akan kalian kenal dan gunakan pada bab-bab selanjutnya Ayo Cari sepanjang tingkatan SMP, seperti mikroskop, cawan Aktivitas 1.3 petri, cermin, lensa, garpu tala, berbagai jenis logam, Carilah gambar alat-alat kabel listrik dan bola lampu serta macam-macam berikut, yaitu corong alat ukur lainnya. saring, kaki tiga, kawat kasa, cawan penguap, 2. Menggambar Diagram Alat-alat batang pengaduk dan Laboratorium pembakar spiritus. Selain gambar, cari Sering kali dalam membuat laporan percobaan, juga kegunaannya kalian perlu menggambarkan susunan alat yang dari sumber internet atau buku yang ada di digunakan dalam percobaan tersebut. Sesuai perpustakaan sekolah kesepakatan ahli Sains di seluruh dunia, diagram alat kalian. Tulislah hasil digambarkan dalam bentuk 2-dimensi (2D), yaitu penelusuran informasi berupa kurva dan garis. Coba perhatikan Gambar kalian di buku tulis. 1.5, mudah bukan? Kalian tidak perlu menjadi ahli gambar untuk dapat menggambar diagram alat laboratorium. Selalu gunakan pensil dan penggaris untuk menggambar diagram alat. 8 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 8 6/16/2021 9:46:44 PM  Kertas saring tabung reaksi gelas beaker labu Erlenmeyer dan corong Gambar 1.5 Diagram alat digambarkan dalam bentuk 2-dimensi. 3. Menjaga Keselamatan di Laboratorium IPA Tahukah kalian bahwa laboratorium IPA dapat menjadi tempat yang sangat berbahaya apabila kalian tidak berhati-hati? Mengapa begitu? Gambar simbol-simbol berikut terdapat pada berbagai bahan yang ada di laboratorium, ada juga yang terdapat pada ruangan laboratorium tertentu. Gambar 1.6 Simbol-simbol berbahaya di laboratorium IPA. Pada tingkatan SMP, kalian akan melakukan berbagai percobaan dengan menggunakan api, larutan asam yang bersifat korosif dan berbagai zat kimia yang beracun. Korosif artinya dapat merusak jaringan hidup serti kulit manusia. Karena itulah perlu ada peraturan khusus untuk menjaga keselamatan kalian selama berada di laboratorium IPA. Peraturan apa sajakah yang perlu diterapkan untuk menjaga keamanan di laboratorium? Lakukanlah Aktivitas 1.4 berikut ini untuk membuat peraturan tersebut. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 9 Book-K7-IPA BS.indb 9 6/16/2021 9:46:45 PM  Ayo Buat Aktivitas 1.4 Buatlah peraturan keselamatan mengenai hal-hal yang boleh dilakukan dan tidak boleh dilakukan di laboratorium IPA. Perhatikan Gambar 1.7 dan Gambar 1.8 di bawah ini yang bisa membantu kalian menulis peraturan keselamatan tersebut. Diskusikanlah peraturan yang kalian buat bersama teman-teman kalian. Apakah menurut kalian ada peraturan lain yang perlu ditambahkan? Konsultasikanlah dengan guru kalian. Gambar 1.7 Hal-hal yang harus dilakukan untuk menjaga keselamatan di laboratorium IPA. Gambar 1.8 Hal-hal yang tidak boleh dilakukan di laboratorium IPA. Mari Uji Kemampuan Kalian 1. Apa saja alat-alat laboratorium yang digunakan untuk melakukan hal- hal di bawah ini? a. Mengukur volume air sebanyak 25 mL. b. Memanaskan air. c. Mengukur suhu air setelah dipanaskan. d. Mencampur bahan kimia dalam jumlah yang sedikit. e. Mengambil garam untuk ditimbang sebelum digunakan. f. Mengaduk garam agar dapat larut dalam air. 10 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 10 6/16/2021 9:46:46 PM  2. Bandingkanlah alat-alat laboratorium berikut ini dengan menyebutkan persamaan dan perbedaannya. a. Batang pengaduk dan spatula. b. Gelas kimia dan labu Erlenmeyer. c. Kawat kasa dan segitiga porselen. d. Tabung reaksi dan cawan penguap. 3. Perhatikanlah gambar berikut. Gambar 1.9 Suasana di laboratorium IPA. Apakah pendapat kalian mengenai kejadian pada gambar di atas? Tuliskanlah semua peraturan keselamatan yang dilanggar dan juga sarankan bagaimana memperbaikinya. 4. Gambarlah diagram 2D untuk susunan alat-alat secara lengkap yang digunakan untuk memanaskan air yang suhunya akan diukur setiap 3 menit. 5. Dalam kelompok kecil, pilihlah salah satu peraturan keselamatan laboratorium, lalu buatkan poster mengenai peraturan itu dengan tulisan yang mudah terbaca dari jauh dengan disertai gambar. Poster itu dapat ditempel di laboratorium, untuk mengingatkan kalian dengan teman- teman kalian tentang peraturan itu. 6. Lakukanlah percobaan dari aktivitas 1.5 berikut ini bersama guru dan teman-teman kalian di laboratorium IPA dengan menjalankan peraturan keselamatan yang telah kalian tentukan. Setelah melakukan kegiatan percobaan, evaluasilah kembali langkah-langkah yang kalian lakukan dengan menjawab pertanyaan pada bagian Releksi. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 11 Book-K7-IPA BS.indb 11 6/16/2021 9:46:46 PM  Percobaan Aktivitas 1.5 Melaksanakan Peraturan Keamanan dalam Percobaan di Laboratorium IPA Tujuan: Memanaskan cairan dalam tabung reaksi dengan aman. Alat-alat dan bahan: Pembakar spiritus Korek api Tabung reaksi Air Kacamata pengaman Hati-Hati Penjepit tabung reaksi 1. Gunakan kacamata pengaman selama memanaskan cairan. Pewarna makanan 2. Gunakan penjepit tabung untuk memegang tabung reaksi. 3. Arahkan tabung reaksi ke tempat terbuka. Jangan mengarahkan Prosedur: ke diri sendiri atau orang lain. 1. Tuangkanlah air dari gelas kimia ke dalam tabung reaksi sampai terisi 2 cm dari bagian bawah tabung. 2. Tambahkan 1 tetes pewarna makanan ke dalam tabung reaksi berisi air tersebut. 3. Nyalakan pembakar spiritus, lalu panaskan tabung reaksi di atas api, yaitu di ujung atas api. Bagian atas tabung reaksi jangan diarahkan ke wajah kalian atau ke teman-teman. Harus diarahkan ke bagian kosong dalam ruangan. 4. Tabung reaksi dijauhkan dari api lalu didekatkan lagi untuk mencegah air tumpah. 5 Hentikan pemanasan pada saat air mulai mendidih. Releksi 1. Apakah kalian telah menaati semua peraturan keselamatan di laboratorium yang sudah kalian dan teman-teman kalian buat bersama? 2. Apakah ada bagian yang kalian langgar? Jika ada, yang mana? Bagaimana untuk memperbaikinya? 3. Lihat lagi catatan kalian tentang peraturan keselamatan yang telah kalian buat, apakah perlu ada hal yang ditambahkan dalam peraturan tersebut? Mengapa demikian? 4. Apakah hal menarik yang kalian pelajari dari percobaan ini? 5. Apa peran kalian dalam kegiatan kerja kelompok ini? Sikap-sikap apa saja yang perlu dilakukan agar hasil pekerjaan kelompok lebih meningkat? 12 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 12 6/16/2021 9:46:47 PM  C. Merancang Percobaan Dari percobaan memanaskan cairan dalam tabung reaksi yang kalian lakukan sebelumnya, hal apa saja yang kalian amati? Ceritakanlah pada orang yang ada di dekat kalian. Ilmuwan Sains bekerja seperti detektif dalam hal mengamati, bertanya, melakukan penyelidikan, mengumpulkan bukti-bukti lalu menyimpulkan. Cara kerja seperti ini disebut sebagai metode ilmiah. “Metode ilmiah adalah cara atau pendekatan yang dipakai dalam penelitian suatu ilmu” (https://kbbi.web. id/metode, 23 September 2020). Sebagai calon ilmuwan masa depan, kalian akan belajar menggunakan metode ilmiah. Sesungguhnya langkah-langkah dalam metode ilmiah juga digunakan pada berbagai bidang pekerjaan. Jika waktu SD kalian melakukan percobaan yang telah dirancang oleh guru kalian, maka di tingkat SMP, kalian sendiri yang akan merancang, melakukan percobaan dan melaporkan hasil percobaan dengan menggunakan metode ilmiah. Untuk itu, mari kita pelajari dulu tahapan-tahapan dalam metode ilmiah yang tercantum dalam alur pada Gambar 1.10 berikut ini. 1 2 3 4 5 6 Observasi Hipotesis Rancang Eksperimen Data Kesimpulan percobaan Tahapan-tahapan dalam metode ilmiah tersebut Gambar 1.10 Alur metode dilakukan secara berurutan, yaitu sebagai berikut. ilmiah. 1. Melakukan pengamatan atau observasi. 2. Membuat hipotesis dan mengidentiikasi variabel. 3. Membuat rancangan percobaan. 4. Melakukan eksperimen atau percobaan. 5. Mengumpulkan dan menyajikan data. 6. Menarik kesimpulan. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 13 Book-K7-IPA BS.indb 13 6/16/2021 9:46:47 PM  Kita akan membahas satu per satu. Mari kita mulai dengan tahapan yang pertama. 1. Pengamatan dalam Sains Pada saat menciptakan suatu penemuan, ide para ilmuwan Sains biasanya diilhami dari pengamatan yang mereka lakukan di lingkungan sekitarnya. Dari pengamatan mereka inilah, munculnya pertanyaan yang akan mereka teliti. Pertanyaan ini mereka uji dalam suatu penelitian. Inilah tahapan pertama dalam metode ilmiah. Pengamatan adalah hal-hal atau kejadian yang kalian ingat. Kita menggunakan kelima indra kita untuk mengamati. Bayangkanlah kalian sebagai seorang detektif yang memasuki tempat kejadian perkara setelah dilaporkan ada pencurian di rumah tetangga kalian. Kalian pasti akan menggunakan indra penglihatan kalian untuk mengamati keadaan di sana, seperti keadaan pintu atau jendela, posisi barang-barang di ruangan, termasuk juga jejak kaki di lantai. Kalian juga bisa mengamati bau yang tercium di tempat tersebut, baik bau parfum yang tertinggal, bau kabel yang terbakar atau bau masakan. Kalian juga bisa mewawancarai tetangga lain apabila mereka mendengarkan suara-suara yang tidak biasa dari rumah tersebut. Cobalah berlatih melakukan pengamatan dengan melakukan Aktivitas 1.6 berikut ini. Ayo Amati Aktivitas 1.6 Berdirilah di halaman sekolah atau rumah kalian, lalu perhatikan keadaan di sekeliling kalian. Catatlah dua pengamatan yang kalian lakukan dengan menggunakan alat indra yang berbeda. 14 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 14 6/16/2021 9:46:47 PM  2. Penentuan Tujuan Percobaan Dari pengamatan di lingkungan sekitar, maka kita menentukan dulu masalah yang akan diteliti. Dalam konteks percobaan IPA, masalah ini dapat dituliskan dalam bentuk pertanyaan atau dalam bentuk pernyataan untuk diuji, yang disebut juga dengan tujuan percobaan. Tujuan percobaan haruslah dapat diuji, dapat dilakukan dan bukan merupakan pendapat pribadi. Seandainya dari pengamatan di sekitar sekolah, kalian menyebutkan bahwa bunga warna merah lebih bagus dibandingkan bunga warna kuning, maka apakah hal itu adalah tujuan percobaan yang baik? Mengapa demikian? Tujuan percobaan yang disebutkan tadi merupakan pendapat pribadi sehingga ini bukan tujuan percobaan yang dapat diuji. Adapun jika kalian menuliskan tujuan berupa, “Apakah tanaman yang terkena cahaya matahari langsung akan menghasilkan warna bunga yang lebih cerah dibandingkan yang tidak terkena matahari?” Nah ini contoh tujuan percobaan yang dapat diuji. Cobalah berlatih menentukan tujuan percobaan dengan melakukan Aktivitas 1.7 berikut. Ayo Buat Aktivitas 1.7 Dari pengamatan yang telah kalian lakukan pada Aktivitas 1.6, buatlah satu pertanyaan yang bisa menjadi sebuah tujuan percobaan. Ingatlah bahwa tujuan percobaan harus dapat diuji, dapat dilakukan dan bukan merupakan pendapat pribadi. 3. Menuliskan Hipotesis (Dugaan) Setelah menentukan masalah atau tujuan percobaan berdasarkan pengamatan awal, maka kalian bisa menuliskan hipotesis. Hipotesis merupakan perkiraan sementara atau dugaan dari jawaban Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 15 Book-K7-IPA BS.indb 15 6/16/2021 9:46:47 PM  terhadap tujuan percobaan yang akan diselidiki. Misalnya ketika kalian menjadi detektif yang mengamati tempat kejadian perkara pencurian, kalian mendapati tidak ada pintu atau jendela yang rusak, dan tidak ada barang yang terjatuh, maka muncul dugaan bahwa pencurian dilakukan oleh orang yang sudah mengenal keluarga tersebut dan mengetahui keadaan di rumah itu. Inilah contoh hipotesis. Contoh lainnya jika kalian melihat Gambar 1.11 terjadi di suatu tempat pada siang hari, apa yang kalian amati? Apakah kalian menduga sesuatu akan terjadi? Gambar 1.11 Keadaan cuaca mendung dengan awan yang tebal. Sumber: kompas.com/Lasti Kurnia (2019) Tentunya kalian bisa memperkirakan bahwa akan terjadi hujan, bukan? Dugaan ini kita buat berdasarkan pada pengetahuan atau pengalaman yang telah kalian miliki sebelumnya. Dengan kata lain, hipotesis itu harus bersifat logis atau masuk akal. Hipotesis semakin lengkap apabila didukung oleh alasan dari segi ilmu Sains atau ilmiah. Pada saat mendung, ada banyak uap air yang terkandung di awan. Semakin banyak uap air maka awan yang terbentuk semakin tebal, sehingga uap tersebut akan diturunkan dalam bentuk hujan. Nah sebagai ilmuwan cilik, mari kita berlatih membuat dugaan sementara dalam Aktivitas 1.8 berikut. 16 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 16 6/16/2021 9:46:47 PM  Ayo Amati Aktivitas 1.8 Amatilah gambar di bawah ini. Jika kalian akan melakukan penyelidikan, apakah tujuan percobaan dan hipotesisnya berdasarkan pengamatan kalian? Ingatlah bahwa hipotesis didukung oleh alasan yang ilmiah. pupuk Gambar 1.12 Dua perlakuan Tanaman bunga berbeda tanaman Agnes dan Tanaman bunga Agnes Ida Ida. 4. Variabel-variabel Sebagai ilmuwan cilik, kalian juga akan melakukan berbagai percobaan, seperti para ilmuwan Sains, untuk menyelidiki hubungan antara sebab dan akibat yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari dan di alam sekitar. Para ilmuwan tersebut merancang percobaan untuk mengubah satu kondisi atau suatu hal yang mengakibatkan ada hal lain yang berubah. Nah kedua hal tadi sudah tercantum dalam hipotesis. Kondisi, hal atau faktor-faktor ini disebut sebagai variabel. Suatu variabel adalah faktor, kondisi, unsur, yang dapat berupa angka atau jenis-jenis yang menentukan dalam suatu percobaan. Suatu percobaan memiliki tiga macam variabel, yaitu variabel bebas, terikat dan kontrol. “Variabel bebas adalah faktor, hal, atau unsur yang dianggap dapat menentukan variabel lainnya” (https://kbbi.web.id/variabel, 23 September 2020). Sedangkan “variabel terikat adalah gejala yang muncul atau berubah dalam pola yang teratur dan biasa diamati atau karena berubahnya variabel lain” (https://kbbi.web.id/variabel, 23 September 2020). Adapun variabel kontrol adalah faktor yang dibuat tetap sama selama percobaan. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 17 Book-K7-IPA BS.indb 17 6/16/2021 9:46:47 PM  Dalam penyelidikan atau percobaan, kita akan mengubah-ubah suatu faktor yang diuji (variabel bebas) dan kita mengamati atau mengukur apa yang terjadi karena perubahan itu, atau kita sebut sebagai variabel terikat. Sementara itu kita mengusahakan untuk menjaga faktor-faktor lainnya tetap, tidak mengalami perubahan. Hal ini dilakukan sehingga benar-benar faktor yang diuji hanya satu, yaitu variabel bebas. Tidak ada efek dari faktor lain selain variabel bebas yang dapat memengaruhi hasil percobaan. Faktor-faktor yang tetap ini disebut sebagai variabel kontrol. Bacalah ilustrasi berikut sebagai contoh untuk mengidentiikasi variabel- variabel dalam suatu percobaan. Ketut akan menyelidiki jalur yang dapat ia tempuh dalam waktu terpendek (paling cepat) untuk berjalan dari rumahnya ke sekolah. Misalnya ada tiga jalur berbeda yang akan ia coba. Satu hari ia mencoba satu jalur. Ia mengukur waktu yang ditempuh dari rumahnya ke sekolah pada tiap jalur tersebut. Karena Ketut hanya ingin mencari tahu jalur yang tercepat, maka ia sendiri yang akan berjalan menempuh setiap jalur tersebut. Dari ilustrasi di atas, kalian mengetahui bahwa Ketut akan menguji tiga jalur yang berbeda dari rumahnya ke sekolah, maka variabel bebasnya adalah jalur yang ditempuh dari rumah ke sekolah. Dalam percobaan ini Ketut mengukur waktu yang ia perlukan untuk berjalan pada jalur-jalur tersebut, artinya variabel terikatnya adalah waktu tempuh dari rumah ke sekolah. Dia akan memperoleh tiga macam waktu yang mungkin saja sama atau berbeda. Sementara itu semua faktor lain harus diusahakan sama sehingga tidak memengaruhi waktu tempuh, misalnya orang yang berjalan harus sama, yaitu hanya Ketut seorang. Pasti kalian dapat memikirkan variabel kontrol lainnya kan? Misalnya keadaan jalan yang ia lalui. Kalau ada jalur yang berbatu, namun pada jalur 18 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 18 6/16/2021 9:46:48 PM  lain ada ia berjalan di trotoar, maka hal ini bisa memengaruhi waktu tempuh padahal yang ia ingin uji hanya jalur yang berbeda. Demikian juga keadaan Ketut apakah dia sudah makan pagi atau belum tentunya juga dapat memengaruhi kecepatan melangkah. Sehingga variabel perlu dikontrol juga adalah kecepatan melangkah. Karena kecepatan melangkah sulit untuk dikontrol, maka untuk mengukur kecepatan, dapat digunakan alat yang lebih akurat, yaitu spidometer. Spidometer adalah alat untuk mengukur kecepatan kendaraan. Gambar 1.13 Spidometer Sumber: unsplash.com/Chris Liverani Ayo berlatih menentukan variabel dalam percobaan (2018) dengan melakukan Aktivitas 1.9 berikut ini. Ayo Rancang Aktivitas 1.9 Ayu membantu ibunya menanam tanaman tomat, cabe dan bawang. Ia ingin mengetahui tanaman mana yang paling cepat tumbuh. Tentukanlah variabel bebas, variabel terikat dan tiga macam variabel kontrol dalam penyelidikan Ayu ini. 5. Prosedur Percobaan Sebagai seorang siswa, sebelum berangkat ke sekolah, kita mempersiapkan tas, buku dan alat tulis agar ketika tiba di sekolah kalian dapat mengikuti jadwal pelajaran yang disiapkan sekolah. Demikian juga dalam merancang percobaan kita perlu mempersiapkan segala alat-alat dan bahan-bahan yang diperlukan dan membuat urutan langkah- langkah yang rinci yang akan dilakukan dalam percobaan tersebut, agar tidak ada yang terlupakan. Urutan langkah-langkah ini disebut juga dengan prosedur percobaan. Lihatlah contoh daftar alat dan bahan serta prosedur pada bagian Percobaan (Aktivitas 1.5). Kemudian berlatihlah menuliskan daftar alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan serta menuliskan prosedur percobaan melalui Aktivitas 1.10 berikut ini. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 19 Book-K7-IPA BS.indb 19 6/16/2021 9:46:48 PM  Ayo Rancang Aktivitas 1.10 Bantulah Ayu untuk dapat menjalankan percobaannya dalam menanam tomat, cabe dan bawang pada Aktivitas 1.9 dengan menuliskanlah alat-alat dan bahan yang akan ia butuhkan. Kemudian buat prosedur percobaan, berupa langkah-langkah percobaan yang harus Ayu lakukan, secara berurutan dan spesiik. Mari kita melihat kembali, bagaimana tahapan dalam merancang suatu percobaan. a. Menentukan tujuan percobaan berdasarkan pengamatan keadaan sekitar. b. Menuliskan hipotesis atau dugaan sementara hasil percobaan. c. Mengidentiikasi variabel-variabel terkait dalam percobaan. d. Mendaftarkan alat dan bahan yang dibutuhkan. e. Menuliskan prosedur percobaan. Nah sekarang kalian sudah bisa merancang suatu percobaan secara lengkap dengan menggunakan metode ilmiah. Marilah berlatih menjadi ilmuwan cilik dengan melakukan penyelidikan melalui Aktivitas 1.11 berikut ini. Ayo Rancang Aktivitas 1.11 Amatilah keadaan di dalam rumah kalian, kemudianlah buatlah suatu rancangan percobaan secara lengkap yang bisa dilakukan di rumah kalian. Rancangan percobaan kalian harus berisi: a) Tujuan Percobaan Dapat dituliskan dalam bentuk pernyataan atau pertanyaan, misalnya: “Menyelidiki pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel terikat)” atau “Bagaimana pengaruh (variabel bebas) terhadap (variabel terikat)?” b) Hipotesis Suatu perkiraan hasil percobaan berdasarkan variabel bebas dan terikat, disertai dengan alasan secara saintiik. c) Variabel Terdiri atas variabel bebas, terikat dan kontrol secara terperinci. 20 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 20 6/16/2021 9:46:48 PM  d) Alat dan Bahan Daftar alat-alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan, disertai dengan jumlah alat/ bahan yang diperlukan. e) Prosedur Tuliskan langkah-langkah percobaan secara berurutan. Setelah kalian mengumpulkan Untuk memperoleh ide dalam rancangan percobaan, maka guru merencanakan percobaan di atas, kalian akan memeriksa rancangan kalian dapat mengakses tautan kalian. Perbaikilah apabila diperlukan. berikut ini: Setelah perbaikan kalian memperoleh www.sciencefun.org/kidszone/ persetujuan guru, maka kalian boleh experiments/ melakukan percobaan yang sudah kalian rancang itu di rumah. Dari contoh-contoh yang telah kalian baca tentang langkah-langkah dalam metode ilmiah, kita menggunakan berbagai contoh kejadian. Hal ini semakin menunjukkan bahwa Sains memang ada di mana-mana, sangat dekat dengan kehidupan kita. Mari Uji Kemampuan Kalian 1. Manakah yang merupakan tujuan percobaan yang dapat diselidiki? a. Mobil berwarna putih lebih bagus daripada mobil berwarna hitam. b. Kelelawar suka berkumpul di tempat yang gelap daripada tempat yang terang. c. Musik dangdut lebih baik daripada musik rock. d. Senar yang tipis memiliki suara yang lebih melengking dibandingkan senar yang tebal. e. Manusia saat ini lebih tinggi daripada manusia purba. 2. Dalam suatu percobaan yang bertujuan untuk menyelidiki apakah banyaknya pupuk yang ditambahkan memengaruhi pertumbuhan tanaman menjadi lebih besar, tentukanlah: a. hipotesis dari percobaan ini b. variabel bebasnya c. cara mengukur variabel terikatnya d. tiga macam variabel kontrol dalam percobaan ini. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 21 Book-K7-IPA BS.indb 21 6/16/2021 9:46:48 PM  D. Pengukuran Dari percobaan yang dilakukan Ayu pada Aktivitas 1.9 dan 1.10, apakah pengukuran yang harus ia lakukan? Adakah hal lain yang dapat ia amati ketika melakukan percobaan tersebut? 1. Pengamatan Selama Eksperimen Seperti telah kalian pelajari pada Bagian C sebelumnya, variabel terikat diamati atau diukur pada saat kita melakukan percobaan. Demikian pula para ilmuwan mencatat hasil pengamatan mereka dalam bentuk tabel agar dapat lebih mudah dibaca dan dipahami. Pengamatan yang dilakukan selama percobaan dapat dilakukan secara kualitatif, yaitu deskripsi dengan menggunakan kata-kata saja. Contohnya, ketika kalian memanaskan air, kalian bisa melihat ada gelembung udara saat air mendidih, juga ada asap tipis di bagian atas air tersebut. Jika kalian manaruh tangan kalian di bagian atas panci air yang Gambar 1.14 Beberapa alat ukur yang sering digunakan sedang dipanaskan, kalian juga merasakan suhu di laboratorium IPA. yang lebih panas. Gelembung udara juga ada ketika kalian menuang minuman bersoda ke dalam gelas, ada suara izz juga. Karena itulah minuman bersoda disebut juga dengan izzy drink. Semua hal di atas adalah contoh pengamatan kualitatif. Pengamatan juga dapat dilakukan secara kuantitatif atau dinyatakan dalam angka-angka. Contohnya, sebelum memasukkan air yang akan dipanaskan ke dalam panci, kalian mengukur volume air dengan menggunakan gelas ukur, yaitu sebanyak 200 mL. Kemudian setelah 3 menit memanaskan air, kalian mengukur suhu air tersebut dan mencatat suhu air mencapai 70°C. Hal inilah yang disebut sebagai pengukuran dalam percobaan. 22 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 22 6/16/2021 9:46:49 PM  Pengukuran sangat penting dilakukan dalam suatu eksperimen untuk dapat memperoleh jawaban atas tujuan percobaan kita. Pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan dalam Sains. 2. Besaran Besaran adalah istilah yang digunakan untuk menunjukkan pada sesuatu yang bisa diukur dan memiliki nilai. Contoh yang diberikan di atas adalah volume air yang diukur dengan menggunakan gelas ukur, juga suhu air setelah dipanaskan. Volume dan suhu adalah contoh besaran. Ada lagi banyak contoh besaran lainnya, misalnya panjang, massa, waktu, berat dan sebagainya. Dalam ilmu Sains, dikenal dua macam besaran, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran Pokok adalah besaran yang dijadikan dasar untuk menetapkan besaran lainnya. Ada tujuh besaran pokok dengan satuannya yang telah ditetapkan oleh para ilmuwan secara standar internasional (SI), seperti tertera pada Tabel 1.1. Sementara Besaran Turunan adalah besaran yang ditetapkan berdasarkan besaran pokok. Satuannya pun diturunkan dari beberapa satuan besaran pokok. Sebagai contoh untuk menentukan kecepatan suatu benda bergerak, kita perlu mengukur panjang lintasan dan waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan tersebut. Kecepatan bisa dihitung dengan menggunakan rumus: (panjang lintasan) kecepatan = (waktu tempuh) Panjang dan waktu adalah besaran pokok sementara kecepatan adalah besaran turunan karena kecepatan dihitung dari besaran pokok. Ada lebih banyak besaran turunan dibandingkan besaran pokok. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 23 Book-K7-IPA BS.indb 23 6/16/2021 9:46:49 PM  Tabel 1.1 Tujuh Besaran Pokok dan Beberapa Contoh Besaran Turunan Disertai Satuan Standar Internasional (SI) Besaran Pokok Contoh Besaran Turunan Nama Besaran Satuan SI Nama Besaran Simbol No (Lambang) (Simbol) (Lambang) Satuan SI 1. Panjang (l ) meter (m) Kecepatan (v) m/s 2. Massa (m) kilogram (kg) Luas (L) m2 3. Waktu (t) sekon (s) Volume (V) m3 4. Suhu (T) kelvin (K) Massa jenis (ρ) kg/m3 5. Jumlah zat (n) mol (mol) Gaya (F) kg m/s2 6. Kuat arus listrik (I) ampere (A) Percepatan (a) m/s2 7. Intensitas cahaya (Iv) kandela (Cd) 3. Satuan Dalam melakukan pengukuran, agar seragam maka dianggap perlu untuk menetapkan suatu pembanding dalam pengukuran. Pembanding ini tetap, tidak berubah-ubah dan dapat digunakan secara umum di mana saja. Inilah yang disebut sebagai satuan baku. Namun, ternyata ada beragam satuan yang digunakan dalam hidup kita sehari-hari, misalnya untuk mengukur panjang atau jarak, kita sering menggunakan satuan meter atau kilometer. Di luar negeri digunakan satuan inci maupun yard. Bahkan zaman dahulu satuan yang digunakan adalah ukuran kaki manusia. Satuan yang tidak tetap, misalnya kaki adalah satuan tidak baku. Adapun untuk suhu, satuan yang sering kita gunakan adalah derajat Celsius, namun ini bukan satuan standar dalam Sains. Di negara sub tropis sering digunakan satuan Fahrenheit. Dalam Sains, satuan suhu yang digunakan sebagai Standar Internasional adalah Kelvin. 24 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 24 6/16/2021 9:46:49 PM  Fakta Sains Sejarah Pengukuran Panjang Sejarah pengukuran yang pertama kali dimulai pada abad ke-6 sebelum masehi di Mesir, yakni pengukuran panjang dengan menggunakan satuan ‘cubit’, yaitu panjang lengan Raja Firaun dan 1 inchi menunjukkan lebar ibu jari. Pada 800 tahun sebelum masehi di Mesir dan Yunani mulai digunakan satuan 1 kaki untuk mengukur panjang. Pengukuran dengan sistem ini berkembang terus ke Inggris dan negara-negara Eropa lainnya sejak tahun 1400 namun banyak menimbulkan masalah karena ukuran tubuh yang digunakan tidak sama. Sistem metric baru disahkan pertama kali di Prancis pada 1799, dimana 1 meter sama dengan satu per 10 juta kali seperempat jarak dari kutub utara ke kutub selatan. Di beberapa negara di Eropa masih dijumpai penggunaan ukuran kaki dan inchi, terutama digunakan oleh orang-orang yang sudah tua. Mereka juga menggunakan satuan pound untuk berat. Adapun di Amerika digunakan satuan untuk panjang yaitu mil. Sumber: https://www.advancedsciencenews.com/; https://www. sciencelearn.org.nz/; https://www.statista.com/ Sebagai seorang ilmuwan yang melakukan pengukuran, kita perlu memiliki keterampilan mengubah satuan sesuai dengan satuan yang diakui secara internasional. Kata lain mengubah satuan ini adalah mengonversi. Misalnya kita mengukur panjang suatu kertas adalah 32 cm dan lebarnya adalah 28 cm. Sementara kita diminta untuk menyatakan kedua besaran itu dalam satuan meter, sebagai Satuan Internasional. ÷10 km Kita dapat menggunakan tangga konversi panjang hm pada Gambar 1.15 sehingga dapat diperoleh panjang dam ×10 dan lebar dalam meter. Dari cm ke m dibutuhkan m dm 2 anak tangga naik, maka angka 32 cm dibagi seratus, cm demikian pula angka 28. Sehingga diperoleh panjang mm kertas itu 0,32 meter dan lebar 0,28 meter. Gambar 1.15 Tangga konversi panjang. Satuan massa, waktu dan suhu pun dapat dikonversi seperti ini. Berlatihlah mengonversi satuan- satuan panjang, waktu dan massa dengan melakukan aktivitas berikut ini. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 25 Book-K7-IPA BS.indb 25 6/16/2021 9:46:49 PM  Ayo Latihan Aktivitas 1.12 Konversilah satuan-satuan di bawah ini ke dalam satuan bakunya. 1) 2,4 km 4) 24 menit 2) 3,5 ton 5) 4,5 jam 3) 1400 gram 4. Teknik Pengukuran yang Benar Pemilihan alat ukur sangat penting agar dapat memperoleh hasil percobaan yang akurat. Pengukuran pun perlu dilakukan dengan cermat agar hasilnya tepat. Hal-hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran yaitu sebagai berikut. a. Selalu perhatikan bahwa alat ukur yang digunakan selalu pada angka 0 sebelum kalian mulai mengukur. b. Pastikan alat ukur yang digunakan sudah mengukur secara tepat, misalnya jika mengukur suhu cairan, termometer ada di dalam cairan, bukan di atasnya juga tidak menyentuh wadah cairan. Bila mengukur waktu, stopwatch dinyalakan tepat pada saat percobaan mulai dilakukan, dan dihentikan tepat pada saat percobaan telah selesai. c. Selalu catat pengukuran disertai satuannya. Gunakan simbol satuan yang benar. d. Hindari kesalahan paralaks, di mana pengamatan tidak dilakukan sejajar dengan skala benda terukur. Mata kalian perlu sejajar dengan pembacaan skala pengukuran. Apabila terjadi kesalahan paralaks, maka hasil pengukuran bisa terlalu rendah atau terlalu tinggi dari yang semestinya. Perhatikan Gambar 1.16. 26 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 26 6/16/2021 9:46:49 PM  Orang B membaca skala paling tepat yaitu 20. Tepat B A C Orang A membaca Orang C membaca 18,2. Terlalu 21,5. Terlalu rendah dari skala tinggi dari skala sebenarnya. sebenarnya. Gambar 1.16 Kesalahan paralaks. Sumber: Pearson Heinemann/Wendy Gorton (2009) e. Segera mencatat hasil pengukuran. Jangan mengandalkan ingatan saja karena keterbatasan manusia mengingat. f. Cairan biasanya memiliki bentuk yang tidak rata atau cembung sehingga dalam mengukur volume cairan, selalu bacalah skala pada sisi cembung cairan tersebut. Jika cairan cembung di bagian bawah, maka bacalah skala pada batas itu. Namun ada cairan tertentu yang mencembung di bagian atas. Untuk cairan seperti ini, bacalah skala pada bagian atas. Perhatikan Gambar 1.17 ini. Bacalah skala Bacalah skala dari bagian dari bagian bawah meniskus atas meniskus jika kurvanya jika kurvanya mencembung ke mencembung ke bawah. atas. Gambar 1.17 Pengukuran Dibaca 67 mL Dibaca 66 mL volume cairan. Sumber: Pearson Heinemann/Wendy Gorton (2009) Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 27 Book-K7-IPA BS.indb 27 6/16/2021 9:46:50 PM  Untuk mempraktikkan teknik pengukuran yang benar, marilah kita melakukan empat percobaan berikut. Ikutilah arahan dari guru kalian dalam pembagian kelompok dan percobaan pertama yang harus kalian lakukan. Bacalah dulu semua instruksi (tujuan dan prosedur) sebelum memulai percobaan sesuai dengan nomor percobaan yang kalian lakukan. Lakukan percobaan langkah demi langkah. Ingatlah untuk menjalankan peraturan keselamatan dalam laboratorium IPA. Masih ingatkah kalian apa sajakah itu? Percobaan Aktivitas 1.13 Mengukur dalam Sains Kalian akan melakukan percobaan-percobaan ini dalam kelompok yang ditentukan oleh guru. Lalu pada waktu yang telah ditentukan, kalian akan bertukar tempat dengan kelompok lain untuk melakukan percobaan yang berbeda. Percobaan 1 – Menggunakan Penggaris dan Pita Meteran Tujuan: Mengukur panjang kertas dan kotak yang ada di atas meja dan mengukur tinggi badan kalian semua dalam satu kelompok. Prosedur: 1. Sebelum melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.2 pada buku catatan kalian, lalu isi bagian kolom “Perkiraan Ukuran” dengan memperkirakan panjang, lebar dan tinggi (apabila ada) dari kertas dan kotak yang ada di atas mejamu. Jangan lupa menyertakan satuan pengukuran. 2. Dengan menggunakan penggaris yang tersedia, ukurlah panjang, lebar dan tinggi (apabila ada) dari kertas dan kotak tersebut. 3. Catatlah hasilnya pada kolom “Hasil Pengukuran”. Jangan lupa menyertakan satuan pengukuran. 28 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 28 6/16/2021 9:46:50 PM  Tabel 1.2 Ukuran Kertas dan Kotak Barang yang Besaran yang Perkiraan Ukuran Hasil Pengukuran Diukur Diukur (Disertai Satuan) (Disertai Satuan) Kertas Panjang Lebar Kotak Panjang Lebar Tinggi 4. Sekarang kalian akan melakukan pengukuran tinggi badan semua anggota kelompok kalian. Sebelum melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.3 di bawah pada buku catatan kalian, lalu isi pada kolom “Perkiraan Tinggi” dengan memperkirakan tinggi badan semua anggota kelompok kalian. Satuan yang digunakan adalah cm. Tabel 1.3 Tinggi Badan Perkiraan Tinggi Badan Hasil Pengukuran Tinggi Nama Teman (Disertai Satuan) Badan (Disertai Satuan) 5. Dengan menggunakan pita meteran, ukurlah tinggi setiap anggota kelompok kalian. Catatlah hasilnya pada kolom “Hasil Pengukuran Tinggi Badan” disertai satuannya. 6. Kembalikan semua benda pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih dan rapi. Percobaan 2 – Menggunakan Stopwatch Tujuan: Menentukan kecepatan denyut nadi kalian dan teman-teman dalam kelompok kalian. Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 29 Book-K7-IPA BS.indb 29 6/16/2021 9:46:50 PM  Prosedur 1. Carilah tempat terbaik untuk mengukur denyut nadi kalian. 2. Dibantu oleh teman kalian, dengan menggunakan stopwatch, ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk 20 kali denyut nadi. 3. Salinlah Tabel 1.4 di bawah ini, kemudian catatlah data waktu untuk 20 denyut nadi pada kolom “Waktu” untuk nama kalian. Tabel 1.4 Denyut Nadi Banyaknya Waktu Kecepatan Denyut Nama Siswa Nadi (...) Nadi (...) 20 4. Hitunglah kecepatan denyut nadi kalian dengan menggunakan rumus: 20 Kecepatan denyut nadi = Waktu 5. Apakah satuan dari kecepatan denyut nadi? Diskusikan dalam kelompok kalian dan tulis pada kurung di bawah “Kecepatan Denyut Nadi”. 6. Catatlah waktu dan kecepatan denyut nadi semua anggota kelompok kalian pada tabel di atas. 7. Kembalikan semua benda pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih dan rapi. Percobaan 3 – Menggunakan Termometer Tujuan: Mengukur suhu air dingin, air keran dan air panas. Prosedur: 1. Sebelum melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.5, kemudian isi tabel di bawah ini pada kolom “Perkiraan Suhu Air” dengan memperkirakan suhu air dingin, air keran dan air panas. 30 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 30 6/16/2021 9:46:50 PM  Tabel 1.5 Suhu Air Perkiraan Suhu Air Hasil Pengukuran Suhu Air Jenis Air (Disertai Satuan) (Disertai Satuan) Air es Air dari keran Air panas 2. Masukkan termometer pada gelas yang berisi air dingin namun jangan sampai menyentuh dasar gelas. 3. Tunggu selama 30 detik agar pengukuran stabil atau tidak berubah lagi. Catat suhu tersebut dalam tabel di atas kolom “Hasil Pengukuran Suhu Air”. 4. Ukurlah suhu air keran dan air panas dengan cara yang sama. Berhati- hatilah agar air panas tidak tumpah. 5. Kembalikan semua objek pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih, rapi dan kering untuk digunakan oleh kelompok lainnya. Percobaan 4 – Menggunakan Gelas Ukur Tujuan: Mengukur volume objek yang tidak beraturan (batu) dengan menggunakan gelas ukur. Catatan: Untuk mengukur volume cairan pada gelas ukur, bacalah pada bagian bawah meniskus (permukaan cairan) dan mata harus sejajar pada level tersebut. Prosedur 1. Isilah gelas ukur dengan air kira-kira ¼ tinggi gelas ukur. 2. Ukurlah volume ini dan catat sebagai volume awal atau volume air pada Tabel 1.6 seperti di bawah ini, yang telah kamu buat di buku kalian. Tuliskan juga satuannya. Tabel 1.6 Volume Air dan Batu Volume Air Volume Air dan Batu Percobaan ke- (...) (...) Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 31 Book-K7-IPA BS.indb 31 6/16/2021 9:46:50 PM  3. Dengan perlahan, masukkan batu kecil yang telah disiapkan ke dalam gelas ukur. Untuk mencegah air tumpah, masukkan perlahan, jangan melemparkan batu tersebut ke dalam air. 4. Bacalah ukuran volumenya sekarang. Apakah volumenya bertambah atau berkurang? 5. Catatlah volume ini sebagai volume air dan batu. Lengkapi dengan satuannya. 6. Ulangi langkah-langkah nomor 1-5 sekali lagi namun menggunakan volume awal air yang berbeda. 7. Catat data volume air dan volume air dan batu sebagai data percobaan ke dua. 8. Berapakah volume batu pada percobaan pertama? Dan berapakah volume batu pada percobaan kedua? 9. Apakah sama atau berbeda hasilnya? Mengapa bisa demikian? 10 Tuanglah air dari gelas ukur ke dalam wadah air semula. Ambil batu dan simpan di atas meja. 11. Pastikan meja dalam keadaan kering dan bersih. Releksi Apakah perkiraan kalian mendekati, sama atau masih jauh dari hasil pengukuran kalian? Manakah percobaan yang menurut kalian paling menarik? Apakah yang kalian pelajari dari percobaan-percobaan di atas mengenai pengukuran? Apakah selama pengukuran, ada kesalahan yang kalian lakukan? Jika ada, kesalahan apakah itu dan bagaimana cara memperbaikinya? Apakah sikap disiplin dan hati-hati penting dalam melaksanakan percobaan Sains? Sebutkan contoh-contohnya. 32 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 32 6/16/2021 9:46:50 PM  Mari Uji Kemampuan Kalian 1. Identiikasilah pernyataan berikut apakah benar atau salah. Ubahlah pernyataan yang salah hingga menjadi benar. a. Mengukur menggunakan penggaris adalah contoh pengamatan secara kualitatif. b. Warna suatu larutan adalah contoh pengamatan kualitatif. c. Satuan yang tepat untuk mengukur jarak adalah detik. Gambar 1.18 Siswa melakukan pengukuran suhu. d. Jam adalah satuan untuk waktu sesuai Standar Internasional. e. Volume adalah contoh besaran turunan. 2. Apakah dua kesalahan yang dilakukan oleh siswa pada Gambar 1.18? 3. Lihatlah sekeliling kelas kalian dan buatkan dua (2) pengamatan kualitatif dan dua (2) pengamatan kuantitatif. 4. Sebutkan nama alat ukur di bawah ini lalu nyatakan hasil pengukuran dilengkapi satuannya. a. °C b. c. g ml Gambar 1.19 Hasil pengukuran dengan beberapa alat ukur. 5. Ketika kalian menyentuh air hangat, maka kalian dapat mengetahui bahwa suhunya lebih tinggi dari air di bak kamar mandi kalian. Kalian juga dapat merasakan dinginya es batu ketika kalian memegangnya, namun mengapa tangan tidak dapat dijadikan satuan baku? Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 33 Book-K7-IPA BS.indb 33 6/16/2021 9:46:51 PM  E. Pelaporan Hasil Percobaan Setelah melakukan percobaan, kalian akan melaporkan hasil percobaan. Menurut kalian, untuk apa dan siapa kita melaporkan hasil percobaan? 1. Penyajian Data Percobaan Setelah melakukan pengukuran dalam penyelidikan, hasilnya perlu kita tunjukkan dalam bentuk yang mudah dipahami oleh pembaca. Oleh karena itu digunakan bentuk tabel yang dilengkapi dengan besaran dan satuan. Hasil pengukuran ini sering disebut sebagai data percobaan. Dalam tabel hasil percobaan, variabel bebas dituliskan pada kolom sebelah kiri dan variabel terikat pada kolom sebelah kanan. Masing-masing perlu dilengkapi dengan satuan, yang dituliskan dalam kurung setelah besaran yang diukur. Data dalam satu kolom yang sama dinyatakan dalam satuan yang sama dan jika menggunakan angka desimal, maka jumlah angka di belakang koma haruslah sama. Perhatikanlah contoh tabel data percobaan di bawah ini. Tabel 1.7 Data Pengukuran untuk Percobaan Menyelidiki Suhu Teh Setelah Didiamkan Beberapa Saat Lama Waktu (Menit) Suhu Teh (°C) 0 60,0 2 58,0 4 55,0 6 53,0 8 51,0 Data percobaan haruslah bisa menjawab tujuan percobaan yang telah kita tetapkan dalam rancangan percobaan tersebut. Dengan kata lain menyatakan hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat. Hubungan ini lebih mudah terbaca jika kita menyajikan data percobaan dalam bentuk 34 Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP Kelas VII Book-K7-IPA BS.indb 34 6/16/2021 9:46:51 PM  graik. Dengan adanya graik, maka terbaca pola hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat dalam percobaan tersebut. Hasil percobaan pun lebih mudah disimpulkan. Graik dapat dibuat dalam bentuk graik batang atau garis. Ada beberapa hal yang perlu kalian perhatikan dalam pembuatan graik, yaitu sebagai berikut. a. Pilihlah graik batang bila variabel bebasnya tidak berupa angka, namun gunakan graik garis bila variabel bebasnya berupa angka. Contoh graik batang ditunjukkan pada Gambar 1.20, sedangkan graik garis ditunjukkan pada Gambar 1.21. b. Variabel bebas ditempatkan pada garis yang mendatar (sumbu-x) sedangkan variable terikat pada garis yang tegak (sumbu-y). c. Berilah label untuk kedua sumbu pada graik. d. Skala pada graik harus memiliki rentang yang sama. e. Berilah judul di bagian atas graik tersebut. Jumlah Denyut Nadi Selama 60 Detik 63 62 61 60 59 58 57 Gambar 1.20 Contoh graik 56 batang. Bagus Lela Sandi Winda Suhu Teh Terhadap Waktu Didiamkan 62 60 Suhu Teh (°C) 58 56 54 Gambar 1.21 Graik garis 52 untuk data percobaan 50 suhu teh pada waktu yang 0 1 2 3 4 5 6 7 8 berbeda. Waktu (Menit) Bab 1 Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah 35 Book-K7-IPA BS.indb 35 6/16/2021 9:46:51 PM  Selian menggambarkan secara langsung dengan menggunakan perlengkapain menulis, kalian juga dapat membuat graik dengan menggunakan suatu program atau software khusus pengolah naskah yang ada pada komputer. Apabila kalian memiliki komputer, berlatihlah membuat graik, misalnya menggunakan program Micsosoft Exce