1. Jelaskan konsep rasional logika deduktif dan problematikanya dalam pembelajaran

IPA!

Jawab :

Cara berpikir deduktif terkait dengan rasionalisme yang memberkan sifat

rasional kepada pengetahuan ilmiah dan bersifat konsisten dengan pengetahuan yang

telah dikumpulkan sebelumnya. Ole karena itu cara berpikir deduktif berdasarkan

pada kriteria kebenaran koherensi atau teori koherensi. Rasionalisme merupakan

paham yang berpendsapat bahwa rasio itu sumber kebenaran. Rasional artinya

menerima sesuatu atas dasar kebenaran pikiran atau rasio. Dengan berpikir rasional

manusia dapat meletakkan hubungan dari apa yang telah diketahui dan yang sedang

dihadapi.

Dalam logika deduktif, menarik suatu kesimpulan dimulai dari pernyataan

umum menuju pernyataan-pernyataan khusus dengan menggunakan penalaran atau

rasio. Logika deduktif adalah sistem penalaran yang menelaah prinsip-prinsip

penyimpulan yang sah (runtut, dan sesuai dengan pertimbangan akal, tepat)

berdasarkan bentuk dari kerja akal, sehingga kesimpulan yang dihasilkan merupakan

penyimpulan final (tepat, sah, dan tidak ada penyimpulan lain) yang diturunkan dari

pangkal pikirnya (premis). Logika deduktif disebut logika formal, logika simbolik

karena yang dibicarakan hanya bentuknya dari kerja akal saja dan terlepas isi apa

yang dibicarakan.

Penarikan kesimpulan secara deduktif ini menggunakan pola berpikir yang

disebut silogisme. Silogisme itu terdiri dari dua pernyataan dan sebuah kesimpulan.

Kedua pernyataan tersebut disebut premis mayor dan premis minor. Kesimpulan

diperoleh dengan penalaran deduktif dari kedua premis tersebut.

Contoh problematika konsep rasional logika deduktif dalam pembelajaran IPA :

Matematika

Matematika saat ini sudah merupakan salah satu sarana yang dibutuhan dalam

kehidupan manusia. Dari tingkatan yang paling sederhana hingga rumit seperti

perhitungan ilmiah yang menyangkut bioteknologi maupun antariksa. Demikian juga

ilmu pengetahuan lainnya akan melibatkan matematika dalam ilmu-ilmu sosial seperti

sosiometri, psikometri, ekonometri dan lainnya. Dalam hal ini matematika berperan

dalam berpikir deduktif.

Matematika dikenal sebagai ilmu deduktif . Artinya proses pengerjaan

matematis harus bersuifat deduktif. Metode dalam mencari kebenaran yang dipakai

oleh matematika adalah metode deduktif (lewat penjabaran).

Generalisasi yang dibenarnya dalam matematika adalah generalisasi yang telah

dapat dibuktikan secra deduktif. Sebagai contoh, jumlah dua buah bilangan ganjil

adalah genap.

Contoh berpikir deduktif :

Dengan premis : Bujur sangkar adalah bidang datar yang merupakan kurva

tertutup yang diapit oleh empat sisi sama panjang dan memiliki empat sudut siku-

siku. Secara langsung dapat ditarik kesimpulan : Jika pada sebuah bujur sangkar

ditarik garis diagonal. Akan terjadi dua segitiga sama kaki yang sama dan sebangun.

Tersebut merupakan implikasi logis dari pernyataan pertama. Dari premis tersebut

dapat pula ditarik pernyataan-pernyataan lain yang merupakan implikasinya, antara

lain : 1) Suatu segi empat yang sisi-sisi horizontalnya tidak sama panjang dengan sisi-

sisi tegak lurusnya bukan bujur sangkar ;2) Jumlah sudut bujur sangakar 360

derajat ;3) Jika pada sebuah bujur sangkar ditarik dua buah garis diagonal, akan

terjadi empat segitiga sama kaki yang sama dan sebangun.

Dengan demikian, implikasi merupakan pernyataan yang secara tersirat telah

ada dalam premis. Tentu saja dala hal ini kebenaran implikasi tergantung pada

kebenaran pernyataan dasar atau premisnya. Penarikan pengetahuan baru secara tidak

langsung dilakukan berdasarkan dua premis atau lebih (silogisme).

2. Jelaskan konsep rasional logika induktif dan problematikanya dalam pengembangan

IPA !

Jawab :

Berbeda dengan logika deduktif, logika induktif memproses pengetahuan

indrawi/yang diperoleh melalui pengamatan . Dari sejumlah fakta atau gejala khusus

itu ditarik kesimpulan umum berupa pengetahuan yang baru yang berlaku untuk

sebagian atau keseluruhan gejala tersebut. Jadi arah pemikiran bergerak dari data

yang bersifat khusus kepada kesimpulan yang bersifat umum.

Logika induktif sering disebut juga logika material, artiya berusaha

menemukan prinsip penalaran yang bergantung kesesuaiannya dengan kenyataan.

Oleh karena itu kesimpulannya hanyalah kebolehjadian, dalam arti selama

kesimpulannya tidak ada bukti yang menyangkalnya, maka kesimpulan tersebut benar

dan tidak dapat dikatakan pasti. Logika induktif merupakan pokok bahasan

metodologi ilmiah atau denagn kata lain metode ilmiah merupakan perluasan dari

logika induktif.

Proses penalaran induksi dapat dilaksanakan melalui teknik-teknik :

Generalisasi

Analogi

Hubungan sebab-akibat

Hipotesis dan teori

Statistika

Statistika merupakan pengetahuan untuk melakuakn penarikan kesimpulan

induktif secrara lebih seksama. Dalam penalaran induktif meskipun premis-

premisnya adalah benar dan prosedur penarikan kesimpulannya adalah sah, maka

kesimpulan itu belum tentu benar. Tetapi kesimpulan itu mempunyai peluang untuk

benar. Statistika mampu memberiakan secara kuantitatif tingkat ketelitian dari

kesimpulan yang ditarik tersebut. Yakni semakin besar contoh (sampel) yang

diambil, maka semakin tinggi pula tingkat ketelitian kesimpulan tersebut.

Statistika bukan merupakan sekumpulan pengetahuan mengenai objek tertentu

melainkan sekumpulan metode dalam memperoleh pengetahuan. Statistika

diterapkan secara luas, ahli purbakala telah menggunakan statistika dalam

menggabungkan gambar dari pecahan periuk yang digali dari dalam tanah. Ilmu-ilmu

alam terutama astronomi, geologi, dan fisika adalah salah satu dari bidang-bidang

keilmuan dimana metode statistika untuk pertama kali dikembangkan dan diterapkan.

Contoh berpikir induktif :

Ketika Newton dijatuhi buah apel, dia berpikir apa yang menyebabkan

hal tersebut. Setelah itu dia melakukan observasi dan merumuskan

sebuah hipotesis, selanjutnya melakuakn verifikasi dan pengukuhan

pembuktian, sehingga didapatkannya “temuan teori dan hukum ilmiah

yang diterapkan untuk semua hal.

Pengamatan logam besi, tembaga, alumunium jika dipanaskan akan

mengembang (bertambah panjang). Dari sini dapat disimpulkan secara

umum bahwa semua logam jika dipanaskan akan bertambah panjang.

3. Jelaskan konsep falsifikasi dan problematikanya dalm pengembangan IPA !

Jawab :

Falsifikasi adalah kebalikan dari verifikasi, yaitu pengguguran teori lewat fakta-

fakta. Selain perbedaan tujuan, falsifikasi berbeda dengan verifikasi dalam titik

tolaknya. Verifikasi bergerak dari observasi menuju sebuah teori (induktif),

sedangkan falsifikasi berangkat dari sebuah teori menuju observasi (deduktif).

Sebentar lagi kita akan melihat perbedaan dua titik tolak ini.

Falsifikasi dibangun di atas dua prinsip;testability dan falsifiabilty; bahwa

sebuah asumsi atau teori ilmiah harus bisa diuji dan memiliki kemungkinan untuk

dibuktikan kesalahannya. Testability sudah cukup dipahami, karena verifikasi pun

memiliki prinsip yang sama. Namun bagaimana dengan prinsip falsifiability?

Tidak seperti verifikasi yang bersifat induktif, falsifikasi dijalankan dengan

menggunakan logika deduktif. Artinya, berangkat dari sebuah hipotesis umum

(dalam istilah Popper: konjektur) menuju observasi yang sifatnya khusus. Observasi

yang dilakukan bertujuan untuk menemukan kesalahan-kesalahan yang ada dalam

hipotesis tersebut. Penyelidikan ini tidak berfungsi untuk menolak total hipotesis,

melainkan untuk menemukan titik lemah (weak spots) dari sebuah hipotesis yang

umum. Karena hipotesisnya disusun deduktif, dan lebih berupagrand-theory, maka

pengujian tersebut berfungsi untuk menajamkan daerah keberlakuan hipotesis besar

tersebut.[18] Semakin sering sebuah teori menjawab bantahan, semakin dekat ia

dengan status kebenaran.

Namun ketika teori tersebut difalsifikasi, maka hal tersebut akan menimbulkan

keyakinan mutlak bahwa  teori tersebut salah. Artinya yang akan memberikan

keyakinan mutlak adalah falsifikasi, bukan verifikasi. Hal ini berbeda dengan

positivisme yang akan meyakini kebenaran mutlak suatu teori selama ia telah

mengalami proses verifikasi sesuai  standar ilmiah positivisme. Sebagai contoh

penerapan gagasan Karl Popper dalam dunia nyata adalah sebagai berikut. Para

fisikawan dengan metode verifikasi terhadap sample-sample di alam membuat

kesimpulan bahwa “Semua zat akan memuai jika dipanaskan”. Teori ini telah

menjadi sebuah mitos selama berabad-abad dalam dunia fisika. Namun dalam

paradigma filsafat ilmu Popper, teori tersebut tidaklah dianggap sebagai kebenaran

mutlak. Namun ia akan dianggap benar dengan keyakinan yang memadai.

Contoh konsep falsifikasi dalam pengembangan IPA :

Penemuan mengenai anomali sifat air. Ternyata dalam rentang suhu 0-4 derajat

Celcius, air tidak lah memuai jika dipanaskan. Air justru menyusut seiring dengan

kenaikan suhu antara 0-4 derajat Celcius. Penemuan ini kemudian serta merta

menggugurkan teori “Semua zat akan memuai jika dipanaskan”. Inilah yang

dimaksud dengan falsifikasi oleh Karl Popper.

Dengan adanya penemuan yang menggugurkan teori pemuaian zat tersebut, maka

diperolehlah keyakinan bahwa teori yang selama ini dipegang yang berbunyi “Semua

zat akan memuai jika dipanaskan” adalah salah. Oleh karena itu, teori tersebut

berkembang menjadi berbunyi “Semua zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air

dalam rentang suhu 0-4 derajat Celcius”. Perlu diketahui juga bahwa teori kedua ini

pun tidak akan dianggap sebagai kebenaran mutlak. Yang dianggap sebagai

kebenaran mutlak adalah salahnya teori pertama, bukan benarnya teori kedua. Teori

tersebut bisa jadi akan difalsifikasi lagi dengan adanya penemuan lain. Misalkan saja

suatu saat nanti ditemukan bahwa Plutonium akan menyusut jika dipanaskan di atas

suhu 3000 derajat Celcius. Maka teori kedua akan berkembang lagi menjadi teori

ketiga yang berbunyi “Semua zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air dalam

rentang suhu 0-4 derajat Celcius dan plutonium di atas suhu 3000 derajat Celcius”.

4. Jelaskan konsep revolusi paradigma dalam pengembangan IPA !

Jawab :

Kuhn pada mulanya mempelajari perkembangan sains dari masa Aristoteles ke

masa Copernicus bukanlah suatu aliran penemuan yang ditambahkan satu dengan

yang lain. Singkat kata, sains bukanlah kumpulan yang stabil dan terus-menerus

ditambah dengan penemuan baru, namun lebih merupakan serangkaian selingan yang

dimulai dari revolusi intelektual para pemikir (Wonorahardjo, Surjani: 2011, 119).

Seringkali ilmuwan mempertanyakan masalah yang berujung pada keragu-

raguan dan kesulitan. Biasanya pertanyaan ini akan segera dilabeli dengan kata

“kekeliruan” atau “tahayul”. Menurut Kuhn (1989:3) Semua keraguan dan kesulitan

ini mengakibatkan revolusi historigrafis dalam studi sains meskipun masih dalam

tahap awal. Mereka bukannya mencari sumbangan-sumbangan yang permanen dari

sains yang lebih tua bagi keuntungan masa kini kita. Thomas Kuhn menyatakan

bahwa pada masa tertentu, terdapat sebuah krisis dimana terdapat suatu masalah yang

tidak dapat dipecahkan dengan sains normal1 saat itu, kemudia muncul suatu

paradigma baru yang memecahkan masalah itu dan memberi sebuah revolusi dalam

perkembangan sains.

Contoh :

Penemuan mekanika kuantum sangat sesuai dengan teori revolusi sains oleh

Thomas Samuel Kuhn. Pada mulanya terdapat suatu masalah yang tidak dapat

dipecahkan dengan sains normal (masalah radiasi benda hitam), yang

kemudian dipecahkan dengan munculnya suatu paradigma baru (dualisme

gelombang-partikel). Hingga dari paradigma baru tersebut munculah suatu

cabang sains baru yang disebut mekanika kuantum. Perkembangan mekanika

kuantum seperti yang sekarang ini bisa dikatakan hampir mustahil jika tidak

ada sebuah revolusi seperti diatas. Hal ini sesuai dengan teori revolusi sains

hasil pemikiran Thomas S Kuhn.

Penemuan Nicolas Copernicus dan Galileo pada awal abad 17 merupakan

perintis ilmu pengetahuan, artinya penemuan berdasarkan empiris dengan

metode induksi yang objektif dan bukan atas dasar deduksi filosofik atau

mitos.

Di matahari terdapat gunung-gunung, Jupiter mempunyai 4 buah bulan, di

matahari terdapat bercak hitam yang dapat digunakan untuk mengukur

kecepatan rotasi matahari.

5. Jelaskan konsep metode ilmiah dan menerapkan dalam konteks pengembangan IPA !

Jawab :

Metode menurut istilah adalah suatu proses atau prosedur yang sistematik

berdasarkan prinsip-prinsip dan teknik-teknik ilmiah yang dipakai oleh suatu disiplin

(bidanng studi) untuk mencapai suatu tujauan. Jadi dapat disebut sebagai cara kerja

ilmiah. Metode ilmiah merupakan suatu prosedur yang mencakup berbagai tindakan

pikiran, pola kerja, cara teknis, dan tata langkah untuk memperoleh pengetahuan baru

atau mengembangkan pengetahuan yang telah ada.

Metode ilmiah berlatar belakang Penalaran deduktif (rasionalisme) dan induktif

(empirisme) memiliki kelemahan dalam mengungkap kebenaran sehingga dipikirkan

cara lain. Rasionalis mememberikan kerangka pemikiran yang koheren dan logis,

sedangkan empirisme memberikan kerangka pengujian dalam memastikan

kebenarannya. Penalaran deduktif bersifat abstrak dan lepas dari pengalaman,

sedangkan penalaran induktif hanya berdasarkan pengamatan pancaindera.

Perpaduan kedua penalaran ini kemudian dikenal sebagai metode ilmiah atau

pendekatan ilmiah.

Penelitian ilmiah dilaksanakan secara sistematis dan terkontrol berdasarkan

data empiris, hingga akhirnya menghasilkan kesimpulan yang jika kebenarannya

teruji kebenarannya secara berulang-ulang maka disebut sebagai teori. Metode ilmiah

bersifat objektif, bebas dari keyakinan, perasaan dan prasangka pribadi, serta bersifat

terbuka. Metode ilmiah merupakan cara memperoleh pengetahuan secara ilmiah yang

ditempuh melalui suatu rangkaian prosedur tertentu sampai pada kesimpulan yang

benar.

Langkah-langkah metode ilmiah :

1. Penemuan masalah

Masalah timbul karena adanya kesenjangan antara harapan dan kenyataan,

cita-cita dan realita. Mudah tidaknya seseorang menemukan masalah sangat

bergantung kepekaanya terhadap kesenjangan yang terjadi, yang

dipengaruhi: latarbelakang pendidikan, ketertarikan terhadap suatu bidang,

dan perhatian sesorang terhadap praktik kehidupan sehari-hari.

2. Perumusan masalah

Masalah yang ditemukan harus dirumuskan sedemikian rupa sehingga

memungkinkan dianalisis secara logis dan membawa kejelasan arah

kegiatan penelitian (pemecahannya).

3. Kajian teori

Langkah ini merupakan usaha untuk mendekati pemecahan masalah

melalui pengkajian terhadap berbagai acuan/referensi.Contoh: buku, jurnal,

majalah, hasil penelitian. Berdasarkan referensi tersebut, diperoleh teori-

teori yang bersifat umum yang digunakan mencari solusi (penalaran

deduktif). Kejelian peneliti dalam memilih teori yang sesuai dengan

permasalahan menentukan kualitas suatu kegiatan penelitian.

4. Perumusan hipotesis

Hipotesis merupakan kerangka pemikiran sementara yang menjelaska

hubungan antara unsur-unsur yang membentuk suatu kerangka

permasalahan. Ipotesisdidasarkan pada pendekatan pemecahan masalah

secara rasional dengan menggunakan dasar-dasar teori yang diacu.

5. Eksperimen (pengujian hipotesis)

Melakukan eksperimen untuk menguji hipotesis. Jika kebenaran suatu

hipotesis telah terbukti, hipotesis dapat dianggap sebagai teori ilmiah

(pengetahuan baru). Pengetahuan baru dapat berupa teori baru, kaidah baru,

atau sekedar penemuan lanjutan dari teori yang sudah ada.

6. Membuat laporan

Membuat laporan hasil kegiatan secara rinci baik proses, rumusan masalah,

ipotesis, kajian teori, hasil eksperimen, analisis hasil dan pembahasan serta

kesimpulannya.

Contohnya :

1. Penemuan masalah : Banyaknya petani yang menggunakan pupuk

secara berlebihan pada tanaman.

2. Perumusan masalah : Bagaimana pengaruh pemberian pupuk secara

berlebihan pada tanaman.

3. Kajian teori : Mencari sumber pendukung/reverensi yang sesuai dengan

rumusan masalah

4. Perumusan hipotesis

Jika pemberian pupuk melebihi dosisnya maka tanaman dalam jangka

waktu yang lama akan mati.

5. Eksperimen/Pengujian hipotesis : Melakukan eksperimen.

6. Membuat laporan.