7 Langkah Metode Ilmiah Biologi dan Contohnya Lengkap
https://www.biologijk.com/2018/02/metode-ilmiah-biologi.html
Daftar Materi Biologi
Advertisement
Rasa ingin tahu manusia terhadap alam semesta yang diciptakan Tuhan dan kehidupan yang terdapat di dalamnya dari zaman dahulu hingga sekarang seakan tidak ada habis-habisnya. Persoalan dan permasalahan yang ada di alam pun seakan tidak akan pernah habis untuk digali.
Itulah sebabnya, ilmu pengetahuan terus berkembang dan penemuan-penemuan baru pun terus bermunculan. Kalian juga dapat ikut berperan dalam perkembangan ilmu pengetahuan tersebut jika mempunyai keinginan untuk terus menggali ilmu pengetahuan dan terus mencoba memuaskan rasa keingintahuan yang kalian miliki.
Sampai saat ini banyak kasus mengenai penyakit yang sangat meresahkan masyarakat, yaitu flu burung. Pada mulanya apa yang menimbulkan penyakit ini tidak diketahui oleh masyarakat.
Biologi mampu memecahkan masalah secara ilmiah, sehingga pada akhirnya dapat menjawab penyebab penyakit flu burung yang meresahkan tersebut, yaitu virus H5NI. Masih banyak hal lain yang dapat diselesaikan secara ilmiah, dapatkah Anda menyebutkan contoh lainnya?
Dengan demikian, kalian mungkin dapat menjadi seorang penemu baru yang berguna bagi masyarakat luas. Hal tersebut dapat terjadi jika kalian memahami bagaimana kerja ilmiah yang dilakukan oleh para ilmuwan terdahulu dan mengaplikasikannya pada kegiatan-kegiatan ilmiah yang Anda lakukan.
Untuk itu, hal pertama yang harus dilakukan adalah melakukan penelitian ilmiah. Apa saja tahapan untuk melakukan penelitian ilmiah? Berikut akan diuraikan bagaimana penelitian ilmiah dapat dilakukan
Pengertian, Tahapan dan Jenis Penelitian Ilmiah
Apakah kalian pernah mengadakan penelitian? Disadari atau tidak, mungkin kalian pernah melakukan penelitian. Penelitian adalah suatu usaha yang cermat dan teratur untuk menemukan jawaban ilmiah terhadap suatu masalah. Penelitian dapat dilakukan di mana saja dan kapan saja.
Penelitian dapat dilakukan di daratan, lautan bahkan di luar angkasa sekalipun. Ketika kalian ingin mengetahui mengapa tanaman buah di rumah kalian harus disiram secara teratur agar tumbuh dengan baik, kemudian kalian berusaha mencari jawaban atas permasalahan tersebut. Berarti kalian telah melakukan penelitian.
Dengan catatan, usaha kalian untuk mencari jawaban atas permasalahan tersebut dilakukan secara ilmiah. Bagaimana caranya? Untuk melakukan penelitian dengan menggunakan metode ilmiah, ada beberapa hal yang harus dilakukan terlebih dahulu, antara lain mengidentifikasi masalah, merumuskan tujuan penelitian, dan menetapkan jenis penelitian.
#1 Mengidentifikasi Masalah
Langkah pertama untuk melakukan suatu penelitian adalah menyadari dan mengidentifikasi masalah yang dihadapi. Masalah dapat timbul secara sengaja atau tidak disengaja.
Secara sengaja, maksudnya masalah yang timbul merupakan hal yang sengaja dicari untuk dipecahkan. Misalnya, seorang petani yang ingin mengetahui dosis pupuk yang tepat untuk memaksimalkan pertumbuhan tanaman sayurannya.
Kadang-kadang, masalah pun timbul secara tidak sengaja. Misalnya, seorang peternak domba melihat tanaman yang tumbuh dekat kandang domba tumbuh lebih baik daripada tanaman sejenis yang tumbuh di pekarangan rumahnya. Maka, dalam benak petani pun timbul pertanyaan mengapa hal tersebut terjadi.
Untuk membantu menemukan suatu masalah, kita dapat melihat berbagai penelitian yang telah dilakukan oleh penyelidik lain. Kita dapat menganalisis hasil penelitian tersebut dan menemukan permasalahan baru. Misalnya, dengan menggunakan alat dan bahan yang berbeda, tentu hasil penelitiannya pun akan berbeda. Masalah pun dapat ditemukan ketika kita melakukan studi kepustakaan dari berbagai referensi.
Semakin banyak buku yang dibaca, akan semakin mudah menemukan sebuah permasalahan. Hal yang paling sering dilakukan untuk mencari sebuah masalah adalah dengan melakukan pengamatan atau observasi. Pengamatan terhadap berbagai objek dan fenomena (gejala) alam sering menjadi sumber inspirasi dalam penelitian Biologi.
#2 Merumuskan Tujuan
Untuk melakukan sebuah penelitian dari masalah yang dihadapi perlu dirumuskan tujuannya. Hal ini sangat penting dilakukan agar penelitian yang dilakukan lebih terarah dan mencapai hasil yang maksimal. Sering terjadi, masalah yang dihadapi sangat luas ruang lingkupnya. Oleh karena itu, masalah yang dihadapi perlu dipersempit dengan merumuskan tujuan penelitiannya.
Terdapat dua hal yang harus diperhatikan ketika merumuskan tujuan penelitian, yaitu apa yang akan dilakukan dan pertanyaan apa yang ingin dijawab. Pengetahuan awal kalian terhadap suatu masalah yang akan diteliti sangat membantu dalam merumuskan tujuan penelitian.
#3 Menetapkan Jenis Penelitian
Setelah merumuskan tujuan penelitian, hal yang harus dilakukan berikutnya adalah memilih jenis penelitian yang akan digunakan. Jenis penelitian yang digunakan harus sesuai dengan masalah yang akan dipecahkan. Terdapat banyak jenis penelitian yang dapat digunakan sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Contoh dari jenis penelitian yang sering digunakan ini di antaranya deskriptif dan eksperimental.
■ Penelitian Deskriptif
Penelitian deskriptif bertujuan memberikan gambaran secara sistematis, faktual, dan akurat mengenai fakta-fakta dan sifat-sifat objek yang diselidiki. Dengan penelitian ini, dapat diperoleh informasi atau data yang mendetail. Misalnya, penelitian untuk mengetahui populasi badak di Taman Nasional Ujung Kulon, Banten.
■ Penelitian Eksperimental
Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh perlakuan tertentu kepada suatu objek penelitian dan membandingkan hasilnya dengan kelompok kontrol. Kelompok kontrol dijadikan sebagai pembanding. Dalam bidang Biologi, banyak dilakukan penelitian jenis ini. Misalnya, penelitian untuk melihat pengaruh pemberian pupuk atau hormon tertentu pada pertumbuhan jenis tanaman tertentu
Pengertian, Tahapan dan Contoh Metode Ilmiah
Seorang ilmuwan memiliki metode tertentu untuk menjawab permasalahannya. Metode yang digunakan oleh ilmuwan ini sistematis. Metode ini disebut metode ilmiah. Metode ilmiah digunakan oleh para ilmuwan untuk memecahkan persoalan yang dihadapinya.
Selain itu, ilmuwan menggunakan metode ini untuk mengetahui dan membuktikan jawaban dari suatu permasalahan. Secara sederhana, metode ilmiah dapat dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut.
1. Merumuskan masalah
2. Menentukan hipotesis
3. Menguji hipotesis (percobaan/eksperimen)
4. Mengumpulkan data
5. Menarik kesimpulan
6. Menguji kembali kesimpulan
7. Mengomunikasikan hasil peneltian
Berikut ini adalah penjelasan lebih lanjut mengenai langkah-langkah dalam metode ilmiah biologi. Silahkan kalian cermati baik-baik.
#1 Merumuskan Masalah
Masalah yang ditemukan harus dirumuskan secara konkret atau tergambarkan dengan jelas. Hal-hal yang tidak ada kaitannya dengan masalah dikesampingkan. Perhatikan contoh masalah berikut ini.
Sampai pada abad ke-16, sebagian orang, baik ilmuwan maupun bukan ilmuwan, percaya bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk tak hidup atau benda mati (teori generasi spontan). Mereka percaya bahwa belut berasal dari lumpur; katak berasal dari air hujan; atau tikus berasal dari kain kotor yang disimpan di gudang makanan. Mereka yang percaya teori generasi spontan juga mengamati bahwa lalat berasal dari daging busuk yang dipenuhi oleh belatung. Bagaimana menurut kalian?
|
Salah satu ilmuwan yang meragukan teori generasi spontan adalah Francesco Redi, seorang ilmuwan berkebangsaan Italia. Redi bersahabat dengan ilmuwan Inggris bernama William Harvey. William Harvey ini pernah melakukan pembedahan terhadap seekor rusa betina.
Dia menemukan fetus (janin kecil) pada rahim rusa tersebut. Harvey mengamati bahwa bentuk fetus tersebut mirip dengan rusa dewasa. Harvey menyimpulkan bahwa hewan tumbuh dari biji atau telur yang sangat kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.
Redi, sebagai ilmuwan yang memiliki keingintahuan yang tinggi, berkeinginan untuk memecahkan masalah kehidupan ini. Redi ingin menguji kebenaran dari teori generasi spontan.
Dari cerita tersebut, dapatkah kalian merumuskan masalah yang dihadapi oleh Francesco Redi? Selain itu, rumusan masalah juga dapat dibuat dari kejadian di sekitar kita. Misalnya dari kejadian banjir.
#2 Menentukan Hipotesis
Melihat adanya kemungkinan kesalahan dalam teori generasi spontan, menunjukkan Redi telah memulai langkah untuk melakukan penelitian ilmiah. Hal ini, merupakan ciri khas ilmuwan untuk melakukan penelitian, yaitu mencari informasi tentang objek penelitian dan melakukan pengamatan (observasi). Redi mengamati bahwa belatung ditemukan bersamaan dengan adanya lalat pada daging busuk.
Observasi merupakan tahap awal yang sangat penting untuk dapat melakukan penelitian ilmiah seperti halnya yang dilakukan Redi. Oleh karena itu, agar data yang diperoleh tetap akurat, kalian harus selalu menuliskan hasil observasi sesegera mungkin dalam sebuah buku. Setelah observasi dapat dilakukan dengan baik, kalian dapat menemukan pertanyaan atau permasalahan yang akan membawa kalian pada tahap selanjutnya, yaitu membuat hipotesis.
Berdasarkan hasil penemuan Harvey yang dipadukan dengan hasil pengamatannya, Redi mengajukan penjelasan alternatif tentang asal mula keberadaan belatung. Redi menyatakan bahwa dari daging yang segar tidak akan muncul belatung. Belatung muncul jika lalat dewasa menyimpan telurnya pada daging tersebut. Dugaan sementara Redi ini, dalam penelitian dikenal dengan hipotesis. Apakah itu hipotesis?
Hipotesis merupakan dugaan atau jawaban sementara dari suatu permasalahan. Ketika membuat hipotesis, kalian sedang memperkirakan jawaban sementara dari pertanyaan yang telah dibuat ketika kalian melakukan observasi dan menggunakan informasi yang telah kalian miliki. Dari hipotesis ini timbul prediksi. Prediksi adalah hasil yang diharapkan diperoleh dari hipotesis.
Kemampuan memprediksi sesuatu hal adalah keterampilan yang harus dimiliki oleh seorang ilmuwan. Kalian mungkin pernah melihat atau mendengarkan prakiraan cuaca di televisi atau radio. Para ahli meteorologi dapat memprediksi cuaca yang akan terjadi pada suatu hari dengan melakukan observasi dan menggunakan ilmu pengetahuan yang mereka miliki.
Dengan demikian, kemampuan memprediksi adalah keterampilan yang harus dimiliki oleh seorang ilmuwan. Melalui kemampuan memprediksinya, ilmuwan dapat menarik sebuah kesimpulan dari sebuah kejadian yang akan terjadi di masa yang akan datang dengan melihat kejadiankejadian atau data yang ada di masa yang lalu.
Prediksi yang kalian buat mungkin saja salah. Untuk menguji apakah prediksi yang kalian buat salah atau benar, maka kalian harus melakukan sebuah eksperimen (percobaan).
#3 Menguji Hipotesis
Untuk menguji suatu hipotesis umumnya dilakukan percobaan (eksperimen). Akan tetapi, ada juga hipotesis yang diuji dengan pengamatan saja atau studi kepustakaan. Studi kepustakaan dilakukan dengan membandingkan berbagai sumber pustaka.
Dalam melakukan sebuah eksperimen, terdapat beberapa faktor yang memengaruhi eksperimen tersebut. Faktor tersebut antara lain variabel; populasi dan sampel; serta rancangan penelitian.
■ Variabel merupakan suatu faktor entitas (berwujud) yang dapat memiliki nilai berbeda yang berpengaruh terhadap percobaan.
■ Populasi dan sampel merupakan objek yang diamati di dalam suatu percobaan.
■ Rancangan penelitian adalah rencana dalam melakukan suatu penelitian, baik sebelum maupun sesudah penelitian dilakukan. Rancangan ini termasuk metode penelitian serta alat dan bahan yang akan digunakan.
Tahapan dalam eksperimen, yaitu merencanakan eksperimen, melakukan eksperimen, melakukan observasi dalam eksperimen, mengumpulkan dan menganalisis data, menarik kesimpulan, dan menguji kembali kesimpulan.
A. Merencanakan Eksperimen
Rencana eksperimen perlu dibuat seruntut dan secermat mungkin agar data yang diperoleh akurat. Rancangan eksperimen meliputi penyediaan alat dan bahan, penentuan tempat dan waktu, serta cara kerja eksperimen. Alat dan bahan yang diperlukan perlu didaftar agar tidak ada yang terlewat.
Bahan adalah segala sesuatu yang digunakan dalam penelitian dan dapat habis. Adapun alat tidak akan habis digunakan. Dalam merancang percobaan kalian juga harus memperhatikan instrumen penelitian lain seperti biaya dan daftar check list peralatan yang akan digunakan.
Alat dan bahan apa yang digunakan oleh Redi untuk melakukan eksperimen? Redi menyiapkan dua buah stoples, dua potong ikan segar, tutup plastik, dan tali.
B. Melakukan Eksperimen
Redi melakukan eksperimen dengan menyimpan dua buah stoples pada tempat terbuka. Kemudian, pada setiap stoples dimasukkan potongan ikan segar. Stoples pertama dibiarkan terbuka, sedangkan stoples kedua ditutup dengan plastik dan diikat kuat. Redi membiarkan kedua stoples tersebut beberapa hari. Mengapa Redi menggunakan dua buah stoples yang diberi perlakuan berbeda?
Dalam melakukan eksperimen, kita harus menentukan kelompok percobaan, yaitu kelompok perlakuan dan kelompok kontrol. Fungsi kontrol adalah sebagai pembanding dalam percobaan yang sedang kita uji. Dalam membuat kontrol, keadaan perangkat uji dan perangkat kontrol sama, kecuali hal yang ingin dibandingkan.
Dalam membuat kontrol ini, kita juga harus menentukan faktor peubah atau variabel. Variabel merupakan suatu faktor yang berpengaruh terhadap percobaan. Variabel tersebut dapat dibagi menjadi variabel kontrol, variabel bebas, dan variabel terikat.
■ Variabel kontrol adalah faktor yang dibuat sama. Dalam percobaan Redi, yang menjadi variabel kontrol adalah stoples yang sama, ikan segar yang sama, dan waktu serta penempatan yang sama.
■ Variabel bebas adalah faktor yang sengaja diubah. Pada percobaan Redi tersebut yang termasuk variabel bebas adalah ditutupnya stoples dengan plastik dan satunya lagi tidak ditutup.
■ Variabel terikat adalah faktor hasil percobaan yang dipengaruhi oleh variabel bebas dan variabel kontrol. Apakah variabel terikat pada percobaan Redi? Perhatikan gambar berikut ini.
C. Melakukan Observasi Dalam Eksperimen
Observasi (pengamatan) dilakukan untuk memperoleh data yang akurat. Observasi tidak harus menggunakan indra penglihatan (mata) saja, tetapi juga alat indra yang lainnya. Semakin banyak indra yang terlibat dalam observasi, data yang diperoleh akan semakin lengkap. Observasi pun dapat menggunakan berbagai alat bantu, seperti mikroskop, meteran, timbangan, termometer, dan pH meter.
Alat yang digunakan disesuaikan dengan data yang akan diukur. Pengamatan dengan menggunakan alat ukur akan menghasilkan data kuantitatif. Adapun pengamatan yang hanya menggunakan alat indra akan menghasilkan data kualitatif. Apakah yang dimaksud dengan data kuantitatif dan data kualitatif?
Sebagai contoh, misalnya kalian akan mengamati buah durian. Data kuantitatif yang diperoleh dapat berupa berat buah durian dan diameter buah durian. Adapun data kualitatif yang diperoleh, misalnya warna buah, rasa buah durian, aroma buah durian, dan tekstur kulit durian.
#4 Mengumpulkan data
Hasil observasi adalah data, baik data kualitatif maupun data kuantitatif. Apakah data-data yang diperoleh dari percobaan Redi? Data yang diperoleh dapat disajikan dengan berbagai bentuk, seperti tabel atau grafik. Penyusunan data yang benar akan memudahkan orang lain untuk membaca, menganalisis, dan menarik kesimpulan.
Data yang diperoleh itu kemudian dapat dijadikan bahan analisis. Meskipun analisis data sebaiknya dilakukan melalui metode statistik yang rumit, kalian cukup membandingkan rata-rata dan persentase. Setelah itu, kalian dapat menganalisis apakah hipotesis yang dibuat sesuai dengan hasil percobaan atau tidak.
Ada beberapa cara penyajian data yang dapat kalian buat. Perhatikan contoh gambar tabel, grafik dan piramida berikut ini. Kesimpulan apa saja yang dapat kalian peroleh dari gambar-gambar tersebut?
(a) Tabel Produksi Kentang Tahun 1992
(b) Grafik Kue Pai Produksi Kentang Tahun 1992
(c) Piramida Penduduk pada Negara Berkembang
(d) Tabel dan Grafik Pertumbuhan Populasi Mencit
Dari beberapa jenis bentuk penyajian data, menurut kalian manakah yang paling mudah untuk dipahami dan digunakan? Buatlah salah satu jenis bentuk penyajian data dalam membahas suatu permasalahan.
#5 Menarik Kesimpulan
Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil percobaannya, Redi menyimpulkan bahwa lalat bukan berasal dari benda mati, melainkan berasal dari lalat hidup yang sebelumnya. Apakah hal tersebut sebuah kesimpulan? Apa yang dilakukan Redi adalah suatu usaha untuk menarik suatu kesimpulan.
Begitu pun kalian, kesimpulan dapat kalian ambil setelah mendapatkan data dari hasil percobaan yang kalian lakukan. Kesimpulan merupakan kalimat yang meringkas suatu hasil percobaan yang telah dilakukan. Ketika kalian menarik kesimpulan, kalian harus memutuskan apakah data yang Anda peroleh mendukung hipotesis yang dibuat atau tidak.
kalian mungkin perlu mengulang beberapa kali percobaan untuk dapat menarik sebuah kesimpulan. Bahkan, terkadang kesimpulan yang kalian buat dapat mendorong kalian mengajukan pertanyaan baru dan rencana-rencana percobaan baru yang dapat kalian lakukan.
#6 Menguji Kembali Kesimpulan
Apakah percobaan Redi dapat meyakinkan semua orang bahwa lalat tersebut berasal dari lalat, bukan berasal dari daging yang membusuk? Banyak orang, termasuk ilmuwan, yang meragukan penelitian Redi. Mereka juga menganggap tidak adanya belatung (cikal bakal lalat) di stoples yang ditutup rapat plastik karena tidak adanya udara.
Mereka berpendapat bahwa diperlukan udara segar agar dari daging tersebut tumbuh belatung. Apakah reaksi Redi menghadapi hal tersebut? Redi berpikir dan merancang ulang penelitiannya. Redi menjadikan udara sebagai variabel bebas. Bagaimanakah bentuk percobaan Redi berikutnya? Perhatikan gambar berikut ini.
Apakah kalian dapat menemukan perbedaan rancangan dari percobaan (a) dan (b)? Bagaimanakah hasil percobaan kedua Redi tersebut? Apakah kesimpulannya?
Proses ilmiah merupakan suatu proses yang berulang. Ketidakberhasilan untuk membentuk hipotesis yang menarik, dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan kembali objek yang sedang dipelajari. Ketidakberhasilan suatu hipotesis dalam menghasilkan prediksi yang menarik dan teruji dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan hipotesis tersebut atau definisi subjek penelitian.
Ketidakberhasilan eksperimen dalam menghasilkan sesuatu yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang metode eksperimen tersebut, hipotesis yang mendasarinya, atau bahkan definisi subjek penelitian itu.
#7 Mengomunikasikan Hasil Penelitian
Mengomunikasikan hasil penelitian sangat penting dalam bidang IPA. Mengapa demikian? Hal ini disebabkan pengomunikasian hasil penelitian sangat berguna untuk kemajuan dan perkembangan IPA. Para saintis (ilmuwan) biasa melakukan penelitian yang merupakan kelanjutan dari hasil penelitian saintis sebelumnya.
Para saintis juga banyak yang melakukan metode kerja dengan mengikuti langkah penelitian sebelumnya. Bagian yang dikomunikasikan tidak hanya hasil dari penelitian, tetapi juga metode penelitian. Saintis biasa memublikasikan hasil karya ilmiahnya dalam jurnal, buku, atau internet.
Selain itu, para saintis juga biasa bertemu dalam suatu forum dan saling memelajari hasil penelitian saintis yang lain. Di sana, terjadi pertukaran informasi bahkan koreksi antarsaintis untuk mengetahui apakah hasil penelitiannya sudah layak atau belum.
Dalam mengomunikasikan hasil penelitian ini, kalian harus memiliki keyakinan bahwa apa yang telah kalian lakukan itu telah dikerjakan dengan baik. Dengan demikian, kalian dapat mempertahankan argumentasi kalian. Akan tetapi, jika memang hasil penelitian kalian perlu dikoreksi, kalian harus dapat menerimanya agar dapat melakukan penelitian yang lebih baik.
Bagaimana susunan laporan ilmiah itu? Pada dasarnya, karya ilmiah memiliki sistematika tertentu yang terdiri atas pendahuluan, kajian teori, metodologi penelitian, hasil dan pembahasan, serta kesimpulan dan saran.
A. Pendahuluan
Pendahuluan berisi latar belakang penelitian, yaitu alasan mengapa Anda memilih tema tersebut dan juga manfaat dari penelitian. Pendahuluan juga berisi tujuan penulisan untuk menerangkan kepada sesama penyelidik mengenai maksud dari pembuatan penelitian. Di dalam pendahuluan ini dituliskan pula hipotesis dan pembatasan masalah yang hendak Anda selidiki.
B. Kajian Teori
Bab ini berisi penjelasan dan teori yang berhubungan dengan penelitian. Berbagai variabel yang ada hubungannya dengan penelitian, dijelaskan dalam bab kajian teori.
C. Metodologi Penelitian
Dalam metodologi penelitian, kalian menjelaskan alat dan bahan yang digunakan, lokasi, teknik penelitian, serta cara menganalisis data. Dalam menuliskan metodologi penelitian ini, kalian harus menuliskannya sedetail mungkin. Dengan demikian, orang lain dapat membaca dan mengerti apa yang kalian tulis. Orang lain mungkin dapat melakukan penelitian yang sama persis seperti yang kalian lakukan.
D. Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini, data yang diperoleh kemudian dianalisis. Data berupa tabel, grafik, dan diagram ditampilkan pada bagian ini. Bab ini juga berisi penjelasan mengenai hipotesis, analisis hipotesis, dan hasil penelitian. Ketika menjelaskan hasil penelitian, jelaskanlah hasil penelitian kalian dengan terperinci. Dengan demikian, orang lain dapat mengerti hasil percobaan kalian.
E. Kesimpulan dan Saran
Setelah data percobaan dianalisis, diperoleh suatu hasil yang merupakan kesimpulan. Jadi, kesimpulan adalah jawaban dari hasil pengujian hipotesis. Dalam bagian ini juga diberikan saran yang berhubungan dengan penelitian ini. Misalnya, saran untuk penelitian lanjutan atau rekomendasi dari hasil penelitian lainnya.
