Tahapan-tahapan Penelitian Ilmiah yang dapat Dilakukan Untuk Memecahkan Masalah dalam Ilmu Biologi
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. Anda juga dapat ikut berperan dalam perkembangan ilmu pengetahuan tersebut jika mempunyai keinginan untuk terus menggali ilmu pengetahuan dan terus mencoba memuaskan rasa keingintahuan yang Anda 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, Anda mungkin dapat menjadi seorang penemu baru yang berguna bagi masyarakat luas. Hal tersebut dapat terjadi jika Anda memahami bagaimana kerja ilmiah yang dilakukan oleh para ilmuwan terdahulu dan mengaplikasikannya pada kegiatan-kegiatan ilmiah yang Anda lakukan.
Untuk melakukan penelitian ilmiah, Anda harus mempelajari dan mengetahui tentang tahapan-tahapan penelitian ilmiah agar penelitian yang dilakukan berhasil dengan baik. Berikut akan diuraikan tahapan-tahapan penelitian ilmiah yang dapat dilakukan untuk memecahkan masalah dalam ilmu biologi:
#1 Merencanakan Penelitian
a. Mengidentifikasi Masalah
b. Merumuskan Tujuan
c. Menetapkan Jenis Penelitian
1) Deskriptif
2) Eksperimental
#2 Melakukan Penelitian
a. Merumuskan masalah
b. Menentukan Hipotesis
c. Menguji Hipotesis
1) Merencanakan eksperimen
2) Melakukan eksperimen
3) Melakukan observasi dalam eksperimen
d. Mengumpulkan data
e. Menarik Kesimpulan
f. Menguji Kembali Kesimpulan
#3 Mengomunikasikan Hasil Penelitian
1. Menyusun laporan ilmiah
a. Pendahuluan
b. Kajian Teori
c. Metodologi Penelitian
d. Hasil dan Pembahasan
e. Kesimpulan dan Saran
#4 Bersikap Ilmiah
a. Membedakan Fakta dan Opini
b. Berpikir Kritis
c. Berani dan Santun dalam Mengajukan Pertanyaan
d. Memiliki Rasa Ingin Tahu
e. Tekun dan Peduli Lingkungan
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.
Terdapat dua hal yang harus diperhatikan ketika merumuskan tujuan penelitian, yaitu apa yang akan dilakukan dan pertanyaan apa yang ingin dijawab. Pengetahuan awal Anda terhadap suatu masalah yang akan diteliti sangat membantu dalam merumuskan tujuan penelitian.
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.
1) 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.
2) 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.
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.
Berikut ini penjelasan lebih lanjut dari tahapan dalam metode ilmiah.
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.
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. Selain itu, rumusan masalah dapat dibuat dari kejadian di sekitar kita. Misalnya dari kejadian banjir.
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, Anda harus selalu menuliskan hasil observasi Anda sesegera mungkin dalam sebuah buku.
Setelah observasi dapat dilakukan dengan baik, Anda dapat menemukan pertanyaan atau permasalahan yang akan membawa Anda 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, Anda sedang memperkirakan jawaban sementara dari pertanyaan yang telah Anda buat ketika Anda melakukan observasi dan menggunakan informasi yang telah Anda 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. Anda 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 kejadian- kejadian atau data yang ada di masa yang lalu.
Prediksi yang Anda buat mungkin saja salah. Untuk menguji apakah prediksi yang Anda buat salah atau benar, Anda harus melakukan sebuah eksperimen (percobaan).
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. Adapun 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.
1) Merencanakan eksperimen
Rencana eksperimen perlu dibuat serunut 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 Anda 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.
2) 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.
3) 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 Anda 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.
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, Anda cukup membandingkan rata-rata dan persentase. Setelah itu, Anda dapat menganalisis apakah hipotesis yang dibuat sesuai dengan hasil percobaan atau tidak.
Apakah hal tersebut sebuah kesimpulan?
Apa yang dilakukan Redi adalah suatu usaha untuk menarik suatu kesimpulan. Begitu pun Anda, kesimpulan dapat Anda ambil setelah mendapatkan data dari hasil percobaan yang Anda lakukan.
Kesimpulan merupakan kalimat yang meringkas suatu hasil percobaan yang telah dilakukan.
Ketika Anda menarik kesimpulan, Anda harus memutuskan apakah data yang Anda peroleh mendukung hipotesis yang dibuat atau tidak. Anda mungkin perlu mengulang beberapa kali percobaan untuk dapat menarik sebuah kesimpulan.
Bahkan, terkadang kesimpulan yang Anda buat dapat mendorong Anda mengajukan pertanyaan baru dan rencana-rencana percobaan baru yang dapat Anda lakukan.
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.
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.
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, Anda harus memiliki keyakinan bahwa apa yang telah Anda lakukan itu telah dikerjakan dengan baik. Dengan demikian, Anda dapat mempertahankan argumentasi Anda. Akan tetapi, jika memang hasil penelitian Anda perlu dikoreksi, Anda 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.
Ketika menjelaskan hasil penelitian, jelaskanlah hasil penelitian Anda dengan terperinci. Dengan demikian, orang lain dapat mengerti hasil percobaanmu.
Berikut ini beberapa sikap ilmiah yang perlu Anda miliki.
Pernyataan dalam bidang IPA haruslah berupa pernyataan eksak, yaitu tepat dan spesifik. Adapun opini merupakan tanggapan atau tafsiran seseorang. Berikut ini contoh fakta dan opini.
Fakta: Anak itu memiliki rambut hitam.
Opini: Anak itu memiliki rambut yang indah
Fakta: Mawar memiliki bunga berwarna merah.
Opini: Mawar memiliki bunga yang menarik.
Seorang saintis haruslah menyajikan faktor-faktor dalam bentuk data dan menghindari opini-opini yang tidak didukung fakta. Fakta yang diberikan haruslah sesuai dengan kenyataan karena seorang saintis harus jujur. Apa yang terjadi jika data yang digunakan tidak sesuai kenyataan?
Ketika Anda menilai dan menyaring suatu informasi yang diterima, Anda berarti telah berpikir kritis. Berpikir kritis berarti mengombinasikan apa yang telah Anda ketahui dengan fakta baru yang diberikan, misalnya apakah benar manusia berevolusi dari simpanse? Ataukah evolusi itu terjadi karena seleksi alam, sehingga manusia dan simpanse memiliki proses evolusi berbeda?
Manakah yang Anda pilih?
Setelah itu, baru Anda putuskan untuk mempercayainya atau tidak. Berpikir kritis ini sangat penting karena tidak semua informasi yang kita terima itu benar. Kita perlu menyaringnya dan melihat dari berbagai sudut pandang sebelum mempercayainya. Berpikir kritis sangat penting ketika sedang melakukan kerja ilmiah. Dengan demikian, Anda akan mendapatkan data penelitian yang akurat dan dapat dipertanggung- jawabkan.
Untuk itu, Anda perlu mengajukan pertanyaan untuk mendapatkan keterangan lebih lanjut. Jangan takut untuk bertanya, tetapi ingat pula untuk mengajukan pertanyaan secara santun. Mengapa? Karena seorang saintis yang baik adalah seseorang yang dapat menghargai orang lain.
Dari sikap ingin tahu, akan timbul permasalahan yang mungkin membawa Anda pada penelitian yang berguna bagi masyarakat. Dengan memiliki rasa ingin tahu, kita akan berusaha menemukan jawaban dari berbagai permasalahan yang muncul di muka bumi ini.
Sikap peduli lingkungan juga harus tertanam dalam jiwa saintis karena suatu penelitian akan sia-sia jika ternyata proses maupun hasilnya merusak lingkungan. Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan yang memiliki akal, diberi kemampuan untuk memanfaatkan dan memelihara lingkungan. Oleh karenanya, sikap peduli terhadap lingkungan harus tetap dilakukan di manapun berada. Sudahkah Anda melakukannya?
Itulah sebabnya, ilmu pengetahuan terus berkembang dan penemuan-penemuan baru pun terus bermunculan. Anda juga dapat ikut berperan dalam perkembangan ilmu pengetahuan tersebut jika mempunyai keinginan untuk terus menggali ilmu pengetahuan dan terus mencoba memuaskan rasa keingintahuan yang Anda 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, Anda mungkin dapat menjadi seorang penemu baru yang berguna bagi masyarakat luas. Hal tersebut dapat terjadi jika Anda memahami bagaimana kerja ilmiah yang dilakukan oleh para ilmuwan terdahulu dan mengaplikasikannya pada kegiatan-kegiatan ilmiah yang Anda lakukan.
Untuk melakukan penelitian ilmiah, Anda harus mempelajari dan mengetahui tentang tahapan-tahapan penelitian ilmiah agar penelitian yang dilakukan berhasil dengan baik. Berikut akan diuraikan tahapan-tahapan penelitian ilmiah yang dapat dilakukan untuk memecahkan masalah dalam ilmu biologi:
#1 Merencanakan Penelitian
a. Mengidentifikasi Masalah
b. Merumuskan Tujuan
c. Menetapkan Jenis Penelitian
1) Deskriptif
2) Eksperimental
#2 Melakukan Penelitian
a. Merumuskan masalah
b. Menentukan Hipotesis
c. Menguji Hipotesis
1) Merencanakan eksperimen
2) Melakukan eksperimen
3) Melakukan observasi dalam eksperimen
d. Mengumpulkan data
e. Menarik Kesimpulan
f. Menguji Kembali Kesimpulan
#3 Mengomunikasikan Hasil Penelitian
1. Menyusun laporan ilmiah
a. Pendahuluan
b. Kajian Teori
c. Metodologi Penelitian
d. Hasil dan Pembahasan
e. Kesimpulan dan Saran
#4 Bersikap Ilmiah
a. Membedakan Fakta dan Opini
b. Berpikir Kritis
c. Berani dan Santun dalam Mengajukan Pertanyaan
d. Memiliki Rasa Ingin Tahu
e. Tekun dan Peduli Lingkungan
1. Merencanakan Penelitian
Untuk melakukan suatu penelitian ada beberapa hal yang harus dilakukan terlebih dahulu, antara lain mengidentifikasi masalah, merumuskan tujuan penelitian, dan menetapkan jenis penelitian.a. 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.
b. 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 Anda terhadap suatu masalah yang akan diteliti sangat membantu dalam merumuskan tujuan penelitian.
c. 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.
1) 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.
2) 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.
2. Melakukan Penelitian
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.
Berikut ini penjelasan lebih lanjut dari tahapan dalam metode ilmiah.
a. 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.
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. Selain itu, rumusan masalah dapat dibuat dari kejadian di sekitar kita. Misalnya dari kejadian banjir.
b. 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, Anda harus selalu menuliskan hasil observasi Anda sesegera mungkin dalam sebuah buku.
Setelah observasi dapat dilakukan dengan baik, Anda dapat menemukan pertanyaan atau permasalahan yang akan membawa Anda 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, Anda sedang memperkirakan jawaban sementara dari pertanyaan yang telah Anda buat ketika Anda melakukan observasi dan menggunakan informasi yang telah Anda 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. Anda 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 kejadian- kejadian atau data yang ada di masa yang lalu.
Prediksi yang Anda buat mungkin saja salah. Untuk menguji apakah prediksi yang Anda buat salah atau benar, Anda harus melakukan sebuah eksperimen (percobaan).
c. 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. Adapun 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.
1) Merencanakan eksperimen
Rencana eksperimen perlu dibuat serunut 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 Anda 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.
2) 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.
3) 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 Anda 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.
d. Mengumpulkan data
Hasil observasi adalah data, baik data kualitatif maupun data kuantitatif.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, Anda cukup membandingkan rata-rata dan persentase. Setelah itu, Anda dapat menganalisis apakah hipotesis yang dibuat sesuai dengan hasil percobaan atau tidak.
e. 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 Anda, kesimpulan dapat Anda ambil setelah mendapatkan data dari hasil percobaan yang Anda lakukan.
Kesimpulan merupakan kalimat yang meringkas suatu hasil percobaan yang telah dilakukan.
Ketika Anda menarik kesimpulan, Anda harus memutuskan apakah data yang Anda peroleh mendukung hipotesis yang dibuat atau tidak. Anda mungkin perlu mengulang beberapa kali percobaan untuk dapat menarik sebuah kesimpulan.
Bahkan, terkadang kesimpulan yang Anda buat dapat mendorong Anda mengajukan pertanyaan baru dan rencana-rencana percobaan baru yang dapat Anda lakukan.
f. 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.
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.
3. Mengomunikasikan Hasil Penelitian
Mengomunikasikan hasil penelitian sangat penting dalam bidang IPA. 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, Anda harus memiliki keyakinan bahwa apa yang telah Anda lakukan itu telah dikerjakan dengan baik. Dengan demikian, Anda dapat mempertahankan argumentasi Anda. Akan tetapi, jika memang hasil penelitian Anda perlu dikoreksi, Anda 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, Anda menjelaskan alat dan bahan yang digunakan, lokasi, teknik penelitian, serta cara menganalisis data. Dalam menuliskan metodologi penelitian ini, Anda harus menuliskannya sedetail mungkin. Dengan demikian, orang lain dapat membaca dan mengerti apa yang Anda tulis. Dia mungkin dapat melakukan penelitian yang sama persis seperti yang Anda 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 Anda dengan terperinci. Dengan demikian, orang lain dapat mengerti hasil percobaanmu.
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.4. Bersikap Ilmiah
Dalam melakukan kerja ilmiah, Anda harus memiliki sikap ilmiah atau sikap yang sesuai dengan kaidah ilmu pengetahuan. Sikap ini penting agar Anda dapat menjadi penyelidik yang baik dan menghasilkan karya yang baik. Sikap ini tidak hanya penting ketika melakukan kerja ilmiah, tetapi juga dalam melakukan kehidupan sehari-hari.Berikut ini beberapa sikap ilmiah yang perlu Anda miliki.
a. Membedakan Fakta dan Opini
Dapat membedakan antara fakta dan opini adalah salah satu sikap yang perlu dimiliki oleh seorang saintis. Fakta adalah kenyataan, sedangkan opini adalah pendapat. Fakta dapat dikenali oleh alat indra dan dapat diukur secara kualitatif.Pernyataan dalam bidang IPA haruslah berupa pernyataan eksak, yaitu tepat dan spesifik. Adapun opini merupakan tanggapan atau tafsiran seseorang. Berikut ini contoh fakta dan opini.
Fakta: Anak itu memiliki rambut hitam.
Opini: Anak itu memiliki rambut yang indah
Fakta: Mawar memiliki bunga berwarna merah.
Opini: Mawar memiliki bunga yang menarik.
Seorang saintis haruslah menyajikan faktor-faktor dalam bentuk data dan menghindari opini-opini yang tidak didukung fakta. Fakta yang diberikan haruslah sesuai dengan kenyataan karena seorang saintis harus jujur. Apa yang terjadi jika data yang digunakan tidak sesuai kenyataan?
b. Berpikir Kritis
Ketika Anda menilai dan menyaring suatu informasi yang diterima, Anda berarti telah berpikir kritis. Berpikir kritis berarti mengombinasikan apa yang telah Anda ketahui dengan fakta baru yang diberikan, misalnya apakah benar manusia berevolusi dari simpanse? Ataukah evolusi itu terjadi karena seleksi alam, sehingga manusia dan simpanse memiliki proses evolusi berbeda?Manakah yang Anda pilih?
Setelah itu, baru Anda putuskan untuk mempercayainya atau tidak. Berpikir kritis ini sangat penting karena tidak semua informasi yang kita terima itu benar. Kita perlu menyaringnya dan melihat dari berbagai sudut pandang sebelum mempercayainya. Berpikir kritis sangat penting ketika sedang melakukan kerja ilmiah. Dengan demikian, Anda akan mendapatkan data penelitian yang akurat dan dapat dipertanggung- jawabkan.
c. Berani dan Santun dalam Mengajukan Pertanyaan
Berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan adalah sikap ilmiah yang perlu kita miliki. Terutama ketika kita bekerja sama dengan orang lain. Anda harus menjaga kekompakan dan kerja sama yang baik. Ketika menganalisis suatu penjelasan, mungkin ada hal-hal yang tidak dimengerti atau hal-hal yang dirasa janggal.Untuk itu, Anda perlu mengajukan pertanyaan untuk mendapatkan keterangan lebih lanjut. Jangan takut untuk bertanya, tetapi ingat pula untuk mengajukan pertanyaan secara santun. Mengapa? Karena seorang saintis yang baik adalah seseorang yang dapat menghargai orang lain.
d. Memiliki Rasa Ingin Tahu
Dasar dari perkembangan Ilmu Pengetahuan Alam adalah rasa ingin tahu terhadap alam semesta. Ahli sains selalu ingin tahu apa, bagaimana, mengapa, atau di mana terhadap segala sesuatu. Anda harus memiliki sikap ini sehingga timbul keinginan untuk melakukan kegiatan ilmiah.Dari sikap ingin tahu, akan timbul permasalahan yang mungkin membawa Anda pada penelitian yang berguna bagi masyarakat. Dengan memiliki rasa ingin tahu, kita akan berusaha menemukan jawaban dari berbagai permasalahan yang muncul di muka bumi ini.
e. Tekun dan Peduli Lingkungan
Dalam melakukan penelitian, ketekunan merupakan salah satu prasyarat dalam keberhasilan penelitian. Jangan Anda putus asa dalam melakukan penelitian, kegagalan merupakan bagian dari keberhasilan. Tidak sedikit penelitian yang gagal, namun akhirnya berhasil. Tidak sedikit juga penyelidik yang berhasil setelah mempelajari kegagalan dirinya sendiri maupun orang lain.Sikap peduli lingkungan juga harus tertanam dalam jiwa saintis karena suatu penelitian akan sia-sia jika ternyata proses maupun hasilnya merusak lingkungan. Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan yang memiliki akal, diberi kemampuan untuk memanfaatkan dan memelihara lingkungan. Oleh karenanya, sikap peduli terhadap lingkungan harus tetap dilakukan di manapun berada. Sudahkah Anda melakukannya?
