METODE ILMIAH: 6 LANGKAH DAN KARAKTERISTIKNYA (CONTOH) - ILMU - 2026

The metode ilmiah adalah proses yang digunakan dalam cabang ilmu pengetahuan untuk menguji hipotesis ilmiah melalui pengamatan, pertanyaan, formulasi hipotesis, dan eksperimen. Ini adalah cara rasional untuk mendapatkan pengetahuan yang obyektif dan andal.

Oleh karena itu, metode ilmiah memiliki serangkaian karakteristik yang mendefinisikannya: observasi, eksperimen, dan bertanya serta menjawab pertanyaan. Namun, tidak semua ilmuwan mengikuti proses ini dengan tepat. Beberapa cabang ilmu bisa lebih mudah diuji daripada yang lain.

Langkah-langkah metode ilmiah: pertanyaan, investigasi, perumusan hipotesis, eksperimen, analisis data, kesimpulan.

Misalnya, para ilmuwan yang mempelajari bagaimana bintang berubah seiring bertambahnya usia atau bagaimana dinosaurus mencerna makanan mereka tidak dapat memajukan kehidupan bintang hingga satu juta tahun atau melakukan penelitian dan pengujian dengan dinosaurus untuk menguji hipotesis mereka.

Ketika eksperimen langsung tidak memungkinkan, para ilmuwan memodifikasi metode ilmiah. Meskipun berubah dengan hampir setiap penyelidikan ilmiah, tujuannya sama: untuk menemukan hubungan sebab dan akibat dengan mengajukan pertanyaan, mengumpulkan dan memeriksa data, dan melihat apakah semua informasi yang tersedia dapat digabungkan menjadi jawaban yang logis.

Di sisi lain, seorang ilmuwan sering melalui tahapan metode ilmiah lagi, karena informasi, data, atau kesimpulan baru mungkin perlu melalui langkah-langkah itu lagi.

Misalnya, seorang ilmuwan mungkin berhipotesis "makan berlebihan mempercepat penuaan", melakukan percobaan, dan menarik kesimpulan. Anda kemudian dapat melakukan langkah-langkah tersebut lagi, dimulai dengan hipotesis lain, seperti "makan terlalu banyak gula mempercepat penuaan".

Untuk apa metode ilmiah dan untuk apa?

Metode ilmiah adalah metode investigasi empiris yang berfungsi untuk memperoleh pengetahuan dan informasi baru. "Empiris" artinya didasarkan pada kenyataan, menggunakan data; ini kebalikan dari "teoritis". Oleh karena itu, para ilmuwan menggunakan metode ilmiah untuk mempelajari realitas, mengumpulkan data, dan melakukan eksperimen. Ini dapat dibagi menjadi enam langkah / fase / tahapan yang berlaku untuk semua jenis penelitian:

-Pertanyaan berdasarkan observasi.

-Penyelidikan.

-Perumusan hipotesis.

-Percobaan.

-Analisis data.

-Tolak atau terima hipotesis (kesimpulan).

Selanjutnya saya akan menunjukkan langkah-langkah mendasar yang diambil saat melakukan investigasi. Supaya lebih memahaminya, pada akhir artikel saya akan meninggalkan contoh penerapan langkah-langkah dalam percobaan biologi; dalam penemuan struktur DNA.

Ciri-ciri utama metode ilmiah

- Gunakan observasi sebagai titik awal.

- Ajukan pertanyaan dan jawaban. Untuk merumuskan hipotesis, ilmuwan mengajukan pertanyaan dan jawaban secara sistematis, berusaha membangun hubungan sebab-akibat dalam aspek realitas.

- Memerlukan verifikasi, yaitu hasil perlu diverifikasi oleh berbagai ilmuwan.

- Menghasilkan kesimpulan yang bisa disangkal. Jika kesimpulan tidak dapat diverifikasi, metode ilmiah tidak dapat diterapkan.

- Menghasilkan hasil yang dapat direproduksi; percobaan dapat direplikasi oleh para ilmuwan untuk mencoba mendapatkan hasil yang sama.

- Itu objektif; itu didasarkan pada eksperimen dan observasi, bukan opini subjektif.

Apa langkah-langkah metode ilmiah? Terdiri dari apa dan karakteristiknya

Langkah 1- Ajukan pertanyaan berdasarkan observasi

Metode ilmiah dimulai ketika ilmuwan / peneliti mengajukan pertanyaan tentang sesuatu yang mereka amati atau apa yang mereka teliti: Bagaimana, apa, kapan, siapa, apa, mengapa, atau di mana?

Contoh observasi dan pertanyaan:

- Louis Pasteur mengamati di bawah mikroskop bahwa ulat sutera di selatan Prancis memiliki penyakit yang terinfeksi parasit.

- Seorang ahli biologi mengamati di bawah mikroskop bahwa keberadaan jenis sel tertentu memperbaiki gejala cacar. Anda mungkin bertanya, apakah sel-sel ini melawan virus cacar?

- Albert Einstein, ketika dia mengembangkan teorinya tentang relativitas khusus, bertanya pada dirinya sendiri: Apa yang akan Anda lihat jika Anda bisa berjalan di samping seberkas cahaya yang merambat melalui ruang angkasa?

Langkah 2- Investigasi

Langkah ini terdiri dari melakukan penelitian, mengumpulkan informasi untuk membantu menjawab pertanyaan. Informasi yang dikumpulkan harus objektif dan dari sumber yang dapat dipercaya. Mereka dapat diselidiki melalui database internet, di perpustakaan, buku, wawancara, penelitian, dan lain-lain.

Ada beberapa jenis observasi ilmiah. Yang paling umum adalah langsung dan tidak langsung.

Langkah 3- Perumusan hipotesis

Tahap ketiga adalah perumusan hipotesis. Hipotesis adalah pernyataan yang dapat digunakan untuk memprediksi hasil pengamatan di masa depan.

Contoh hipotesis:

• Pemain sepak bola yang berlatih secara teratur memanfaatkan waktu, mencetak lebih banyak gol daripada mereka yang melewatkan 15% sesi latihan.
• Orang tua baru yang telah belajar pendidikan tinggi, dalam 70% kasus lebih santai saat melahirkan.

Hipotesis yang berguna harus memungkinkan prediksi dengan penalaran, termasuk penalaran deduktif. Hipotesis dapat memprediksi hasil percobaan di laboratorium atau pengamatan suatu fenomena di alam.

Jika prediksi tidak dapat diakses oleh observasi atau pengalaman, hipotesis tersebut belum dapat diuji dan akan tetap menjadi ukuran yang tidak ilmiah. Belakangan, teknologi atau teori baru dapat memungkinkan eksperimen yang diperlukan.

Langkah 4- Eksperimen

Kasus percobaan dengan manusia.

Langkah selanjutnya adalah eksperimen, ketika para ilmuwan melakukan apa yang disebut eksperimen sains, di mana hipotesis diuji.

Prediksi yang coba dibuat oleh hipotesis dapat diuji dengan eksperimen. Jika hasil tes bertentangan dengan prediksi, hipotesis dipertanyakan dan menjadi kurang berkelanjutan.

Jika hasil eksperimen mengkonfirmasi prediksi hipotesis, maka hipotesis dianggap lebih benar, tetapi mungkin salah dan tetap tunduk pada eksperimen lebih lanjut.

Untuk menghindari kesalahan observasi dalam percobaan, digunakan teknik kontrol eksperimental. Teknik ini menggunakan kontras antara beberapa sampel (atau pengamatan) dalam kondisi berbeda untuk melihat apa yang bervariasi atau tetap sama.

Contoh

Untuk menguji hipotesis 'laju pertumbuhan rumput tidak bergantung pada jumlah cahaya', seseorang harus mengamati dan mengambil data dari rumput yang tidak terkena cahaya.

Ini disebut "grup kontrol". Mereka identik dengan kelompok eksperimental lainnya, kecuali untuk variabel yang diteliti.

Penting untuk diingat bahwa grup kontrol hanya dapat berbeda dari grup eksperimen mana pun dengan satu variabel. Dengan begitu Anda dapat mengetahui bahwa variabel itulah yang menghasilkan perubahan atau tidak.

Misalnya, rumput di luar di tempat teduh tidak bisa dibandingkan dengan rumput di bawah sinar matahari. Begitu pula rumput di satu kota dengan rumput kota lainnya. Ada variabel antara kedua kelompok selain cahaya, seperti kelembaban tanah dan pH.

Contoh lain dari grup kontrol yang sangat umum

Eksperimen untuk mengetahui apakah suatu obat efektif dalam mengobati apa yang diinginkan sangat umum. Misalnya, jika Anda ingin mengetahui efek aspirin, Anda dapat menggunakan dua kelompok dalam percobaan pertama:

• Kelompok percobaan 1, yang diberi aspirin.
• Kelompok kontrol 2, dengan karakteristik yang sama dengan kelompok 1, dan tidak diberikan aspirin.

Langkah 5: Analisis Data

Setelah percobaan dilakukan pengambilan data yang dapat berupa angka, ya / tidak, ada / tidak ada, atau observasi lainnya.

Pengumpulan pengukuran dan data yang sistematis dan cermat adalah perbedaan antara pseudosciences seperti alkimia, dan sains, seperti kimia atau biologi. Pengukuran dapat dilakukan di lingkungan yang terkendali, seperti laboratorium, atau pada objek yang kurang lebih tidak dapat diakses atau tidak dapat dimanipulasi, seperti bintang atau populasi manusia.

Pengukuran sering kali membutuhkan instrumen ilmiah khusus seperti termometer, mikroskop, spektroskopi, akselerator partikel, voltmeter …

Langkah ini melibatkan menentukan apa yang ditunjukkan hasil eksperimen dan memutuskan tindakan selanjutnya yang akan diambil. Jika eksperimen diulang berkali-kali, analisis statistik mungkin diperlukan.

Jika bukti telah menolak hipotesis, diperlukan hipotesis baru. Jika data dari eksperimen mendukung hipotesis, tetapi buktinya tidak cukup kuat, prediksi lain dari hipotesis harus diuji dengan eksperimen lain.

Setelah hipotesis didukung kuat oleh bukti, pertanyaan penelitian baru dapat diajukan untuk memberikan lebih banyak informasi tentang topik yang sama.

Langkah 6: Kesimpulan. Menafsirkan data dan menerima atau menolak hipotesis

Untuk banyak eksperimen, kesimpulan dibentuk atas dasar analisis data informal. Tanyakan saja, apakah datanya sesuai dengan hipotesis? ini adalah cara untuk menerima atau menolak hipotesis.

Namun, lebih baik menerapkan analisis statistik pada data, untuk menetapkan tingkat 'penerimaan' atau 'penolakan'. Matematika juga berguna untuk mengevaluasi efek kesalahan pengukuran dan ketidakpastian lain dalam sebuah percobaan.

Jika hipotesis diterima, tidak dijamin hipotesis tersebut benar. Artinya, hasil eksperimen mendukung hipotesis. Eksperimen dapat diduplikasi dan mendapatkan hasil yang berbeda di lain waktu. Hipotesis mungkin juga menjelaskan pengamatan, tetapi itu adalah penjelasan yang salah.

Jika hipotesis ditolak, mungkin percobaan berakhir atau dapat dilakukan kembali. Jika Anda mengulangi prosesnya, Anda akan memiliki lebih banyak observasi dan lebih banyak data.

Langkah-langkah lainnya adalah: 7- Mengkomunikasikan hasil dan 8- Memeriksa hasil dengan mereplikasi penelitian (dilakukan oleh ilmuwan lain)

Jika sebuah percobaan tidak dapat diulangi untuk menghasilkan hasil yang sama, ini berarti bahwa hasil aslinya mungkin saja salah. Akibatnya, biasanya satu eksperimen dilakukan beberapa kali, terutama bila ada variabel yang tidak terkontrol atau indikasi kesalahan eksperimental lainnya.

Untuk memperoleh hasil yang signifikan atau mengejutkan, ilmuwan lain mungkin juga mencoba mereplikasi hasil itu sendiri, terutama jika hasil tersebut penting untuk pekerjaan mereka sendiri.

Contoh nyata metode ilmiah dalam penemuan struktur DNA

Sejarah penemuan struktur DNA merupakan contoh klasik dari langkah-langkah metode ilmiah: pada tahun 1950 diketahui bahwa pewarisan genetik mempunyai deskripsi matematis, dari studi Gregor Mendel, dan bahwa DNA mengandung informasi genetik.

Namun, mekanisme penyimpanan informasi genetik (yaitu gen) dalam DNA tidak jelas.

Penting untuk dicatat bahwa tidak hanya Watson dan Crick yang berpartisipasi dalam penemuan struktur DNA, meskipun mereka juga dianugerahi Hadiah Nobel. Banyak ilmuwan pada masa itu menyumbangkan pengetahuan, data, ide, dan penemuan.

Pertanyaan dari observasi

Penelitian sebelumnya tentang DNA telah menentukan komposisi kimianya (empat nukleotida), struktur masing-masing nukleotida, dan sifat lainnya.

DNA telah diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik oleh percobaan Avery-MacLeod-McCarty pada tahun 1944, tetapi mekanisme bagaimana informasi genetik disimpan dalam DNA tidak jelas.

Karena itu, pertanyaannya bisa jadi:

Penyelidikan

Orang-orang yang terlibat, termasuk Linus Pauling, Watson atau Crick, menyelidiki dan mencari informasi; dalam hal ini mungkin penelitian tentang waktu, buku dan percakapan dengan rekan kerja.

Hipotesa

Linus Pauling mengusulkan bahwa DNA bisa menjadi heliks rangkap tiga. Hipotesis ini juga dipertimbangkan oleh Francis Crick dan James D. Watson tetapi mereka membuangnya.

Ketika Watson dan Crick mengetahui hipotesis Pauling, mereka memahami dari data yang ada bahwa dia salah, dan Pauling akan segera mengakui kesulitannya dengan struktur itu. Oleh karena itu, perlombaan untuk menemukan struktur DNA adalah untuk menemukan struktur yang benar.

Prediksi apa yang akan dibuat oleh hipotesis tersebut? Jika DNA berstruktur heliks, pola difraksi sinar-X-nya akan berbentuk X.

Oleh karena itu, hipotesis bahwa DNA berstruktur heliks ganda akan diuji dengan hasil / data sinar-X, secara spesifik diuji dengan data difraksi sinar-X yang diberikan oleh Rosalind Franklin, James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953.

Percobaan

Rosalind Franklin mengkristalkan DNA murni dan melakukan difraksi sinar-X untuk menghasilkan foto 51. Hasilnya menunjukkan bentuk X.

Bukti eksperimental yang mendukung model Watson and Crick ditunjukkan dalam rangkaian lima makalah yang diterbitkan di Nature.

Dari jumlah tersebut, makalah Franklin dan Raymond Gosling adalah publikasi pertama dengan data difraksi sinar-X untuk mendukung model Watson dan Crick.

Analisis dan kesimpulan

Ketika Watson melihat pola difraksi yang detail, dia langsung mengenalinya sebagai heliks.

Dia dan Crick membuat model mereka, menggunakan informasi ini bersama dengan informasi yang diketahui sebelumnya tentang komposisi DNA dan tentang interaksi molekuler, seperti ikatan hidrogen.

Sejarah

Karena sulit untuk menentukan dengan tepat kapan metode ilmiah mulai digunakan, maka sulit untuk menjawab pertanyaan siapa yang menciptakannya.

Metode dan langkah-langkahnya berkembang dari waktu ke waktu dan para ilmuwan yang menggunakannya memberikan kontribusi mereka, berkembang dan menyempurnakan sedikit demi sedikit.

Aristoteles dan Yunani

Aristoteles, salah satu filsuf paling berpengaruh dalam sejarah, adalah pendiri ilmu empiris, yaitu proses pengujian hipotesis dari pengalaman, eksperimen, dan pengamatan langsung dan tidak langsung.

Bangsa Yunani adalah peradaban Barat pertama yang mulai mengamati dan mengukur untuk memahami dan mempelajari fenomena dunia, namun tidak ada struktur yang menyebutnya metode ilmiah.

Muslim dan zaman keemasan Islam

Sebenarnya, perkembangan metode ilmiah modern dimulai dengan para sarjana Muslim pada Zaman Keemasan Islam, pada abad ke 10 hingga 14. Belakangan, filsuf-ilmuwan Pencerahan terus menyempurnakannya.

Di antara semua ulama yang berkontribusi, Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam), adalah kontributor utama, dianggap oleh beberapa sejarawan sebagai "arsitek metode ilmiah." Metodenya memiliki tahapan sebagai berikut, Anda dapat melihat kesamaannya dengan yang dijelaskan di artikel ini:

-Pengamatan alam.

-Menetapkan / menentukan masalah.

-Membuat hipotesis.

-Uji hipotesis melalui eksperimen.

-Evaluasi dan analisis hasil.

-Menafsirkan data dan menarik kesimpulan.

-Publikasikan hasilnya.

Renaisans

Filsuf Roger Bacon (1214 - 1284) dianggap sebagai orang pertama yang menerapkan penalaran induktif sebagai bagian dari metode ilmiah.

Selama Renaisans, Francis Bacon mengembangkan metode induktif melalui sebab dan akibat, dan Descartes mengusulkan bahwa deduksi adalah satu-satunya cara untuk belajar dan memahami.

Newton dan sains modern

Isaac Newton dapat dianggap sebagai ilmuwan yang akhirnya menyempurnakan proses tersebut hingga dikenal saat ini. Dia mengusulkan, dan mempraktikkan, fakta bahwa metode ilmiah membutuhkan metode deduktif dan induktif.

Setelah Newton, ada ilmuwan hebat lainnya yang berkontribusi pada pengembangan metode ini, termasuk Albert Einstein.

Pentingnya

Metode ilmiah penting karena merupakan cara yang dapat diandalkan untuk memperoleh pengetahuan. Ini didasarkan pada klaim yang mendasarkan, teori, dan pengetahuan pada data, eksperimen, dan pengamatan.

Oleh karena itu, sangat penting bagi kemajuan masyarakat dalam bidang teknologi, ilmu pengetahuan secara umum, kesehatan dan secara umum menghasilkan pengetahuan teoritis dan aplikasi praktis.

Misalnya, metode sains ini bertentangan dengan metode berbasis iman. Dengan iman, sesuatu diyakini oleh tradisi, tulisan atau kepercayaan, tanpa didasarkan pada bukti yang dapat disangkal, juga tidak dapat dilakukan eksperimen atau pengamatan yang menyangkal atau menerima kepercayaan dari keyakinan itu.

Dengan sains, seorang peneliti dapat melakukan langkah-langkah metode ini, mencapai kesimpulan, menyajikan data, dan peneliti lain dapat mereplikasi eksperimen atau observasi tersebut untuk memvalidasi atau tidak.

Referensi

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos dan Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologi penelitian (2nd ed., 2001). Mexico DF, Meksiko. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ and Pearson, David (2016, 28 Juni). Apa metode ilmiahnya? Arizona State University, Sekolah Tinggi Seni dan Sains Liberal. Diakses 15 Januari 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. dan Voegtle, Katherine H. (2006). Metode dalam Penelitian Pendidikan: Dari Teori ke Praktek (edisi ke-2nd, 2010). San Francisco, Amerika Serikat. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Proses penelitian dalam ilmu sosial. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). The Process of Scientific Research (edisi ke-3rd, 1999). Mexico DF, Meksiko. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Analisis data. San Cristóbal, Venezuela. Universitas Eksperimental Nasional Táchira (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Pengantar Metode Ilmiah. New York, AS. Universitas Rochester, Departemen Fisika dan Astronomi. Diakses 15 Januari 2017.
8. Wudka, José (1998, 24 September). Apa itu "metode ilmiah"? Riverside, Amerika Serikat. University of California, Departemen Fisika dan Astronomi. Diakses 15 Januari 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23 Apr 2009). Siapa Penemu Metode Ilmiah?. Diperoleh 23 Desember 2017 dari Explorable.com: explorable.com.