Ahli biologi mempelajari dunia kehidupan dengan mengajukan pertanyaan tentangnya dan mencari tanggapan berbasis sains. Pendekatan ini juga umum untuk ilmu lain dan sering disebut sebagai metode ilmiah. Metode ilmiah digunakan bahkan di zaman kuno, tetapi pertama kali didokumentasikan oleh Sir Francis Bacon dari Inggris (1561–1626) yang menyusun metode induktif untuk penyelidikan ilmiah. Metode ilmiah dapat diterapkan pada hampir semua bidang studi sebagai metode logis, rasional, dan pemecahan masalah.
Bagaimana para ahli biologi menindaklanjuti pengamatan ini? Bagaimana Anda bisa menindaklanjuti pengamatan Anda sendiri terhadap alam? Dalam artikel ini, kita akan membahas metode ilmiah, pendekatan pemecahan masalah logis yang digunakan oleh ahli biologi dan banyak ilmuwan lainnya.
Apa itu Biologi
Biologi merupakan salah satu ilmu yang besar. Para ilmuwan telah memperoleh pengetahuan biologi melalui proses yang dikenal sebagai metode ilmiah. Tidak ada satu metode ilmiah. Langkah-langkah metode ilmiah membuat cara yang teratur untuk mendapatkan informasi tentang dunia biologis.
Pengetahuan yang diperoleh kadang-kadang berguna dalam memecahkan masalah tertentu dan kadang-kadang hanya menarik tanpa aplikasi praktis pada saat itu. Sebuah metode ilmiah memerlukan pencarian sistematis untuk informasi melalui observasi dan eksperimen. Langkah-langkah dasar metode ilmiah setiap yang menyatakan masalah, mengumpulkan informasi, membentuk hipotesis, bereksperimen untuk menguji hipotesis, merekam dan menganalisis data, dan membentuk kesimpulan.
Pengertian Metode Ilmiah
Metode ilmiah adalah prosedur yang dilakukan untuk memperoleh pengetahuan melalui percobaan. Metode Ilmiah dirancang untuk membatalkan bias manusia standar dalam penalaran dengan mendorong reproduksibilitas dan cross-check. Para ilmuwan membentuk hipotesis, atau dugaan, tentang aspek-aspek dunia, kemudian menguji mereka. Percobaan ini harus siap direproduksi, sehingga ilmuwan lain dapat cross-check data. Setelah pengujian menyeluruh, hipotesis dapat mendukung atau bertentangan dengan data.
Ketika tubuh hipotesis pelengkap terbukti benar, mereka dapat diintegrasikan ke dalam semacam “meta-hipotesis” disebut teori. Teori tidak pernah dapat dibuktikan benar-benar benar, dan menurut para ilmuwan, tidak ada yang bisa. Di sinilah para ilmuwan bertentangan dengan teis dan spiritualis, yang percaya bahwa melalui doa atau meditasi yang dapat mengakses kebenaran mutlak. Menurut metode ilmiah, tidak ada teori sakral, dan bahkan jika ribuan eksperimen mendukungnya, kita masih dapat membuktikannya salah.
Jika teori ini sangat baik dikonfirmasi selama jangka waktu yang panjang dan diambil untuk diberikan di antara sebagian besar masyarakat ilmiah, ia memperoleh status hukum alam atau hukum fisik. Hukum-hukum fisika, seperti “gravitasi membuat hal-hal jatuh” sekitar sedekat mungkin dengan kepastian yang mutlak bahwa kita dapat memperoleh tentang alam semesta. Ketika teori, teori empiris terutama solid membuat prediksi kuantitatif rinci tentang fenomena yang mereka berusaha untuk menjelaskan, itu bisa sangat mudah untuk membantah mereka jika mereka tidak memiliki kekuatan prediktif.
Metode ilmiah adalah berusia lebih dari seribu tahun, sejak Ibn al-Haytham (965-1039). Al-Haytham adalah seorang pelopor sejati, kadang-kadang disebut “ilmuwan pertama,” yang menemukan metode ilmiah dan membuat kontribusi yang signifikan terhadap lebih dari selusin bidang ilmiah, terutama optik.
Metode ilmiah tidak tepat didefinisikan, tapi hampir semua ilmuwan setuju bahwa itu melibatkan iterasi dari empat langkah: karakterisasi (pengamatan dan definisi), hipotesis, prediksi, dan eksperimen untuk menguji semua bagian sebelumnya urutan. Metode ilmiah bukan resep yang kaku, tapi teknik cair untuk mengungkap kebenaran.
Tahapan
Inti dari biologi dan ilmu lainnya terletak pada pendekatan pemecahan masalah yang disebut metode ilmiah. Metode ilmiah memiliki lima langkah dasar, ditambah satu langkah umpan balik:
- Lakukan observasi.
- Ajukan pertanyaan.
- Bentuk hipotesis, atau penjelasan yang dapat diuji.
- Buat prediksi berdasarkan hipotesis.
- Uji prediksi (eksperimen).
- Kesimpulan: gunakan hasil untuk membuat hipotesis atau prediksi baru.
Metode ilmiah digunakan di semua ilmu — termasuk kimia, fisika, geologi, dan psikologi. Para ilmuwan di bidang ini mengajukan pertanyaan yang berbeda dan melakukan tes yang berbeda. Namun, mereka menggunakan pendekatan inti yang sama untuk menemukan jawaban yang logis dan didukung oleh bukti.
Langkah pertama dalam metode ilmiah menyatakan masalah berdasarkan pengamatan. Pada tahap ini, ilmuwan mengakui bahwa sesuatu telah terjadi dan itu terjadi berulang-ulang. Oleh karena itu, ilmuwan merumuskan pertanyaan atau menyatakan masalah untuk penyelidikan. Langkah berikutnya dalam metode ilmiah adalah untuk mengeksplorasi sumber daya yang mungkin memiliki informasi tentang itu pertanyaan atau masalah. Di sini, ilmuwan melakukan penelitian perpustakaan dan berinteraksi dengan para ilmuwan lain untuk mengembangkan pengetahuan tentang dengan pertanyaan di atas.
Selanjutnya, hipotesis terbentuk, yang berarti bahwa ilmuwan mengusulkan solusi yang mungkin untuk pertanyaan, menyadari bahwa jawabannya bisa salah. Ilmuwan menguji hipotesis melalui eksperimen yang mencakup kelompok eksperimen dan kontrol. Data dari percobaan dikumpulkan, direkam, dan dianalisis.
Setelah menganalisa data, ilmuwan menarik kesimpulan. Sebuah kesimpulan yang valid harus didasarkan pada fakta-fakta yang diamati dalam percobaan. Jika data dari percobaan diulang mendukung hipotesis, ilmuwan akan mempublikasikan hipotesis dan eksperimental data untuk ilmuwan lain untuk meninjau dan membahas.
Contoh
Mari kita lihat contoh penggunaan metode ilmiah dengan menerapkan langkah-langkahnya pada masalah praktis dari kehidupan sehari-hari.
1. Lakukan observasi.
Misalkan Anda mendapatkan dua potong roti, memasukkannya ke dalam pemanggang roti, dan menekan tombol. Namun, roti Anda tidak terpanggang.
2. Ajukan pertanyaan.
Mengapa rotiku tidak terpanggang?
3. Buat hipotesis.
Hipotesis adalah jawaban potensial atas pertanyaan, yang entah bagaimana bisa diuji. Misalnya, hipotesis kita dalam kasus ini adalah roti panggang tidak terpanggang karena stopkontak rusak.
Hipotesis ini belum tentu merupakan penjelasan yang tepat. Sebaliknya, ini adalah penjelasan yang mungkin dapat kita uji untuk melihat apakah itu mungkin benar, atau jika kita perlu membuat hipotesis baru.
4. Buat prediksi.
Prediksi adalah hasil yang kita harapkan untuk dilihat apakah hipotesisnya benar. Dalam hal ini, kita dapat memperkirakan bahwa jika stopkontak listrik rusak, maka menyambungkan pemanggang roti ke stopkontak yang berbeda akan menyelesaikan masalah.
5. Uji prediksi.
Untuk menguji hipotesis tersebut, kita perlu melakukan observasi atau melakukan percobaan yang terkait dengan prediksi. Misalnya, dalam kasus ini, kita akan mencolokkan pemanggang roti ke outlet lain dan melihat apakah pemanggang roti bekerja.
- Jika pemanggang roti menyala, hipotesisnya didukung — kemungkinan besar benar.
- Jika pemanggang roti tetap tidak bekerja, hipotesisnya tidak didukung — kemungkinan besar salah.
Hasil tes bisa mendukung atau bertentangan — menentang — hipotesis. Hasil yang mendukung hipotesis tidak dapat secara meyakinkan membuktikan bahwa hipotesis itu benar, tetapi itu berarti hipotesis tersebut kemungkinan besar benar. Di sisi lain, jika hasil yang bertentangan dengan hipotesis, hipotesis tersebut mungkin tidak benar. Kecuali jika ada kesalahan dalam pengujian — kemungkinan yang harus selalu kita pertimbangkan — hasil yang kontradiktif berarti kita dapat membuang hipotesis dan mencari yang baru.
6. Kesimpulan.
Langkah terakhir dari metode ilmiah adalah merefleksikan hasil kita dan menggunakannya untuk memandu langkah selanjutnya.
Teori dan hukum
Ilmuwan lain mungkin tidak hanya mengulangi percobaan tetapi mungkin melakukan percobaan tambahan untuk menantang temuan. Jika hipotesis diuji dan dikonfirmasi cukup sering, komunitas ilmiah menyebut hipotesis tersebut teori. Kemudian berbagai eksperimen tambahan menguji teori menggunakan metode eksperimental yang ketat. Tantangan berulang terhadap teori disajikan. Jika hasil terus mendukung teori, teori memperoleh status ilmiah hukum. Sebuah hukum ilmiah adalah fakta seragam atau konstan di alam. Sebuah contoh dari hukum biologi adalah bahwa semua makhluk hidup terdiri dari sel.
Sebuah kritik sering diajukan dalam metode ilmiah hal ini disebabkan karena ia tidak dapat menampung apa saja yang belum terbukti. Argumen kemudian menunjukkan bahwa banyak hal yang dianggap mustahil di masa lalu kini menjadi realitas sehari-hari. Kritik ini didasarkan pada salah tafsir dari metode ilmiah. Ketika hipotesis melewati tes itu diadopsi sebagai teori benar menjelaskan berbagai fenomena dapat setiap saat dipalsukan oleh bukti eksperimental baru. Ketika menjelajahi satu set baru atau fenomena ilmuwan menggunakan teori-teori yang ada namun, karena ini merupakan daerah baru penyelidikan, selalu diingat bahwa teori lama mungkin gagal untuk menjelaskan percobaan baru dan pengamatan. Dalam hal ini hipotesis baru yang dirancang dan diuji sampai teori baru muncul.
Ringkasan
Langkah-langkah metode ilmiah, yaitu menemukan dan merumuskan masalah, mengumpulkan informasi (data-data), menyusun hipotesis atau dugaan sementara, melakukan percobaan untuk menguji kebenaran hipotesis, mengolah hasil percobaan (analisis data), membuat kesimpulan dan mengkomunikasikan hasil penelitian kepada khalayak.