Kedudukan Konsep dalam Keteraturan Sains.

Salah satu tujuan dari pembelajaran sains adalah untuk membantu agar siswa dapat menguasai pengetahuan tentang keteraturan sains dalam bentuk fakta-fakta, konsep-konsep dan generalisasi-generalisasi sains. Dengan menguasai fakta-fakta, konsep-konsep dan generalisasi ini diharapkan siswa mampu memahami fenomena alam yang ada di sekitarnya. Dengan penguasaan keteraturan sains, siswa diharapkan pula untuk dapat melakukan pengontrolan agar terhindar dari gejala alam yang merugikan dan memanfaatkan gejala alam untuk kepentingan kehidupan. Penguasaan terhadap keteraturan sains juga dapat menimbulkan kemampuan memprediksi gejala alam.

Fakta sebagai bagian mendasar dari sains

Dasar dari semua pengetahuan adalah informasi nyata seperti pemberian label, penggambaran sederhana atau kejadian-kejadian yang disebut dengan fakta. Hasil pengamatan siswa bahwa ‘ burung merpati lebih besar dari burung pipit ‘, ‘kaki ayam lebih panjang dari kaki merpati’ adalah beberapa informasi faktual yang mudah didapatkan siswa dalam kehidupan sehari-hari. Demikian pula dengan pernyataan siswa bahwa ‘dorongan atau tarikan dapat menyebabkan benda bergerak’ ketika sedang bermain. Informasi faktual semacam ini sangat diperlukan untuk memahami keteratuan sains yang lebih umum seperti konsep dan generalisasi.
Fakta dapat diperoleh secara langsung dengan menggunakan panca indera kita sendiri maupun melalui pengalaman orang lain. Pada contoh-contoh di atas, fakta didapatkan oleh siswa dengan melibatkan pengalaman sensori secara langsung. Selain itu fakta juga dapat diperoleh melalui pengalaman sensori orang lain. Sebagai contoh meskipun tidak mengamati sendiri kita mendengar bahwa suhu di pusat matahari adalah jutaan derajad celsius. Fakta semacam ini setiap hari kita kumpulkan ketika kita sedang membaca, menonton televisi, mendengarkan ceramah bahkan ketika bercakap-cakap dengan orang lain.

Fakta-fakta merupakan informasi yang sangat diperlukan untuk membentuk bagian utama keteraturan sains yang disebut konsep atau generalisasi. Tanpa adanya sejumlah fakta yang mencukupi sangat sulit bagi seorang siswa untuk melihat adanya keteraturan alam. Akhirnya konsep dan generalisasi itu hanya akan menjadi hafalan,  kurang memiliki makna dan kurang memiliki hubungan dengan pengalaman. Tanpa adanya pengalaman langsung yang cukup, akan sulit bagi siswa untuk memahami suatu konsep dengan baik.

Permasalahan lain yang dihadapi jika kita mengajarkan konsep tanpa adanya fakta-fakta yang cukup adalah kemungkinan terjadinya pandangan siswa yang salah tentang konsep yang dipelajarinya. Tanpa adanya informasi faktual yang cukup konsep mungkin dipahami hanya sebagai kumpulan kata-kata yang tanpa makna bukan sebagai upaya manusia untuk menemukan pola atau keteraturan alam. Hal ini juga dapat menimbulkan kesalahan siswa dalam memahami suatu konsep. Sebagai contoh, ketika siswa menghadapi permasalahan yang berkaitan dengan besarnya gaya gesekan pada benda yang diam, sebagian siswa menjawab sebagai hasil kali koefisien gesek dengan gaya normal. Kesalahan semacam ini tentunya tidak perlu terjadi jika siswa pernah mengamati sendiri besarnya gaya gesek pada benda yang diam dalam suatu kegiatan laboratorium. Kejadian semacam ini dapat terjadi akibat konsep gaya gesekan hanya dijelaskan oleh guru tanpa informasi faktual yang cukup yang dimiliki oleh siswa.


Konsep: Keteraturan dalam bentuk kategori

Konsep adalah gagasan atau abstraksi yang dibentuk untuk menyederhanakan lingkungan di sekitar kita. Konsep dibentuk dengan menggolongkan hasil-hasil pengamatan dalam suatu kategori tertentu. Penggolongan didasarkan pada kesamaan dan mengesampingkan perbedaan-perbedaan. Misalnya ‘burung’ adalah salah satu konsep. Konsep ini dibentuk atas dasar kesamaan misalnya bisa terbang, mempunyai sayap, dan mempunyai paruh. Memfokuskan pada persamaan yang ada, perbedaan panjang kaki, ukuran, warna dan bentuk ekor misalnya diabaikan.

Konsep disebut sebagai abstraksi karena konsep menyatakan proses abstraksi (penggambaran) pada berbagai pengalaman aktual kita. Konsep tersusun sebagai penggambaran mental atas pengalaman yang kita amati. Didasari berbagai fakta konsep memiliki kedudukan di atas fakta-fakta tersebut.
Ada beberapa cara untuk membedakan konsep dengan fakta. Jika fakta dapat diperoleh hanya dengan pengamatan, konsep tidak dapat diperoleh hanya dengan pengamatan seperti melihat, mendengar atau merasa. Berbagai pengamatan harus dilakukan untuk mendapatkan kategori-kategori dan berdasar kategori inilah konsep dapat dibentuk. Dalam sebuah konsep juga terdapat kesimpulan atas hasil-hasil pengamatan berdasarkan pola-pola tertentu. Sebagai contoh dari berbagai pengamatan didapatkan fakta adanya benda-benda yang memiliki kategori padat pada suhu ruang, benghasilkan suara jika dipukul, dapat ditempa, mudah memindahkan panas yang akhirnya dapat dimunculkan konsep logam, meskipun beberapa jenis logam mungkin memiliki sifat yang berbeda

Kemampuan untuk membuat kesimpulan, kategori dan pola dalam bentuk konsep-konsep sangat penting untuk menyimpan berbagai informasi yang kita terima. Jika kita tidak mampu membentuk konsep maka akan banyak sekali hal-hal yang harus kita ingat. Sebagai contoh terdapat jutaan warna yang dapat dibedakan oleh mata, namun dengan adanya konsep kita dapat mengkategorikan dalam beberapa warna misalnya yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, hitam dan ungu. Demikian juga terdapat berbagai binatang yang dapat dengan mudah kita ingat sebagai bangsa reptil, burung serangga dan sebagainya.

Beberapa contoh konsep yang mungkin ditemukan dalam sains misalnya adalah konsep binatang, tumbuhan, bintang, energi, kelistrikan dan sebagainya. Perhatikanlah bahwa konsep-konsep tersebut merupakan abstraksi yang dapat digambarkan dalam beberapa ciri-ciri pokok. Pikirkan pula bahwa masing-masing konsep mengandung sejumlah informasi.


Generalisasi: Pola-Pola dalam Sains.

Generalisasi atau hukum atau prinsip adalah suatu cara menyimpulkan pengalaman-pengalaman aktual kita dengan cara menghubungkan satu konsep dengan konsep yang lain. Generalisasi seringkali lebih luas daripada konsep karena generalisasi mengandung muatan informasi yang lebih banyak dan lebih akurat. Sebagai contoh, generalisasi menghubungkan konsep suhu dengan konsep penguapan “semakin tinggi suhu, maka laju penguapan semakin tinggi”.  Jadi kedudukan generalisasi adalah diatas konsep.

Seringkali kita sulit membedakan antara generalisasi dengan fakta. Sebagai contoh pernyataan “ bulan purnama terjadi setiap 28 hari” adalah generalisasi bukan fakta. Karena pernyataan seperti itu tidak dapat diambil tanpa adanya pengamatan sebelum dan sesudah bulan purnama. Dalam hal ini terdapat konsep bulan purnama dan konsep waktu. Demikian pula dengan pernyataan “ kutub-kutub magnet yang sama saling tolak menolak” juga merupakan generalisasi. Pernyataan ini menghubungkan konsep tentang kutub magnet dengan konsep gaya tarik magnetik. Hubungan antara fakta-fakta, konsep-konsep dengan generalisasi juga dapat diperhatikan pada gambar di bawah ini.

Karena generalisasi mengandung beberapa konsep dan fakta maka generalisasi memungkinkan kita memprediksi kejadian-kejadian. Hal ini sangat penting dalam pendidikan sains karena kita tidak hanya berkonsentrasi pada apa yang dapat dilakukan siswa sekarang tetapi apa pula yang dapat dilakukannya pada kehidupannya di masa mendatang. Dengan memahami hubungan antara kecepatan, gaya dan impuls kita dapat meramalkan seberapa besar gaya yang akan diterima jika seseorang yang mengendarai mobil dengan kecepatan 100 km tiba-tiba terhenti karena menabrak pohon. Generalisasi tentang benda-benda langit dapat meramalkan kapan terjadinya gerhana matahari total, komet atau bahkan habisnya energi matahari.

Pemahaman terhadap generalisasi sains juga memungkinkan untuk mengontrol alam sehingga bermanfaat bagi kehidupan. Misalnya pada kasus terjadinya kecelakaan mobil, resiko yang fatal  dapat diperkecil dengan menggunakan sabuk pengaman dan kantong udara (Air Bag). Berbagai bentuk teknologi yang lain adalah hasil pengontrolan terhadap kondisi alam karena manusia telah berusaha memahami keteraturan alamnya. Namun demikian masih sangat banyak misteri alam yang belum dipahami sepenuhnya oleh manusia. Perlu ditekankan bahwa perjuangan manusia untuk menemukan keteraturan-keteraturan alam yang lain masih senantiasa dilakukan.