Keterampilan proses sains merupakan kemampuan berpikir untuk membangun pengetahuan dalam memecahkan masalah sehingga merumuskan hasil.12 Proses pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses adalah proses belajar mengajar yang dirancang sedemikian rupa sehingga siswa dapat menemukan fakta-fakta, membangun konsep-konsep, dan teori-teori. Dengan keterampilan proses dan sikap ilmiah siswa itu
12 Sinan Ozgelen, Students’ Science process skills within a cognitive domain framework, Journal of mathematics, science & Technology education, 2012, 8(4), 283-2-92
sendiri, siswa diberi kesempatan untuk terlibat langsung dalam kegiatan-kegiatan dan /atau pengalaman-pengalaman ilmiah yang tak berbeda dengan apa yang dialami oleh ilmuan, Berpikir dan bersifat seperti halnya ilmuan bersikap.13 menekankan sikap seperti kejujuran, pikiran terbuka dan kritis, rasa ingin tahu yang mencirikan para ilmuan.14
Menurut Sagala, pendekatan keterampilan proses merupakan suatu pendekatan pengajaran yang memberi kesempatan kepada siswa dalam ikut serta menghayati proses penemuan atau penyusunan suatu konsep sebagai suatu keterampilan proses. 15
Guru memiliki posisi sentral dalam mengembangkan keterampilan proses sains. Desain pembelajaran yang melibatkan keterampilan proses sains berarti memberi kesempatan siswa untuk mengobservasi, interpretasi, klasifikasi, menggeneralisasi sebelum konsep baru diterimanya atau memperkuat konsep yang telah diyakini siswa. dengan demikian pembelajaran siswa melalui keterampilan proses sains ini dapat meningkatkan pemahaman siswa lebih bermakna. Belajar sains atau biologi secara bermakna baru akan dialami siswa apabila siswa terlibat aktif secara intelektual, manual, dan sosial. Pengembangan keterampilan proses sains sangat ideal dikembangkan apabila guru memahami hakikat belajar sains, yaitu sains sebagai proses dan produk. Keterampilan proses perlu dikembangkan melalui pengalaman langsung, sebagai pengalaman belajar, dan disadari ketika kegiatannya sedang berlangsung. Namun apabila dia sekedar melaksanakan tanpa menyadari apa yang sedang dikerjakannya, maka perolehannya kurang bermakna dan memerlukan waktu lama untuk menguasainnya. Kesadaran tentang apa yang sedang dilakukanya, serta keinginan untuk melakukannya dengan tujuan untuk menguasainya adalah hal
13
Izaak h weno, praktikum fisika dengan menggunakan LKS competence based process skills sebagai alat evaluasi, jurnal pendidikan tahunXXXVIII, nomor 1, tahun 2008
14
Akinyemi Olufunminiyi akinbobola dan folashade afolabi, analysis of science process skills in west african senior secondary school certificate physics practical examinations in Nigeria, Bulgarian Journal of Science and Education Policy (BJSEP), Volume 4, Number 1, 2010
yang sangat penting. 16 Oleh karena itu, guru harus mahir dalam keterampilan proses sains pada banyak tingkat, dan harus memiliki pengetahuan dan pemahaman untuk mengajarkan keterampilan proses sains.
Keterampilan proses melibatkan keterampilan- keterampilan kognitif atau intelektual, manual, dan sosial. Keterampilan kognitif atau intelektual terlibat karena dengan melakukan keterampilan proses siswa menggunakan pikirannya. Keterampilan manual jelas terlibat dalam keterampilan proses karena mungkin mereka melibatkan penggunaan alat dan bahan, pengukuran, penyusunan, atau perakitan alat. Dengan keterampilan sosial dimaksudkan bahwa mereka berinteraksi dengan sesamanya dalam melaksanakan kegiatan belajar mengajar dengan keterampilan proses, misalnya mendiskusikan hasil pengamatan. 17
Berdasarkan beberapa pengertian diatas, dapat disimpulkan bahwa pendekatan keterampilan proses memberi kesempatan kepada siswa agar terlibat aktif dalam pembelajaran sehingga dengan adanya interaksi antara pengembangan keterampilan proses dengan fakta, konsep, serta prinsip ilmu pengetahuan, akan mengembangkan sikap dan nilai ilmuan pada diri siswa.
a. Perlunya pembelajaran keterampilan proses sains
1) Perkembangan ilmu pengetahuan berlangsung semakin cepat sehingga para guru tidak munkin lagi mengajarkan semua fakta dan konsep kepada anak didiknya.
2) Siswa mudah memahami konsep – konsep yang rumit dan abstrak jika disertai dengan contoh – contoh yang wajar sesuai dengan situasi dan kondisi yang dihadapi dengan cara mempraktekan sendiri
3) Penemuan ilmu pengetahuan tidak bersifat mutlak namun penemuannya bersifat relatif. Suatu teori mungkin terbantah dan ditolak setelah orang mendapatkan data baru yang mampu
16 Nuryani Y Rustaman, dkk. Strategi belajar mengajar biologi, cetakan 1 ( malang: universitas negeri malang, 2005) h. 86
membuktikan kekeliruan teori yang dianut. Muncul lagi teori baru yang prinsipnya mengandung kebenaran relatif.
4) Proses pembelajaran seharusnya pengembangan konsep tidak dilepaskan dari pengembangan sikap dan nilai dari diri anak didik.18
Beberapa alasan keterampilan proses sains diperlukan dalam pendidikan dasar dan menengah ialah:
1) Memiliki manfaat dalam memecahkan masalah yang dihadapi dalam kehidupan
2) Memberi bekal siswa untuk membentuk konsep sendiri dan cara bagaimana mempelajari sesuatu
3) Membantu siswa mengembangkan dirinya sendiri
4) Sangat membantu siswa yang masih berada pada taraf perkembangan berpikir konkret
5) Mengembangkan kreativitas siswa
Keterampilan proses sains dibangun dari tiga keterampilan manual, intelektual, dan sosial. Sesuai dengan karakteristik sains yang berhubungan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, bukan hanya fakta, konsep, prinsip saja namun menekankan pada penemuan. Kemampuan siswa dalam menemukan konsep perlu dibekalkan dengan kegiatan pembelajaran yang berorientasi proses (student centered). Dalam hal ini guru dapat mengembangkan keterampilan proses sains dalam pembelajaran sains. 19
b. Jenis – Jenis keterampilan proses sains
Jenis – jenis keterampilan proses sains dan karakteristiknya terdiri atas sejumlah keterampilan yang satu sama lain tidak bisa dipisahkan, namun ada penekanan khusus dalam masing masing keterampilan proses tersebut.
18Conny Semiawan, dkk. Pendekatan Keterampilan Proses Sains, Bagaimana Mengaktifkan Siswa Dalam Belajar, ( Jakarta : Gramedia, 1992), h. 17
19Zulfiani, dkk , Strategi Pembelajaran Sains, Jakarta: Lembaga penelitian UIN Jakarta, 2009, hl 57
Menurut Mary L. Ango keterampilan proses sains terdiri dari sebelas keterampilan yaitu, observing (observasi), classifiying (klasifikasi), inferring (menafsirkan), predicting (prediksi), communicating (komunikasi), interpreting data ( interpretasi data) , making operational definitions (menerapkan konsep), posing questions (mengajukan pertanyaan), hypothesizing (hipotesis), experimenting ( bereksperimen) dan formulating models ( membuat ekperimen).20
Menurut Zulfiani, dkk keterampilan proses sains terdiri dari sepuluh keterampilan yaitu, observasi, Menafsirkan hasil pengamatan, mengelompokan, meramalkan, keterampilan berkomunikasi, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, mengajukan pertanyaan, keterampilan menyimpulkan. 21
Menurut Nuryani Y. Rustaman keterampilan proses sains terdiri dari Sembilan keterampilan yaitu, observasi, menafsirkan, klasifikasi, meramalkan, berkomunikasi, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, dan mengajukan pertanyaan. 22
Menurut Conny Semiawan keterampilan proses sains terdiri dari Sembilan keterampilan yaitu, observasi, berhipotesis, merencanakan penelitian, mengendalikan variabel, menafsirkan, menyusun kesimpulan, meramalkan, menerapkan konsep, dan berkomunikasi.23
Menurut Wynne Harlen keterampilan proses sains terdiri dari enam keterampilan yaitu , observasi, berhipotesis, prediksi, investigasi, menarik kesimpulan, komunikasi.24
20
Mary L. Ango, Mastery of Science process Skills and their effective use in the Teaching of Science : An Educology of Science Education in the Nigerian Context, ( international Journal of Educology, Volume 16, N0 1, 2002), h 15
21
Zulfiani, dkk, Op cit .h 53
22
Nuryani Y Rustaman, dkk. Strategi Belajar Mengajar Biologi, Cetakan 1 ( Malang: Universitas Negeri Malang, 2005), h 80
23
Conny Semiawan, dkk. Op cit h. 17
24
Whynne Harlen, Teaching and Learning: Primary Science, (London, paul Champan Publishing Ltd, 1993), h. 58
Berdasarkan yang telah diuraikan oleh para ahli diatas, maka penulis tertarik untuk memilih pendapat Zulfiani, dkk yang terdiri dari sepuluh keterampilan proses yaitu:
1) Melakukan observasi
Mengamati (observasi) merupakan keterampilan dasar dalam proses dan memperoleh ilmu pengetahuan serta merupakan hal terpenting untuk mengembangkan keterampilan-keterampilan proses yang lain. Keterampilan ini berhubungan dengan penggunaan secara optimal dan proporsional seluruh alat indra untuk menggambarkan obyek dan hubungan ruang waktu atau mengukur karakteristik fisik benda-benda yang diamati. Pengamatan dilakukan secara langsung dan tidak langsung (misalnya melalui perhitungan dengan menggunakan fakta-fakta hasil pengamatan). Pengamatan juga dapat dilakukan dengan alat bantu maupun tidak. penggunaan mikroskop merupakan observasi langsung dengan menggunakan alat bantu.
Dalam pendidikan IPA, pengembangan keterampilan proses sains harus memunkinkan siswa dapat melakukan pengamatan dengan menggunakan seluruh panca indra. Menggunakan indra penglihatan, pembau, pendengar, pengecap, dan peraba pada waktu mengamati cirri cirri kupu kupu, semut, dan hewan lainnya yang termasuk serangga yang sangat dituntut dalam belajar IPA. Dalam kegiatan ilmiah mengamati berarti memilih fakta-fakta yang relevan dengan tugas tertentu dari hal-hal yang diamati, atau memilih fakta-fakta untuk menafsirkan peristiwa tertentu. Dengan membandingkan hal-hal yang diamati, berkembang kemampuan untuk mencari persamaan dan perbedaan. 25
2) Menafsirkan hasil pengamatan
Interpretasi meliputi keterampilan mencatat hasil pengamatan dengan bentuk angka-angka, menghubung-hubungkan hasil
25
Susiwi,dkk. Analisis keterampilan proses sains siswa SMA pada model pembelajaran praktikum D-Ei- Hd, Jurnal Pengajaran MIPA Volume 14 No.2 Oktober 2009” Diterbitkan oleh FPMIPA UPI
pengamatan, menemukan pola keteraturan dari satu seri pengamatan hingga memperoleh kesimpulan. Sedangkan inferensi adalah kesimpulan sementara terhadap data hasil observasi. Bahkan, merupakan penjelasan sederhana terhadap hasil observasi.
3) Menggelompokan
Dasar keterampilan mengklasifiksi adalah kemampuan mengidentifikasi perbedaan dan persamaan antara berbagai obyek yang diamati. Termasuk ke dalam jenis keterampilan ini adalah menggolong-golongkan, membandingkan, mengkontraskan, dan mengurutkan. Jadi, klasifikasi merupakan keterampilan proses untuk memilih berbagai objek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khusus dari objek yang dimaksud.
4) Meramalkan
Keterampilan meramalkan atau prediksi mencakup keterampilan mengajukan perkiraan tentang sesuatu yang belum terjadi berdasarkan suatu kecenderungan atau pola data yang sudah ada. Memprediksi dapat diartikan sebagai mengantisipasi, membuat perkiraan atau membuat ramalan pada waktu yang akan datang pada pola atau kecenderungan tertentu atau berhubungan antara fakta, konsep, dan prinsip dalam ilmu pengetahuan.
5) Keterampilan berkomunikasi
Menginformasikan hasil pengamatan, hasil prediksi atau hasil percobaan kepada orang lain termasuk keterampilan berkomunikasi. Bentuk komunikasi ini bisa dalam bentuk lisan, tulisan, grafik, tabel, diagram atau gambar. Mengkomunikasikan dapat diartikan menyampaikan dan memperoleh fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk visual, verbal, dan voice.
6) Hipotesis
Hipotesis menyatakan hubungan antara dua variabel atau mengajukan perkiraan penyebab sesuatu terjadi. Bila prediksi inferensi dan interpretasi didasarkan pada data atau pola data dan kecenderungan
dengan metode induktif, maka hipotesis didasarkan pada pemahaman suatu teori atau konsep dengan metode deduktif. Umpamanya, apabila ingin diketahui faktor faktor kecepatan tumbuh, dapat dibuat hipotesis: “ Jika diberi perlakuan pupuk, maka tanaman A akan lebih cepat tumbuh”. Dalam hipotesis tersebut terdapat dua variabel (faktor pupuk dan cepat tumbuh), ada perkiraan meningkatnya penyebabnya (meningkatkan), serta mengandung cara untuk mengujinya (diberi pupuk). Keterampilan berhipotesis dapat diartikan suatu perkiraan yang beralasan untuk menerangkan suatu kejadian.
7) Merencanakan percobaan atau penyelidikan
Termasuk ke dalam jenis keterampilan ini adalah keterampilan menentukan alat bahan yang diperlukan untuk menguji atau menyelidiki sesuatu. Apabila dalam LKS tidak dituliskan alat dan bahan secara khusus tetapi tersirat dalam masalah yang dikemukakan, berarti siswa diminta merencanakan dengan cara menentukan alat dan bahan untuk penyelidikan tersebut.
8) Menerapkan konsep atau prinsip
Keterampilan ini meliputi antara lain keterampilan menggunakan konsep-konsep yang telah difahami untuk menjelaskan peristiwa baru, menerapkan konsep yang dikuasai pada situasi baru atau menerapkan rumus-rumus pada pemecahan soal-soal baru. Umpamanya setelah memahami konsep pembakaran zat makanan menghasilkan kalori, barulah seorang siswa dapat menghitung jumlah kalori yang dihasilkan sejumlah gram bahan makanan yang mengandung zat makanan, apabila seorang siswa mampu menjelaskan peristiwa baru dengan menggunakan konsep yang telah dimiliki, berarti ia menerapkan prinsip yang telah dipelajarinya.
9) Mengajukan pertanyaan
Keterampilan ini sebenarnya merupakan keterampilan mendasar yang harus dimiliki siswa sebelum mempelajari suatu masalah lebih lanjut. keterampilan bertanya yang dimaksud adalah kecakapan atau
kemampuan seorang siswa dalam memperoleh pengetahuan dan mampu meningkatkan kemampuan berfikir.
10) Keterampilan menyimpulkan
Keterampilan-keterampilan proses yang dipaparkan di atas menjadi kurang begitu bermakna bagi hasil belajar siswa, terutama dalam hal penguasaan konsep, apabila tidak ditunjang dengan keterampilan menarik suatu generalisasi dari serangkaian hasil kegiatan percobaan atau penyelidikan. 26
Tabel 2.1 Aspek keterampilan proses sains dan indikatornya menurut Harlen (1992) dan Rustaman (2005)
Observasi Menggunakan sebanyak munkin indra
Menggunakan fakta relevan Klasifikasi Mencatat setiap pengamatan
Mencari perbedaan dan persamaan
Mengontraskan ciri-ciri
Membandingkan
Mencari dasar pengelompokan
Menghubungkan hasil pengamatan Interpretasi Menghubungkan hasil pengamatan
Menemukan pola dalam 1 seri pengamatan
Menyimpulkan
Prediksi Menggunakan pola/hasil pengamatan
Mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada keadaan yang belum diamati
Mengajukan pertanyaan
Bertanya apa, bagaimana, mengapa
Bertanya untuk meminta penjelasan
Berhipotesis Mengetahui bahwa ada lebih dari 1 kemunkinan
26
Zulfiani, dkk , Strategi Pembelajaran Sains, Jakarta: Lembaga penelitian UIN Jakarta, 2009,hl 55
penjelasan perlu diuji kebenaranya dengan memperoleh bukti
Merencanakan percobaan
Menentukan alat/bahan yang digunakan
Menentukan variabel / faktor penentu
Menentukan apa yang akan diukur, diamati, dicatat.
Menggunakan alat/bahan
Memakai alat/bahan
Mengetahui alasan mengapa menggunakan alat /bahan
Mengetahui bagaimana menggunakan alat/bahan Menerapkan
konsep
Menerapkan konsep pada situasi baru
Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi Berkomunikasi Memberikan data empiris hasil percobaan dengan
tabel /grafik/diagram
Menyampaikan laporan sistematis
Menjelaskan hasil percobaan
Membaca grafik
Mendiskusikan hasil kegiatan Eksperimentasi -
Pembelajaran berdasarkan keterampilan proses sains perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1) Keaktifan peserta didik didorong oleh kemampuan untuk belajar karena adanya tujuan yang ingin dicapai
2) Keaktifan peserta didik akan berkembang jika landasi dengan pendayagunaan potensi yang dimiliki
3) Suasana kelas dapat mendorong atau mengurangi aktivitas peserta didik. Suasana kelas harus dikelola agar dapat merangsang aktivitas dan kreativitas belajar peserta didik.
4) Dalam kegiatan pembelajaran, tugas guru adalah memberikan kemudahan belajar melalui bimbingan dan motivasi untuk mencapai tujuan.
c. Keterampilan Proses Sains dalam Praktikum
1) Kegiatan praktikum merupakan suatu sarana yang dapat digunakan untuk melatih peserta didik dalam melakukan keterampilan kerja laboratorium.
2) Kegiatan praktikum merupakan cara yang sesuai untuk memenuhi
tuntutan belajar sains berdasarkan hakekat sains dan melatihkan keterampilan proses sains dan inkuiri ilmiah.
3) Keterampilan yang ditampilkan dapat segera diamati dan dapat secara tepat dan reliabel dapat diukur.27
Dengan melakukan praktikum, siswa akan menjadi yakin atas suatu hal daripada hanya menerima dari guru dan buku, dapat memperkaya pengalaman, pengembangan sikap ilmiah, mengembangkan keterampilan proses dan hasil belajar akan bertahan lebih lama dalam ingatan peserta didik.
d. Peranan guru dalam mengembangkan keterampilan proses sains Dalam hal ini Keterampilan intelektual, dan keterampilan fisik sangat diperlukan ketika siswa berupaya untuk menerapkan gagasan mereka pada situasi baru. Tentunya hal ini perlu didukung oleh guru, atau guru berperan dalam mengembangkan keterampilan proses.
1) Dalam mengembangkan keterampilan proses peran guru dapat berupa memberi kesempatan untuk menggunakan keterampilan proses sains pada saat melakukan ekplorasi,
2) memberi kesempatan siswa dalam berdiskusi baik dalam kelompok besar maupun kelompok kecil,
3) mendengarkan pembicaraan siswa,
27
Yusuf Hilmi Adisendjaja, Peranan praktikum dalam mengembangkan keterampilan
4) mendorong siswa untuk berpikir kritis terkait kegiatan yang mereka lakukan,
5) memberikan strategi atau teknik pembelajaran yang meningkatkan keterampilan proses sains siswa.
e. Keunggulan dan Kelemahan Pendekatan Keterampilan Proses Sains Berbagai hasil penelitian menyebutkan bahwa pendekatan keterampilan proses memiliki keunggulan diantaranya:28
1) Memberikan bekal cara memperoleh pengetahuan,
2) Keterampilan proses merupakan hal yang sangat penting untuk pengembangan pengetahuan masa depan,
3) Keterampilan proses bersifat kreatif, siswa aktif, dapat meningkatkan keterampilan berpikir dan cara memperoleh pengetahuan.
Sedangkan kelemahan dari pendekatan keterampilan proses diantaranya:
1) Memerlukan banyak waktu sehingga sulit untuk dapat menyelesaikan bahan pengajaran yang ditetapkan dalam kurikulum,
2) Memerlukan fasilitas yang cukup baik dan lengkap sehingga tidak semua sekolah dapat menyediakan,
3) Merumuskan masalah, menyusun hipotesis, merancang suatu percobaan untuk memperoleh data yang relevan adalah pekerjaan sulit, tidak setiap siswa mampu melaksanakanya.