Makalah Biologi : Metode Ilmiah dan Teori Asal Usul Makhluk Hidup
Nama : Arisha Try Widowati
Prodi : Pendidikan Biologi
A. Metode Ilmiah
Metode ilmiah atau proses ilmiah merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis lolos uji berkali-kali, hipotesis tersebut dapat menjadi suatu teori ilmiah.
Dalam metode ilmiah terdapat beberapa unsur penting yang harus diperhatikan seperti beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.
1. Karakterisasi (pengamatan dan pengukuran)
2. Hipotesis (penjelasan teoretis yang merupakan dugaan atas hasil pengamatan dan pengukuran)
3. Prediksi (deduksi logis dari hipotesis)
4. Eksperimen (pengujian atas semua hal di atas)
Unsur-unsur di atas dapat kita jadikan sebagai petunjuk untuk melakukan langkah –langkah metode ilmiah secara sistematik. Berikut beberapa langkah yang penting kita lakukan dalam melakukan metode ilmiah.
1. Perumusan masalah
Perumusan masalah adalah langkah awal dalam melakukan kerja ilmiah. Masalah adalah kesulitan yang dihadapi yang memerlukan penyelesaiannya atau pemecahannya. Masalah penelitian dapat di ambil dari masalah yang ditemukan di lingkungan sekitar kita, baik benda mati maupun makhluk hidupUntuk dapat merumuskan permasalahan dengan tepat, maka perlu melakukan identifikasi masalah.Agar permasalahan dapat diteliti dengan seksama, maka perlu dibatasi. Pembatasan diperlukan agar kita dapat fokus dalam menyelesaikan penelitian kita.
Hal-hal yang harus diperhatikan di dalam merumuskan masalah, antara lain sebagai berikut :
a. Masalah hendaknya dapat dinyatakan dalam bentuk kalimat Tanya.
b. Rumusan masalah hendaknya singkat, padat, jelas dan mudah dipahami. Rumusan masalah yang terlalu panjang akan sulit dipahami dan akan menyimpang dari pokok permasalahan.
c. Rumusan masalah hendaknya merupakan masalah yang kemungkinan dapat dicari cara pemecahannya. Permasalahan mengapa benda bergerak dapat dicari jawabannya dibandingkan permasalahn apakah dosa dapat diukur.
2. Perumusan hipotesis
Ketika kita mengajukan atau merumuskan pertanyaan penelitian, maka sebenarnya pada saat itu jawabanya sudah ada dalam pikiran. Jawaban tersebut memang masih meragukan dan bersifat sementara, akan tetapi jawaban tersebut dapat digunakan untuk mengarahkan kita untuk mencari jawaban yang sebenarnya. Pernyataan yang dirumuskan sebagai jawaban sementara terhadap pertanyaan penelitian disebut sebagai hipotesis penelitian. Hipotesisi penelitian dapat juga dikatakan sebagai dugaan yang merupakan jawaban sementara terhadap masalah sebelum dibuktikan kebenarannya. Oleh karena berupa dugaan maka hipotesis yang kita buat mungkin saja salah. Oleh karena itu, kita harus melakukan sebuah percobaan untuk menguji kebenaran hipotesis yang sudah kita buat.
3. Perancangan penelitian
Sebelum dilakukan penelitian terlebih dahulu harus dipersiapkan rancangan penelitiannya. Rancangan penelitian ini berisi tentang rencana atau hal-hal yang harus dilakukan sebelum, selama dan setelah penelitian selesai. Metode penelitian, alat dan bahan yang diperlukan dalam penelitian juga harus disiapkan dalam rancangan penelitian.
Penelitian yang kita lakukan dapat berupa penelitian deskriptif maupun penelitian eksperimental. Penelitian deskripsi merupakan penelitian yang memberikan gambaran secara sistematis, factual dan akurat mengenai fakta dan sifat-sipat objek yang diselidiki. Contoh dari penelitian deskriptif, misalnya penelitian untuk mengetahui populasi hewan badak Sumatra pada tahun 2007.
Adapun penelitian eksperimental merupakan penelitian yang menggunakan kelompok pembanding. Contoh penelitian eksperimental, misalnya penelitian tentang perbedaan pertumbuhan tanaman di tempat yang terkena matahari dengan pertumbuhan tanaman di tempat yang gelap.
Selain rancangan penelitian, terdapat beberapa faktor lain yang juga harus diperhatikan. Faktor pertama adalah variabel penelitian, sedangkan yang kedua adalah populasi dan sampel. Variabel merupakan faktor yang mempengaruhi hasil penelitian. Populasi merupakan kumpulan/himpunan dari semua objek yang akan diamati ketika melakukan penelitian, sedangkan sampel merupakan himpunan bagian dari populasi. Di dalam penelitian, variabel dapat dibedakan menjadi :
a. Variabel bebas yaitu variabel yang sengaja mengalami perlakuan atau sengaja diubah dan dapat menentukan variabel lainnya (variabel terikat)
b. Variabel terikat yaitu variabel yang mengalami perubahan dengan pola teratur (dipengaruhi oleh variabel bebas)
c. Variabel control yaitu variabel yang digunakan sebagai pembanding dan tidak mengalami perlakuan atau tidak diubah-ubah selama penelitian.
4. Pelaksanaan penelitian
langkah langkah pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :
a. Persiapan penelitian biasanya diwujudkan dalam pembuatan rancangan penelitian. Alat, bahan, tempat, waktu dan teknik pengumpulan data juga harus dipersiapkan dengan baik.
b. Pelaksanaan
1) Pengumpulan/pengambilan data
a) Data kualitatif merupakan data yang diperoleh dari hasil pengamatan dengan menggunakan alat indra, seperti indra penglihatan (mata), indra penciuman (hidung), indra pengecap (lidah), indra pendengaran (telinga), dan indra peraba (kulit). Contohnya adalah ketika kita melakukan pengamatan buah mangga maka data kualitatif yang dapat kita peroleh adalah mengenai rasa buah, warna kulit, dan daging buah, serta wangi atau aroma buah.
b) Data kualitatif merupakan data yang diperoleh dari hasil pengukuran sehingga akan diperoleh data berupa angka-angka. Contohnya adalah data mengnai berat buah mangga,ketebalan daging buah, diameter buah mangga.
2) Pengolahan data, setelah data-data yang kita perlukan berhasil dikumpulkan maka tahapan selanjutnya adalah melakukan pengolahan atau analisis data. Data yang kita peroleh dapat ditulis atau kita nyatakan dalam beberapa bentuk, seperti table, grafik dan diagram.
3) Menarik kesimpulan, setelah pengolahan data melalui analisis selesai dilakukan maka kita dapat mengetahui apakah hipotesis yang kita buat sesuai dengan hasil penelitian atau mungkin juga tidak sesuai. Selanjutnya kita dapat mengambil kesimpilan dari penelitian yang telah kita lakukan. Kesimpulan yang kita peroleh dari hasil penelitian dapat mendukung hipotesis yang kita buat, tetapi kesimpulan yang kita ambil harus dapat menjawab permasalahan yang melatarbelakangi penelitian.
5. Pelaporan penelitian
Sistematika penyusunan laporan penelitian
a. Pendahuluan, bagian pendahuluan merupakan bagian awal dari laporan hasil penelitian dan berisi tentang latar belakang dilaksanakannya penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan hipotesis.
b. Telaah kepustakaan/kajian teori, bagian kajian teori merupakan bagian yang berisi tentang hasil telaah yang dilakukan oleh peneliti terhadap teori dan hasil-hasil penelitian terdahulu yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan.
c. Metode penelitian, berisi segala sesuatu yang dilakukan oleh peneliti mulai dari persiapan, pelaksanaan dan akhir dari sebuah penelitian. Bagian metode penelitian berisi tentang teknik pengambilan data, cara atau teknik pengolahan data, populasi dan sampel, alat, bahan, tempat dan waktu penelitian.
d. Hasil dan pembahasan penelitian, berisi tentang data hasil penelitian yang berhasil dikumpulkan selama penelitian. Data yang diperoleh disampaikan dalam bentuk grafik, tabel , atau diagram.
e. Kesimpulan dan saran, berisi tentang kesimpulan yang dihasilkan merupakan jawaban terhadp hipotesis yang sudah diuji kebenarannya. Saran dari peneliti kepada pihak lain, yaitu pembaca dan bagi peneliti lainnya untuk melakukan penelitian-penelitian selanjutnya.
Setelah mengetahui langkah-langkah yang perlu kita lakukan dalam proses ilmiah atau percobaan yang akan kita lakukan barulah kita dapat memulai percobaan sesuai denagn petunjuk yang ada. Berilkut contoh proses ilmiah.
contoh
Setiap langkah diilustrasikan dengan contoh dari penemuan struktur DNA:
1. karakterisasi
2. hipotesis
3. prediksi
4. eksperimen
Contoh tersebut dilanjutkan pada tahap "Evaluasi dan pengulangan", yaitu DNA/pengulangan.
A. Karakterisasi
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia.
Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi.
Sejarah penemuan struktur DNA merupakan contoh klasik dari empat tahap metode ilmiah: pada tahun 1950 telah diketahui bahwa pewarisan genetik memiliki deskripsi matematis, diawali oleh penelitian Gregor Mendel, namun mekanisme gen tersebut belumlah diketahui dengan jelas. Para peneliti di laboratorium William Lawrence Bragg di Universitas Cambridge membuat gambar-gambar difraksi sinar-X atas berbagai macam molekul. Berdasarkan susunan kimianya, dirasakan mungkin untuk mengkarakterisasikan struktur fisis DNA dengan gambar sinar-X.
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia.
Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi. Pengukuran dalam karya ilmiah biasanya juga disertai dengan estimasi ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian tersebut sering diestimasikan dengan melakukan pengukuran berulang atas kuantitas yang diukur
B. Hipotesis
Sebagai contoh, dalam usaha untuk menentukan struktur DNA, Francis Crick dan James Watson menghipotesiskan bahwa molekul tersebut memiliki struktur heliks: dua spiral yang saling memilin. Linus Pauling yang baru akan melakukan studi serius terhadap molekul tersebut menghipotesiskan struktur heliks ganda tiga.
Hipotesis yang berguna akan memungkinkan prediksi berdasarkan deduksi. Prediksi tersebut mungkin meramalkan hasil suatu eksperimen dalam laboratorium atau pengamatan suatu fenomena di alam. Prediksi tersebut dapat pula bersifat statistik dan hanya berupa probabilitas. Hasil yang diramalkan oleh prediksi tersebut haruslah belum diketahui kebenarannya (apakah benar-benar akan terjadi atau tidak). Hanya dengan demikianlah maka terjadinya hasil tersebut menambah probabilitas bahwa hipotesis yang dibuat sebelumnya adalah benar. Jika hasil yang diramalkan sudah diketahui, hal itu disebut konsekuensi dan seharusnya sudah diperhitungkan saat membuat hipotesis.
Jika prediksi tersebut tidak dapat diamati, hipotesis yang mendasari prediksi tersebut belumlah berguna bagi metode bersangkutan dan harus menunggu metode yang mungkin akan datang. Sebagai contoh, teknologi atau teori baru boleh jadi memungkinkan eksperimen untuk dapat dilakukan.
C. prediksi
Setelah Watson dan Crick menghipotesiskan bahwa DNA merupakan heliks ganda, Francis Crick memprediksikan bahwa gambar difraksi sinar-X DNA akan menunjukkan suatu bentuk huruf X.
D. Eksperimen
Setelah prediksi dibuat, hasilnya dapat diuji dengan eksperimen. Jika hasil eksperimen bertentangan dengan prediksi, maka hipotesis yang sedak diuji tidaklah benar atau tidak lengkap dan membutuhkan perbaikan atau bahkan perlu ditinggalkan. Jika hasil eksperimen sesuai dengan prediksi, maka hipotesis tersebut boleh jadi benar namun masih mungkin salah dan perlu diuji lebih lanjut. Hasil eksperimen tidak pernah dapat membenarkan suatu hipotesis, melainkan meningkatkan probabilitas kebenaran hipotesis tersebut. Hasil eksperimen secara mutlak bisa menyalahkan suatu hipotesis bila hasil eksperimen tersebut bertentangan dengan prediksi dari hipotesis. Bergantung pada prediksi yang dibuat, berupa-rupa eksperimen dapat dilakukan. Eksperimen tersebut dapat berupa eksperimen klasik di dalam laboratorium atau ekskavasi arkeologis. Eksperimen bahkan dapat berupa mengemudikan pesawat dari New York ke Paris dalam rangka menguji hipotesis aerodinamisme yang digunakan untuk membuat pesawat tersebut. Pencatatan yang detail sangatlah penting dalam eksperimen, untuk membantu dalam pelaporan hasil eksperimen dan memberikan bukti efektivitas dan keutuhan prosedur yang dilakukan. Pencatatan juga akan membantu dalam reproduksi eksperimen.
Ketika James Watson meneliti apa yang telah ditemukan Rosalind Franklin pada gambar difraksi sinar-X DNA buatannya, Watson melihat bentuk huruf X yang telah diprediksikan Crick sebagai struktur heliks.
E. Evaluasi dan pengulangan
Proses ilmiah merupakan suatu proses yang iteratif, yaitu berulang. Pada langkah yang manapun, seorang ilmuwan mungkin saja mengulangi langkah yang lebih awal karena pertimbangan tertentu. Ketidakberhasilan untuk membentuk hipotesis yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang subjek yang sedang dipelajari. Ketidakberhasilan suatu hipotesis dalam menghasilkan prediksi yang menarik dan teruji dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan kembali 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. Dapat pula ilmuwan lain memulai penelitian mereka sendiri dan memasuki proses tersebut pada tahap yang manapun.
Mereka dapat mengadopsi karakterisasi yang telah dilakukan dan membentuk hipotesis mereka sendiri, atau mengadopsi hipotesis yang telah dibuat dan mendeduksikan prediksi mereka sendiri. Sering kali eksperimen dalam proses ilmiah tidak dilakukan oleh orang yang membuat prediksi, dan karakterisasi didasarkan pada eksperimen yang dilakukan oleh orang lain.
Watson dapat mendeduksikan struktur utama DNA dengan menggunakan model konkret bentuk fisik nukleotida yang menyusun DNA. Dia menggunakan acuan panjang ikatan kimia yang telah dideduksikan oleh Linus Pauling. Diawali dengan penemuan oleh James Watson dan Francis Crick tersebut, lahirlah bidang ilmu baru: biologi molekular.
B. Teori Asal Usul Makhluk Hidup
Teori asal usul kehidupan adalah sebuah teori yang masih berbentuk hipotesa tanpa kesimpulan yang pasti. Teori ini hanyalah sebuah percobaan untuk menjawab keingintahuan manusia tentang asal usul kehidupan. Keingin tahuan manusia tentang asal-susul kehidupan telah memotivasi para ahli Biologi untuk meneliti asal-usul dari kehidupan itu. Mereka berusaha mencari jawabannya dengan segala macam eksperimen yang dilakukan, meski hasil akhirnya tetap penuh dengan ketidak pastian, karena tidak seorangpun yang sudah mengalami dan menjadi saksi awal pertama kehidupan dimulai namun setidaknya telah memunculkan 3 teori tentang asal usul kehidupan.
Teori tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya:
1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi khas)
2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea)
3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)
4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)
5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)
Selain kelima hal tersebut, teori yang cukup terkenal mengenai asal usul makhluk hidup ada beberapa teori lain yang menyebutkan tentang asal usul makhluk hidup yang secara garis besar dapat dibagi menjadi dua yanitu teori abiogenesis dan biogenesis.
1. Teori Abiogenesis
Teori ini menyebutkan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati (Generatio Spontanea). Ada bebarapa ilmuwan dari yunani yang mencoba melakukan eksperimen guna membuktikan kebenaran
• bahwa bakteri berasal dari air kaldu.hal tersebut, beberapa di antaranya yaitu
• Aristoteles melakukan pengamatan ikan-ikan di sungai. Ia berpendapat bahwa ada sebagian ikan-ikan di sungai tersebut yang berasal dari lumpur.
• Nedhan. Ia mencoba melakukan penelitian dengan menggunakan rebusan kaldu. Hasil rebusan kaldu kemudian dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu tersebut ditumbuhi bakteri. Akhirnya Nedhan menyimpulkan bahwa bakteri berasal dari air kaldu.
• Antonie van Leeuwenhoek berhasil membuat mikroskop. Penemuan mikroskop inilah yang mengawali berbagai macam percobaan untuk menguji teori-teori Abiogenesis. Leeuwenhoek mencoba mengamati air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop temuannya. Ternyata terlihat bahwa di dalam setetes air rendaman jerami tersebut terdapat benda-benda aneh yang sangat renik.
2.Teori Biogenesis
Teori biogenesis adalah suatu teori yang mengemukakan bahwa asal kehidupan suatu makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula. Semboyan teori Biogenesis adalah “omne vivum ex ovo” (makhluk hidup berasal dari telur),“Omne ovum ex vivo” (setiap telur berasal dari makhluk hidup) dan, “omne vivum ex vivo” (makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang telah ada). Teori biogenesis ini didukung oleh tokoh-tokoh Biologi lain, seperti berikut.
1. Francisco Redi adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Italia, ia merupakan orang pertama yang membantah teori Generatio Spontanea. Ia melakukan eksperimen untuk mendapat fakta yang benar. Ia menggunakan daging segar yang diletakkan di dalam tiga tabung. Perlakuan tabung I ditutup rapat, tabung II ditutup kain kasa dan tabung III tidak ditutup dan dibiarkan terbuka. Setelah beberapa hari Francisco Redi mendapatkan hasil eksperimen. Ternyata botol tabung I tidak ada mikroba, tabung II terdapat sedikit mikroba, dan tabung III terdapat banyak mikroba.
Dari hasil eksperimen ini Francisco Redi kemudian membuat kesimpulan bahwa mikroba yang berupa belatung yang terdapat pada daging tersebut berasal dari telur-telur lalat yang ditinggalkan pada saat lalat tersebut mengerumuni daging yang membusuk. Dari hal ini maka teori Abiogenesis runtuh diganti dengan teori Biogenesis yaitu bahwa makhluk hidup tidak begitu saja terbentuk dari benda-benda mati, melainkan dari makhluk hidup juga.
2. Spallanzani adalah seorang tokoh ilmuwan dari Italia. Ia melakukan kegiatan eksperimen pada tahun 1765, untuk menentang teori Nedham. Spallanzani mengadakan pembuktian dengan air kaldu dan hasil percobaannya sama dengan Francisco Redi yaitu makhluk hidup berasal dari sesuatu yang hidup.
Spallanzani menjelaskan bahwa kegagalan percobaan Nedham karena Nedham tidak merebus tabung cukup lama sampai semua organisme terbunuh dan Nedham juga tidak menutup leher tabung dengan rapat sehingga masih ada organisme yang masuk dan tumbuh.
3. Louis Pasteur melakukan percobaan pada tahun 1864. Tujuan percobaan Pasteur adalah untuk menguji dan memperbaiki percobaan dari Redi dan Spallanzani. Pasteur membuat labu berleher angsa, yang agak tertutup namun masih dapat berhubungan dengan udara. Percobaan yang dilakukan oleh Pasteur adalah merebus kaldu hingga mendidih kemudian kaldu tersebut didiamkannya beberapa saat di dalam tabung leher angsa.
Setelah beberapa hari, bakteri tidak tumbuh pada kaldu tersebut, tetapi beberapa hari kemudian air kaldu sudah ditumbuhi bakteri. Dari teori Pasteur inilah maka teori abiogenesis (Generatio spontanea) tumbang. Sehingga disimpulkan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula.
C. Daftar Pustaka
• http://id.wikipedia.org/wiki/Metode_ilmiah
• http://gogopratamax.blogspot.com/2012/04/pengertian-karakteristik-dan-langkah.html
• http://alphaomega86.tripod.com/metode_ilmiah.htm
• http://kamusq.blogspot.com/2012/04/teori-asal-usul-kehidupan-biogenesis.html
• filzahazny .2008.Teori-abiogenesis-dan-biogenesis.jakarta: Wordpress
• http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2009/04/konsep-hidup-dan-asal-usul-kehidupan.html
0 komentar :
Posting Komentar