PERKEMBANGAN IPA

PERKEMBANGAN IPA

Awal dari IPA dimulai pada saat manusia memperhatikan gejala-gejala alam, mencatatnya kemudian mempelajarinya. Pengetahuan yang diperoleh mula-mula terbatas pada hasil pengamatan terhadap gejala alam yang ada. Kemudian makin bertambah dengan pengetahuan yang diperoleh dari hasil pemikirannya. Selanjutnya dari peningkatan kemampuan daya pikirnya manusia mampu melakukan eksperimen untuk membuktikan dan mencari kebenaran dari suatu pengetahuan. Dari hasil eksperimen ini kemudian diperoleh pengetahuan yang baru. Setelah manusia mempu memadukan kemampuan penalaran dengan eksperimen ini lahirlah IPA (Ilmu Pengetahuan Alam) sebagai suatu ilmu yang mantap.

1.      SEJARAH PERKEMBANGAN IPA

a. Zaman Kuno

Pengetahuan yang dikumpulkan pada zaman kuno berasal dari kemampuan mengamati dan membeda-bedakan, serta dari hasil percobaan yang sifatnya spekulatif atau trial and error. Semua pengetahuan yang diperoleh diterima sebagaimana adanya, belum ada usaha untuk mencari asal-usul dan sebab akibat dari segala sesuatu.

Pada saat manusia mulai memiliki kemampuan menulis membaca dan berhitung maka pengetahuan yang terkumpul dicatat secara tertib dan berlangsung terus menerus. Misalnya dari pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan pembagian waktu, tahun dibagi dalam 12 bulan, minggu dibagi dalam 7 hari dan hari dalam 24 jam. Selanjutnya jam dibagi dalam 60 menit dan menit dalam 60 detik. Kemudian satuan enam puluh ini juga digunakan untuk

pengukuran sudut, 60 detik sama dengan 1 menit, 60 menit sama dengan 1 derajad dan satu lingkaran penuh sama dengan 360o.

Demikian pula ahli Babilonia dapat meramalkan terjadinya gerhana matahari, tiap 18 tahun tambah 10 atau 11 hari. Ini terjadi kira-kira 3000 SM.

Pada tahun 2980-2950 SM telah dapat dibangun piramid di Mesir untuk menghormati dewa agar tidak terjadi bahaya banjir di sungai Nil. Pembangunan piramid itu menunjukkan bahwa pengetahuan teknik bangunan dan matematika khususnya geometri dan aritmatika telah maju. Kurang lebih tahun 1.600 SM orang mesir telah menghitung keliling lingkaran sama dengan tiga kali garis tengahnya sedang luas lingkaran sama dengan seperdua belas kuadrat kelilingnya.

b. Zaman Yunani Kuno

Perkembangan ilmu pengetahuan berkembang pesat sekali pada zaman Yunani, disebabkan oleh kemampuan berpikir rasional dari bangsa Yunani. Pada tahap ini manusia tidak hanya menerima

pengetahuan sebagaimana adanya tetapi secara spekulatif mencoba mencari jawab tentang asal-usul dan sebab-akibat dari segala sesuatu.

1.Thales (624-548 SM)

Ahli filsafat dan matematika, pelopor dari segala cabang ilmu. Ia dianggap orang pertama yang mempertanyakan dasar dari alam dan segala isinya. Thales berpendapat bahwa pangkal segala sesuatu adalah air: dari air asal segala sesuatu, kepada air pula ia akan kembali. Disamping itu dia juga menyatakan bahwa bintang mengeluarkan cahaya sendiri, sedangkan bulan menerima cahaya dari matahari.

2. Anaximenes (588-526 SM)

Berpendapat bahwa zat dasar adalah udara. Segala zat terjadi dari udara yang merapat dan merenggang. Pendapat ini mungkin dihubungkan dengan kenyataan bahwa manusia itu tergantung kepada pernafasan.

3. Anaximander (610-546 SM)

Berpendapat langit dengan segala isinya itu mengelilingi bumi dan sebenarnya langit yang nampak itu hanya separohnya

4. ]Heraklitos (535-475 SM)

Menyatakan bahwa api adalah asal segala sesuatu, sebab api ini yang menggerakkan sesuatu, menghidupkan alam semesta, yang berubah-ubah sifatnya didalam proses yang kekal. Yang kekal hanyalah perubahan, segala sesuatu adalah mengalir.

5. Pythagoras (580-499 SM)

Mengemukakan 4 unsur dasar yaitu bumi, air, udara, dan api. Dalam bidang matematika menemukan dalil yang terkenal yaitu bahwa kuadrat panjang sisi miring sebuah segi tiga siku-siku sama dengan jumlah kuadrat panjang kedua sisi sikusikunya.

6. Empedokles (495-435 SM)

Menerima 4 unsur dasar menurut Pythagoras dan menyatakan bahwa sifat segala benda terjadi dari pencampuran keempat unsur itu dalam perbandingan yang berbeda. Keempat unsur itu adalah sifat panas, dingin, basah dan kering. Kering dan dingin membentuk bumi, panas dan kering unsur pembentuk api. Air dari basah dan dingin, udara dari basah dan panas. Selain itu juga dinyatakan bahwa segala benda yang sejenis akan tarik menarik,  sedang yang berlawanan akan tolak menolak.

7. Leukippos dan Demokritos (460-370 SM)

Dalam mencari unsur dasar dari segala sesuatu Leukippos & Demokritos mengemukakan

teori atom sebagai berikut : Zat memiliki bangun butir. Segala zat terdiri atas atom, yang tidak dapat dibagi, tak dapat dimusnahkan tak dapat diubah. Atom-atom dapat berbeda dalam jumlah dan susunan atom. Semua perubahan akibat dari penggabungan dan

penguraian atom menurut hukum sebab akibat. Tidak ada masalah kebetulan dan ciptaan. Yang ada hanyalah atom dan kehampaan

8. Plato (427-345 SM)

Menyangkal teori atom, yang menganggap bahwa kebaikan dan keindahan itu timbul dari sebab-akibat mekanik. Plato menyatakan bahwa pengetahuan yang benar adalah yang sejak semula telah ada dalam alam pikiran atau alam ide. Apa yang nampak oleh pancaindera hanyalah bayangan belaka. Pengalaman yang kekal dan benar adalah yang telah dibawa oleh roh dari alam yang gaib.

                                        

9. Aristoteles (384-322 SM)

Menerima 4 unsur dasar: tanah, udara, air dan api dan menambahkan unsur yang kelima

yaitu eter atau "quint essentia". Ia menganggap unsur yang satu dapat berubah menjadi unsure yang lain, kecuali eter yang tak dapat berubah. Dari air dan tanah yang menjadi masak terjadi garam, biji dan logam. Emas adalah logam yang tidak mengandung tanah. Logam perak, tembaga, timah putih dan besi, pada dasarnya banyak mengandung tanah. Semua logam akan mengalami proses memasak menjadi logam mulia, yaitu emas.

Pendapat bahwa unsur berubah menjadi unsur lain inilah yang menjadi dasar dari alkimia untuk mengubah logam biasa menjadi emas.

Pendapat Aristoteles yang lain adalah bahwa untuk mencari pengetahuan yang benar adalah dengan jalan pikiran secara deduktif. Berbeda dengan Plato, Aristoteles menyangkal bahwa pengetahuan

yang benar itu berasal dari dunia yang gaib. Melainkan menghargai pengetahuan yang diperoleh dan dibuktikan dengan pancaindera.

10. Ptolomeus (127-151)

Berpendapat bahwa bumi sebagai pusat jagat raya, bintang dan matahari mengelilingi bumi (geosentrisme). Planet beredar melalui orbitnya sendiri dan terletak antara bumi dan bintang. Karya Ptolomeus ditulis sekitar tahun 150 dan diberi nama Syntaxis, yang kemudian oleh bangsa Arab dinamakan Almagest yang menjadi ensiklopedia dalam ilmu perbintangan.

Pendapat dan pandangan dari Aristoteles serta Ptolomeus berpengaruh sangat lama sampai dengan menjelang zaman modern, yaitu sampai zaman Galileo, Geosentrisme diganti dengan heliosentris (matahari sebagai pusat jagat raya).

c. Zaman Pertengahan

Zaman Alkimia (abad 1-2)

Ahli alkimia menerima pendapat empat buah unsur dan bahkan menambahkan tiga lagi, yaitu: air raksa, belerang dan garam. Disini pengertian usur lebih dimaksudkan sebagai sifatnya daripada unsur itu

sendiri.

Air raksa = logam yang mudah menjadi uap.

Belerang = mudah terbakar dan memberi warna.

Garam = tak dapat terbakar dan bersifat tanah.

Zaman Latrokimia (latros = Tabib)

Beberapa cendekiawan Islam diantaranya :

Al Khowarisni (825)

Menyusun buku Aljabar dan Artimatika yang kemudian mendorong

penggunaan sistim desimal. Menurut catatan sejarah karya Al Khowarisni merupakan pengembangan dari karya bangsa Hindu yang bernama Aryabhata (476) dan Brahmagupta (628). Kemudian Omar Khayam (1043-1132) ahli matematika dan

astronomi; Abu Ibnusina (atau Avicenna, 980- 1137) menulis buku tentang kedokteran.

Secara garis besar sumbangan bangsa Arab dalam pengembangan pengetahuan alam adalah:

1). Menerjemahkan peninggalan bangsa Yunani, mengembangkannya dan kemudian menyebarkan ke Eropa dan selanjutnya dikembangkan di Eropa.

2). Mengembangkan metode eksperimen sehingga memperluas pengamatan dalam lapangan kedokteran, obat-obatan, astronomi, kimia dan biologi.

3). Memantapkan penggunaan sistim penulisan bilangan dengan dasar sepuluh dan ditulis dengan posisi letak, artinya nilai suatu angka terletak pada letaknya.

Contoh :

Bilangan 2132 = paling depan berarti dua ribuan, berturut-turut kebelakang, satu ratusan, tiga puluhan dan dua satuan. Cabang matematika elementer yaitu aljabar diawali dan dikembangkan bangsa Arab.

d. Zaman Modern, Timbulnya Ilmu Pengetahuan Alam

Pengetahuan yang terkumpul sejak zaman Yunani sampai abad pertengahan sudah banyak tetapi belum sistimatis dan belum dianalisis menurut jalan pikiran tertentu. Biasanya pemikiran diwarnai cara berpikir filsafat, agama atau bahkan mistik. Setelah alat sempurna dikembangkan metode eksperimen.

Roger Bacon (1214-1294)

Menyatakan bahwa pada hakekatnya ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang berdasarkan kepada kenyataan yang disusun dan dibentuk dari pengalamnan, penyelidikan dan percobaan. Matematika merupakan dasar untuk berpikir dan merupakan kunci untuk mencari kebenaran dalam ilmu pengetahuan.

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Pernah menyatakan bahwa: Percobaan tidak mungkin sesat, yang tersesat adalah pandangan dan pertimbangan kita.

Francis Bacon (1561-1626)

Berpendapat bahwa cara berfikir induktif merupakan satu-satunya jalan untuk mencapai kebenaran. Hanya percobaan dan penyelidikan yang menumbuhkan pengertian terhadap keadaan alam.

Mulai saat itu kegiatan eksperimen ditingkatkansehingga cara memperoleh pengetahuan dilakukan dengan langkahlangkah:

1). Observasi dan pengumpulan data

2). Menyusun model atau ramalan generalisasi

3). Melakukan eksperimen untuk menguji ramalan atau generalisasi

sehingga diperoleh kesimpulan atau hukum yang lebih mantap.

Nicolas Copernicus (1473-1543)

Ahli astronomi, matematika dan pengobatan.

Karyanya al:

1). Matahari adalah pusat dari sitim tatasurya (heliosentrisme)

2). Bumi mengelilingi matahari sedangkan bulan mengelilingi bumi.         

Johannes Keppler (1571-1630)

1). Orbit dari semua planet berbentuk elips.

2). Dalam waktu yang sama, maka garis penghubung antara planet dan matahari selalu melintas bidang yang luasnya sama

3). Pangkat dua dari waktu yang dibutuhkan sebuah planet untuk mengelilingi matahari adalah sebanding dengan pangkat tiga dari jarak rata-rata planet itu dengan matahari.

Galileo Galilei (1546-1642)

Antara lain menemukan 4 hukum gerak, penemuan tata bulan planet Jupiter, mendukung heliosentrisme dari Copernicus dan hukum Keppler. Ia juga menyatakan bahwa bulan tidak datar, penuh dengan gunung, planet Mercurius dan Venus tidak memancarkan cahaya sendiri dan juga menemukan 4 buah bulan pada planet Jupiter. Penemuannya ini didasarkan atas pengamatan dengan alat teropong bintangnya.

Perkembangan IPA sangat pesat setelah dikenalkannya konsep fisika kuantum dan relativitas pada abad 20. Konsep yang modern ini mempengaruhi konsep IPA secara keseluruhan dan menyebabkan adanya revisi serta penyesuaian-penyesuaian konsep ke arah yang modern. Dengan demikian, terdapat dua konsep IPA yang berkembang, yakni IPA Klasik dan IPA Modern.

2.      IPA KLASIK DAN IPA MODERN.

a.       Pengertian IPA Klasik
IPA klasik merupakan suatu proses IPA di mana teori dan eksperimen memiliki peran saling melengkapi dan memperkuat. IPA klasik memiliki kajian yang bersifat makroskopik, yakni mengacu pada hal-hal yang berskala besar dan kaidah pengkajiannya menggunakan cara tradisional. Di samping kajian yang bersifat makrokopis, ciri lain IPA klasik adalah lebih mendahulukan eksperimen dari pada teori.

b.      Pengertian IPA Modern
IPA modern adalah suatu proses IPA di mana penekanan terhadap teori lebih banyak dari pada praktek. IPA modern memiliki telaahan yang bersifat mikroskopik, yakni sesuatu yang bersifat detail dan berskala kecil. Selain itu, IPA modern menerapkan teori eksperimen, di mana ia menggunakan teori yang telah ada untuk eksperimen selanjutnya.

Berdasarkan pengertian IPA Klasik dan IPA Modern yang dipaparkan di atas, dapat diketahui bahwa penggolongan IPA menjadi IPA Klasik dan IPA Modern didasarkan pada konsepsi, yang meliputi cara berfikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu gejala alam. Namun pada IPA Klasik, suatu pengetahuan didapatkan dari awal, yakni didasarkan dari hasil eksperimen yang dilakukan dan kajian pada IPA Klasik lebih dangkal karena terbatas pada media atau alat bantu penelitian. Sedangkan pada IPA Modern, suatu pengetahuan diperoleh melalui eksperimen yang dilakukan dengan berkiblat pada teori yang telah ada dan dengan bantuan teknologi yang lebih canggih dan maju, maka kajian dari IPA Modern lebih mendetail. Sehingga diperoleh pengetahuan yang lebih mendalam mengenai suatu fenomena alam. Dengan kata lain, dapat disimpulkan bahwa IPA Modern merupakan pengembangan dari IPA Klasik.

Abad       15          16                                          19                                                20      

 

-Pseudo                        -Awal IPA                                 -revolusi industri          -IPA Modern

science              sekarang                                 -penemuan mesin        -alat riset canggih

-Mitos              -Heliosentris                              modern: mesin uap    -telaah mikroskopik

-logika              -Liberalisme                              kertas, cetak, dll        -penemuan anomali

                           -Penemuan alat                     -penemuan alat             teori sebelumnya

                                      bantu                                       lebih baik                     -konsep baru

(modern)                                                                                                      ¯

                                                                                                            sifat:    -mikroskopis

-analisis tinggi

-abstraksi dalam          

Diagram Periode Pengembangan IPA

D.RUANG LINGKUP IPA

1. ALAM SEMESTA

USAHA MANUSIA MENGENAL ALAM SEMESTA

1.      Memberi nama benda-benda angkasa, sebagai dewa yang berpengaruh thd kehidupan mahluk di bumi

2.      Membaca gerak-gerik langit, menentukan lama hari, bulan, dan tahun

3.      Galileo (1564-1642)

·         Tahun 1609, menjadi orang pertama yang dapat mengamati bulan dan planet-planet melalui teleskop

·         Bumi hanya sebuah planet kecil di antara planet-planet yang lain

·         Yupiter dikelilingi 4 bulan, bumi dikelilingi 1 bulan

4.      Kepler (1571-1830)

·         Penganut Ajaran Copernicus

·         Hukum Kepler

a. Orbit planet mengelilingi matahari berupa elips, matahari sebagai pusat orbit

b. Semakin jauh planet dari matahari, laju planet dalam orbitnya makin lambat

c. Pangkat dua periode tempuh planet sebanding dengan pangkat tiga jarak planet-matahari.

5.      Isaac Newton (1642-1772)

Mengembangkan hukum Kepler, dilandasi mekanika, menghasilkan Hukum Gravitasi Semesta

(2 gaya yang bekerja pada planet: Inersia dan gravitasi)

6.      Astronomi ® hukum cahaya, gelombang elektromagnetik, kimia, fisika atom, dll

7.      Albert Einstein (1879-1955)

Merumuskan kembali mekanika klasik sesuai hukum baru tentang cahaya

Di angkasa lepas terdapat berjuta-juta galaksi!

8.      Abad XX, manusia berhasil mendarat di bulan, mendekati venus, mengamati Mars, tinggal berbulan-bulan lamanya di luar angkasa.

A.    ALAM SEMESTA

·         Terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi, serta segala yang telah

     diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa

·         Makrokosmos dan mikrokosmos

·         Mahluk hidup dan benda mati

·         Hukum-hukum alam, kimia, dan fisika serta hukum lainnya

·          

B.     GALAKSI

·         Galaksi (Yuniani: galaxias, Milky Way) adalah kumpulan bintang-bintang, bersama dengan awan interstellar berupa debu dan gas (nebulae) yang menempati volume yang sangat besar di angkasa.

·         Galaxies are formed of stars together with interstellar clouds of dust and gas (nebulae) and vast areas of space. They are rotating in space and many became spiral in form as a results.

·         Terdapat beratus-ratus galaksi dengan berbagai bentuk dan ukuran.

·         Tipe galaksi berdasarkan bentuknya:

1.      Galaksi elips

2.      Galaksi spiral

3.      Galaksi tidak beraturan.

·         Galaksi Elips adalah galaksi yang sudah tua, terbentuk dari bintang-bintang yang sudah tua, lebih redup dibandingkan dengan tipe spiral, dengan banyak bintang merah besar, mengandung sedikit awan gas dan debu interstellar, pembentukan bintang baru sudah benrhenti.

·         Galaksi Spiral berbentuk spiral amat besar dengan inti di tengah (nukleus) dan lengan spiral dan cakaram (disk). Pada lengan ini terkonsentrasi debu dan gas (nebulae), dimana terdapat pembentukan bintang aktif. Tipikal galaksi spiral terdiri dari 100.000 juta bintang dan berdiameter 100.000 tahun cahaya. Mempunyai halo galaktik yang mengandung gas dan debu, bintang individual dan globular cluster. 

Galaksi tak beraturan terdiri dari bermilyar-milyar bintang muda, tidak mempunyai bentuk yang pasti.

Kecepatan cahaya       = 300.000 km/detik                                 = 1 milyar 80 juta km/jam Pesawat supersonik = 3.500 km/jam Roket = 30.000 km/jam Jarak yang ditempuh cahaya dalam 1 jam akan ditempuh oleh roket selama 36.000 jam = 4 tahun 2 bulan 12 hari Garis tengah galaksi Bima Sakti ± 100.000 tahun cahaya

Galaksi Bima Sakti (The Milky Way)

·         Galaksi di mana Sistem Tata Surya berada.

·         Berbentuk spiral raksasa yang bergerak berputar, diameter = 100.000 tahun cahaya.

·         Bintang-bintang bertebaran pada lengan spiral, ± 100.000 juta bintang 

·         Matahari berada pada lengan spiral, pada jarak 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi

·         Mempunyai 2 galaksi satelit yang lebih kecil: Large Magellanic Cloud dan Small Magellanic Cloud

Galaksi Andromeda

·         Berjarak 2,2 juta tahun cahaya, galaksi spiral terdekat dari Milky Way

·         Berdiameter 150.000 tahun cahaya dengan 300.000 juta bintang

·         Mempunyai 2 galaksi satelit kecil: M 32 dan NGC 205

SUMBER : http://perkembangandanpengembanganipa.blogspot.com/