Perbedaan Pola Berfikir Ilmuwan dan Remaja

Secara umum arti ilmu dapat didefinisikan sebagai proses atau usaha manusia untuk memahami alam tersebut. Proses tersebut meliputi banyak langkah yang biasanya dimulai dengan menemukan dan mengungkap beberapa ketidakjelasan dan gejala aneh yang tidak bisa dijelaskan dalam istilah pengetahuan saat ini. Rasa bingung membangkitkan rasa ingin tahu dan kemauan untuk mengerti. Pikiran manusia mungkin sangat bisa menciptakan satu atau lebih penjelasan yang bersifat sementara berdasarkan ingatan atau pengalaman sebelumnya yang terlihat sama dengan cara atau beberapa cara untuk situasi sekarang. Ini adalah proses abduksi atau mengambil ide.

Perilaku Migrasi Salmon Perak

Memunculkan Pertanyaan Penyebab

Pada migrasi Salmon Perak, seorang ahli biologi menandai salmon muda  dan menemukan salmon dewasa sebenarnya bermigrasi ke hulu sungai yang sama persis dimana mereka menetas pada tahun sebelumnya. Penemuan ini melahirkan sebuah pertanyaan menarik, yaitu bagaimana salmon menemukan jalan ke aliran sungai tempat kelahiran mereka? Artinya mereka mungkin ingat benda-benda tertentu ketika berenang ke hilir.

Selama ini ilmuwan telah menemukan alasan perilaku yang sama pada hewan lain, seperti merpati dan belut. Proses abduksi atau mengambil ide dari pengalaman sebelumnya dan menggunakan mereka sebagai penjelasan yang masuk akal dalam konteks ini memberikan kita tiga hipotesis tentatif.

1.      Salmon menggunakan penglihatan untuk menemukan jalan pulang mereka.

2.      Salmon mencium bau kimia tertentu dalam air, khususnya pada aliran rumah mereka.

3.      Salmon sensitif terhadap medan magnetik bumi dan menggunakannya sebagai navigasi.

Proses menghasilkan semua kemungkinan kombinasi hipotesis sebagai berfikir kombinatorial, yang memberi kita kemungkinan tak satupun dari tiga hipotesis benar, hipotesis 1 benar, hipotesis 2 benar, hipotesis 3 benar, hipotesis 1 dan 2 benar, hipotesis 1 dan 3 benar, hipotesis 2 dan 3 benar, ketiga hipotesis benar, dan satu atau lebih hipotesis yang teridentifikasi dalam kombinasi dengan satu atau lebih hipotesis yang belum teridentifikasi adalah benar.

Menghasilkan Prediksi

Pola berpikir yang digunakan untuk menguji hipotesis adalah sebagai berikut:

Hipotesis Percobaan Prediksi

: if : and : then

Salmon perak menemukan aliran rumah mereka karena melihat. Sekelompok salmon yang ditutup matanya dibandingkan dengan salmon yang tidak ditutup matanya, semua hal lain dianggap sama. Salmon yang ditutup matanya tidak dapat menemukan aliran rumah mereka dan salmon yang tidak ditutup matanya seharusnya dapat menemukan rumah mereka.

Ini adalah pola pemikiran hipotetis-deduktif yang terlibat dalam semua pengujian hipotesis.

Mengidentifikasi dan Mengendalikan Variabel

Percobaan harus dilakukan sebanyak mungkin untuk menghindari potensi kesalahan. Hasil percobaan pun harus ditafsirkan secara hati-hati. Hasilpercobaan yang positif tidak dapat ditafsirkan sebagai bukti kebenaran hipotesis. Hasil positif hanya memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa hipotesis telah didukung.

Ketika hasil percobaan tidak mendukung hipotesis, kita tidak dapat menyimpulkan bahwa hipotesis tersebut telah di bantah atau ditolak. Meskipun secara logika dapat menyatakan bahwa hipotesis ditolak, dunia nyata tidaklah sesederhana itu. Ada variabel lain yang tidak diketahui bekerja pada sistem tersebut.

Menggambarkan Kesimpulan

Semua kesimpulan ilmiah, apakah mendukung atau tidak mendukung suatu hipotesis tertentu, harus tetap bersifat sementara sampai batas tertentu. Argumen ilmiah dan bukti-bukti ilmiah pasti bisa meyakinkan tanpa keraguan, tetapi pikiran kritis mereka tidak pernah bisa meyakinkan tanpa keraguan. Ingatlah kembali bahwa hipotesis tidak terbukti maupun terbukti.

Pemikiran Probabilistik dan Korelasional

Pola berfikir yang digunakan untuk menghasilkan pernyataan probabilitas disebut pemikiran probabilistik. Analisis lebih lanjut dari data juga diperlukan untuk membandingkan probabilitas kemudian menentukan apakah mereka terlihat menyimpang secara signifikan secara kebetulan. Sedangkan penggunaan pola berfikir korelasional memungkinkan kita untuk menyimpulkan tentang hubungan diantara variabel, yaitu variabel bebas dan variabel terikat, berdasarkan data hasil pengamatan. Pola pikir keduanya juga dapat digunakan untuk menganalisis data yang dikumpulkan  dari situasi non percobaan.

Keterampilan Berpikir Kreatif dan Kritis

Keterampilan didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan sesuatu dengan baik, kinerja terampil termasuk mengetahui apa yang harus dilakukan, kapan dilakukannya, dan bagaimana melakukannya.

Keterampilan dan pola berpikir sangat penting untuk mendeskripsikan secara akurat dan menjelaskan fenomena alam. Keterampilan tersebut dibagi menjadi tujuh kategori, yaitu akurat menggambarkan alam, penginderaan dan menyatakan pertanyaan kausal tentang alam, menyadari, menciptakan dan menyatakan hipotesis alternatif dan teori, membangun prediksi sendiri, perencanaan dan melakukan eksperimen terkontrol untuk menguji hipotesis, mengumpulkan, mengorganisir dan menganalisis data eksperimen dan korelasional yang relevan, menggambarkan dan menerapkan kesimpulan secara wajar.

Sifat Dasar Pemikiran Remaja

Untuk mengetahui seberapa baik siswa berpikir sains beberapa teka-teki ilmiah ditugaskan kepada siswa untuk dipecahkan. Setiap teka-teki ditanggapi berbeda oleh masing-masing siswa. Hasilnya adalah sangat sedikit siswa yang memberikan jawaban yang lengkap, konsisten dan sistematis.

Pola Berpikir Empiris-Deduktif

Pola berikut mengelaborasi tahap empiris-deduktif (E1).

EI1 EI2 EI3

Inklusi kelas: Individu memahami klasifikasi sederhana dan generalisasi, misalnya semua anjing adalah hewan; hanya beberapa hewan adalah anjing. Konservasi: individu menerapkan konservasi berpikir untuk obyek dan sifat yang jelas, misalnya jika tidak ada yang ditambahkan atau diambil, jumlah, nomor, panjang, berat, dan lain-lain, tetap sama meskipun penampilannya berbeda. Pengurutan serial: Individu mengatur satu set objek atau data dalam urutan serial dan menyusun konsep satu per satu, misalnya tanaman termuda memiliki daun terkecil.

Pola berfikir ini memungkinkan individu untuk memahami konsep dan proposisi sederhana yang membuat referensi langsung ke tindakan serupa pada benda-benda yang diamati dan dapat dijelaskan dalam hal hubungan sederhana, mengikuti instruksi langkah demi langkah sebagai cara untuk menyediakan setiap langkah yang ditentukan, menghubungkan sudut pandangnya dengan yang lain dalam situasi yang sederhana, mencari dan mengidentifikasi beberapa variabel yang mempengaruhi fenomena tetapi tidak akan terjadi tanpa sebuah sistem, membuat observasi dan menarik kesimpulan dari mereka, tetapi tidak melakukan penalaran dengan kemungkinan, merespon masalah sulit dengan menerapkan algoritma yang berhubungan tetapi belum tentu benar, dan proses informasi tetapi tidak secara spontan menyadari pola pemikirannya sendiri.

Pola Berpikir Hipotetis-Deduktif

            Pola berpikir ini memungkinkan individu untuk menerima pernyataan hipotesis sebagai titik awal untuk penalaran tentang situasi. Mereka mampu untuk memberi alasan secara hipotetis dan deduktif. Dengan kata lain, mereka mampu membayangkan hubungan kemungkinan faktor, menyimpulkan konsekuensi dari hubungan ini dan kemudian secara empiris memverifikasikan mana yang benar-benar terjadi konsekuensi.