Panduan Belajar IPA dari Rasa Ingin Tahu sampai Ruang Ujian

Setiap bab IPA lebih mudah dimasuki lewat satu pertanyaan tentang kejadian yang pernah dilihat siswa sendiri. Sebelum membuka bab perubahan wujud, siswa bisa bertanya kenapa es di gelas berubah menjadi air yang membasahi meja, dan kenapa pakaian di jemuran kering walau tidak pernah dipanaskan di atas kompor. Sebelum bab cahaya, pensil yang dicelupkan ke gelas bening berisi air tampak patah tepat di permukaan air. Pertanyaan semacam ini memberi tempat bagi penjelasan yang datang sesudahnya, sehingga definisi di buku paket terbaca sebagai jawaban atas sesuatu yang memang ingin diketahui.

Kebiasaan ini dilatih dengan cara sederhana. Siswa menyimpan buku kecil khusus pertanyaan, menulis satu pertanyaan di awal sesi belajar, lalu satu kalimat jawaban sementara di bawahnya. Jawaban sementara itu boleh keliru. Setelah membaca babnya, siswa kembali ke halaman yang sama dan memperbaiki jawabannya dengan kata-kata sendiri. Dalam beberapa pekan, buku kecil itu berisi jejak cara berpikir yang bisa dibaca ulang menjelang ulangan.

Pertanyaan yang baik untuk IPA cukup sempit agar bisa dijawab lewat pengamatan. Pertanyaan apakah air garam membuat telur mengapung bisa diuji di dapur dalam setengah jam. Pertanyaan tentang asal-usul alam semesta terlalu luas untuk satu sesi, sehingga lebih baik dipecah menjadi pertanyaan kecil tentang tata surya, gravitasi, dan cahaya. Siswa SD kelas atas biasanya mulai dari pertanyaan apa dan mengapa, sedangkan siswa SMP sudah bisa menambahkan pertanyaan berapa, yang membawa mereka ke pengukuran.

Banyak siswa membawa dugaan bahwa benda berat pasti tenggelam. Dugaan itu terasa masuk akal sampai mereka melihat kapal baja yang sangat berat tetap terapung di laut, sementara sebutir kerikil kecil langsung tenggelam. Yang menentukan adalah massa jenis, yaitu seberapa banyak massa yang dimuat dalam setiap satuan volume, dibandingkan dengan massa jenis zat cair tempat benda itu berada.

Percobaan telur di air garam adalah cara paling jelas untuk melihatnya. Siswa memasukkan telur mentah ke gelas tinggi berisi air tawar dan mencatat bahwa telur tenggelam. Garam lalu ditambahkan satu sendok demi satu sendok sambil diaduk, dan siswa mencatat berapa sendok yang dibutuhkan sampai telur mulai terangkat. Jumlah air dan ukuran gelas dibuat tetap, sehingga perubahan posisi telur bisa dikaitkan dengan garam saja. Air garam memuat lebih banyak massa dalam volume yang sama, sehingga mampu menahan telur.

Di SMP, gagasan ini ditulis sebagai rumus massa jenis, yaitu massa dibagi volume, dengan satuan gram per sentimeter kubik atau kilogram per meter kubik. Massa jenis air sekitar 1 gram per sentimeter kubik, dan angka ini menjadi patokan untuk menebak apakah sebuah benda terapung. Siswa yang sudah paham biasanya bisa menjelaskan sendiri kenapa minyak goreng mengambang di atas air dan kenapa es batu terapung di gelas minuman.

Kurikulum Merdeka menempatkan hakikat sains dan metode ilmiah sebagai bab pembuka IPA kelas 7. Siswa diharapkan bisa merancang percobaan sederhana, mengenali variabel, dan melaporkan hasilnya. Bagian yang paling sering membingungkan adalah pembagian variabel. Variabel bebas adalah hal yang sengaja diubah, variabel terikat adalah hal yang diamati hasilnya, dan variabel kontrol adalah semua hal lain yang dijaga tetap supaya percobaan adil.

Contoh dari dapur membuat pembagian ini mudah dilihat. Dalam percobaan es batu yang diletakkan di dua tempat berbeda, tempat adalah variabel bebas, waktu sampai es habis mencair adalah variabel terikat, sedangkan ukuran es dan jenis wadah dibuat sama. Siswa mengukur waktunya dengan stopwatch ponsel dan mengulang percobaan dua atau tiga kali agar hasilnya tidak kebetulan. Kesalahan yang paling umum adalah mengubah dua hal sekaligus, misalnya tempat dan ukuran es, sehingga penyebab perbedaan waktunya tidak bisa dipastikan.

Setiap percobaan ditutup dengan laporan singkat berurutan tetap: pertanyaan, dugaan, bahan, langkah, hasil pengamatan, dan kesimpulan. Siswa SD cukup menulis beberapa kalimat disertai gambar sebelum dan sesudah. Siswa SMP menambahkan tabel data dan grafik kecil. Ketika hasil berbeda dari dugaan, siswa menuliskannya apa adanya dan menelusuri penyebabnya, misalnya garam yang kurang atau wadah yang lebih kecil, lalu mengulang dengan satu perubahan saja.

Bagian fisika IPA SMP memuat rumus yang tergolong ringan, tetapi banyak siswa tersendat karena menghafal susunan hurufnya tanpa tahu artinya. Rumus yang paling sering keluar antara lain kecepatan sama dengan jarak dibagi waktu, tekanan sama dengan gaya dibagi luas bidang tekan, usaha sama dengan gaya dikali perpindahan, dan hukum Ohm yang menyatakan tegangan sama dengan kuat arus dikali hambatan.

Lembar rumus yang berguna memuat empat kolom: rumus, arti setiap lambang, satuan setiap besaran, dan satu contoh dari kehidupan sehari-hari. Kecepatan memakai meter per sekon, tekanan memakai pascal atau newton per meter persegi, usaha memakai joule, sedangkan tegangan, kuat arus, dan hambatan memakai volt, ampere, dan ohm. Contoh sehari-hari membuat rumus terasa masuk akal: pisau tajam memotong lebih mudah karena luas bidang tekannya kecil, sehingga tekanannya besar walau gaya yang dipakai sama.

Untuk soal hitungan, siswa membiasakan urutan tetap. Pertama, tulis besaran yang diketahui beserta satuannya. Kedua, tulis besaran yang ditanyakan. Ketiga, seragamkan satuan, misalnya sentimeter diubah ke meter dan menit ke sekon. Keempat, pilih rumus dan hitung. Kelima, periksa apakah hasilnya masuk akal, misalnya kecepatan sepeda yang terhitung ratusan meter per sekon pasti mengandung kesalahan. Matematika dasar seperti pecahan, desimal, dan konversi satuan perlu dikuatkan lebih dulu bila langkah ketiga sering keliru.

Soal IPA sekarang lebih banyak menguji cara berpikir dan analisis data. Asesmen Kompetensi Minimum dan soal model PISA menyajikan cerita, tabel, atau grafik lebih dulu, baru kemudian pertanyaannya. Hasil PISA 2022 menempatkan skor sains siswa Indonesia di bawah rata-rata negara OECD yang berada di angka 485, dan sebagian besar kesulitannya terletak pada penerapan konsep ke situasi baru. Itulah alasan soal jenis ini perlu dilatih secara khusus.

Urutan membaca yang membantu adalah pertanyaan dulu, data kemudian. Dengan tahu apa yang ditanyakan, siswa bisa mencari informasi yang relevan di cerita panjang tanpa tersesat. Untuk grafik, siswa memeriksa judul sumbu dan satuannya sebelum membaca bentuk garisnya. Pada grafik jarak terhadap waktu, misalnya, garis lurus yang miring menunjukkan kecepatan tetap, garis mendatar menunjukkan benda diam, dan garis yang makin curam menunjukkan benda bergerak makin cepat. Untuk tabel, siswa menandai kolom yang berubah dan kolom yang dibuat sama, persis seperti pembagian variabel di percobaan dapur.

Setelah satu paket latihan selesai, setiap soal yang salah ditelusuri sampai ke akarnya. Siswa menggolongkan kesalahannya ke dalam tiga jenis: salah konsep, salah hitung, atau salah membaca soal. Catatan kesalahan ini disimpan dalam satu buku dan ditinjau ulang menjelang ujian. Kata kunci dalam soal juga perlu diperhatikan, terutama kata kecuali dan paling tepat, karena kata-kata itu sering menentukan pilihan jawaban.