Pendidikan Sains dan Teknologi
Kejadian di Bandara Heathrow hanyalah contoh kecil dampak dari ketiadaan listrik dalam waktu beberapa jam saja. Kira-kira apa yang akan terjadi jika ketiadaan listrik tersebut terjadi lebih lama, misalnya berhari-hari atau berminggu-minggu? Apa yang terjadi jika bukan hanya sistem bagasi yang bermasalah, melainkan semua sistem di bandara tersebut? Kekacauan seperti apa kira-kira yang akan muncul?
Kasus di atas hanyalah contoh sederhana dampak yang ditimbulkan oleh ketiadaan listrik beberapa saat dan di satu tempat saja. Bagaimana jika ketiadaan listrik tersebut terjadi dalam waktu yang lama serta di banyak lokasi yang sedang berlangsung aktivitas yang sangat penting seperti di rumah sakit, kantor pemerintahan, perbankan, bursa saham, pabrik-pabrik, terminal, dan lain sebagainya? Seperti apa kekacauan yang diakibatkannya? Tentu saja skenario tersebut sangat mustahil terjadi di era teknologi canggih sekarang ini. Tapi kalau itu sampai benar-benar terjadi, niscaya sebuah kekacauan luar biasa dalam skala besar akan terjadi.
Tidak dapat dipungkiri, listrik sudah menjadi kebutuhan mendasar kehidupan manusia modern sekarang ini (Zohuri and McDaniel, 2019). Penerangan di rumah-rumah, pusat pendidikan, gedung-gedung perkantoran, pusat perbelanjaan, pusat hiburan, stasiun, serta bandara, hampir semuanya ditenagai oleh listrik. Hampir semua alat-alat elektronik yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari seperti handphone, komputer, televisi, radio, kipas angin, air conditioner, dan masih banyak peralatan lainnya yang dioperasikan dengan menggunakan energi listrik. Begitu juga dengan mesin-mesin industri, mulai dari industri rumah tangga sampai dengan industri raksasa seperti industri otomotif atau industri penerbangan, sebagian besar digerakkan oleh listrik. Peralatan kantor pun mulai dari kantor lurah sampai istana kepresidenan sangat bergantung dengan listrik. Kedepannya, listrik akan menjadi sumber energi utama untuk menggerakkan alat transportasi seperti sepeda motor, mobil penumpang, bus, truk, kereta api, bahkan kapal laut dan pesawat terbang.
Dari konsep sains menjadi teknologi
Konsep listrik merupakan salah satu temuan terbesar sains. Penemuan ini tidak mendadak begitu saja, melainkan melalui proses yang panjang. Ide tentang listrik sudah muncul sejak zaman Yunani kuno (sekitar 700 SM) yaitu ketika Thales menggosokkan batu ambar yang ketika didekatkan dengan kapas, dapat menarik kapas tersebut. Fenomena tersebut kemudian dikenal sebagai listrik statis. Namun butuh waktu 2000 tahun lebih sampai ditemukannya listrik yang dapat mengalir seperti yang telah banyak dimanfaatkan sekarang ini.
Penemuan konsep listrik melibatkan banyak ilmuwan diantaranya Coulumb, Volta, Ampere, Faraday dan Maxwell. Charles-Augustin de Coulumb (1736-1806) menemukan konsep tentang muatan listrik. Alessandro Volta (1745-1827) kemudian menyumbangkan ide tentang pembangkit listrik arus searah berupa baterai. Andre-Marie Ampere (1775-1836) menemukan hukum elektrodinamika yang menjelaskan tentang fenomena listrik yang dapat mengalir. Michael Faraday (1791-1867) menemukan keterkaitan antara gaya magnet dengan listrik yang kemudian menjadi prinsip-prinsip kerja motor listrik. Keterkaitan antara listrik dan magnet kemudian diformulasikan ke dalam persamaan matematika oleh James Clerk Maxwell (1831-1879) sehingga menjadi hukum elektromagnetisme yang menjadi dasar pengembangan fisika modern hingga sekarang.
Konsep listrik yang dikembangkan para ilmuwan di atas, kemudian mulai diterapkan untuk memecahkan masalah praktis dalam kehidupan manusia sehingga menjadi sebuah teknologi. Beberapa penemu seperti Ernst Werner bon Siemens, Alexander Graham Bell, Otto Blathy, Thomas Alfa Edison, Nikola Tesla, dan George Westinghouse mengubah konsep listrik dari keingintahuan sains menjadi peralatan berguna untuk kehidupan modern. Werner von Siemens (1816-1892) mengembangkan industri telegraf. Alexander Graham Bell (1847-1922) mengembangkan teknologi komunikasi menggunakan energi listrik yang kini disebut telepon. Thomas Alfa Edison (1847-1931) menemukan banyak sekali peralatan yang berbasis energi listrik, salah satunya yang terkenal adalah lampu pijar. Otto Blathy (1860-1939) menemukan transformator dan motor listrik. Nicola Tesla (1856-1943) menemukan sistem arus bolak balik atau Alternating Current (AC) yang memungkinkan listrik ditransmisikan jarak jauh. George Westinghouse (1846-1914) menjadikan listrik sebagai industri yang menyediakan listrik skala besar untuk dunia industri dan pemukiman.
Pada awalnya, penyediaan listrik untuk berbagai keperluan dilakukan melalui sistem transmisi listrik arus searah atau Direct Current (DC) yang dikembangkan oleh Edison. Namun, sistem tersebut memiliki kelemahan yaitu tidak bisa ditransmisikan pada jarak jauh. Jarak maksimal yang dapat dijangkaunya hanya sekitar 2 kilometer. Untuk memecahkan masalah tersebut, Nicola Tesla mengajukan sistem transmisi listrik arus bolak-balik atau Alternating Current (AC) untuk menggantikan listrik arus searahnya Edison. Ide Tesla ini awalnya ditentang oleh Edison yang merupakan bos sekaligus mentornya, karena memiliki resiko besar. Edison bahkan mendemonstrasikan bagaimana listrik bolak-balik dapat membunuh seekor gajah. Sementara listrik arus searah jauh lebih aman karena tidak berdampak pada manusia atau hewan.
Sejarah mencatat bahwa Edison dan Tesla bersaing keras untuk memenangkan hati masyarakat atau dunia industri dalam menyediakan listrik untuk semua orang (Ghose, 2014). Walaupun Edison menggunakan berbagai macam cara termasuk melakukan kampanye negatif untuk mengalahkan Tesla, pada akhirnya gagasan Tesla tentang sistem transmisi listrik arus bolak-balik lebih diterima oleh masyarakat dan dunia industri karena memiliki keunggulan yaitu dapat ditransmisikan dalam jarak yang sangat jauh. Itu merupakan hal yang tidak dimiliki oleh listrik DC dari Edison. Hingga kini, listrik AC yang diusulkan dan dikembangkan Tesla mendominasi penggunaan listrik di seluruh penjuru dunia (Donev, et.al., 2018).
Pembangkit listrik dan sistem transmisinya, baik arus searah maupun arus bolak balik, merupakan salah satu bentuk teknologi yang dikembangkan berdasarkan penerapan konsep yang ada di dalam batang tubuh pengetahuan sains. Teknologi tersebut memicu penemuan dan penciptaan berbagai macam teknologi canggih lainnya. Pada awal-awal penemuan listrik, teknologi yang dikembangkan masih sangat sederhana seperti bohlam lampu, telepon, dan radio. Setelah sains makin berkembang, teknologi yang berbasis pada konsep listrik juga semakin berkembang sehingga muncullah alat-alat elektronik yang canggih lainnya seperti televisi, komputer, handphone, robot, mobil listrik, hingga kereta listrik. Jika saja konsep listrik tidak pernah ditemukan oleh para ilmuwan, mustahil semua teknologi tersebut muncul.
Uraian tentang listrik di atas, hanyalah contoh kecil tentang proses penemuan konsep sains hingga proses pemanfaatannya menjadi teknologi untuk memecahkan berbagai permasalahan praktis sekaligus memudahkan kehidupan manusia. Sains dan teknologi tidak sebatas listrik, artinya selain listrik masih banyak konsep-konsep dan prinsip-prinsip lain dalam sains yang dikembangkan menjadi teknologi canggih. Misalnya saja, konsep gaya dan usaha telah mendasari penemuan teknologi pesawat sederhana sampai pesawat luar angkasa. Atau konsep fluida telah menjadi dasar dalam membuat alat semprot sampai dengan kapal laut, helikopter, dan pesawat terbang. Selain konsep-konsep tersebut, tentu saja masih sangat banyak konsep sains lainnya yang telah diterapkan untuk menghasilkan teknologi, baik itu konsep di bidang fisika, kimia, maupun biologi.
Sains, teknologi dan peradaban
Istilah sains bisa bermakna sangat luas tergantung dengan batasan dan ruang lingkup yang ditetapkan. Secara umum, sains merujuk kepada semua pengetahuan ilmiah (Science Council, 2020). Pengetahuan ilmiah sendiri merupakan pengetahuan yang diperoleh dengan menggunakan metode ilmiah yang mengandalkan pemikiran rasional dan pembuktian empiris dalam mencari kebenaran. Jadi, sains dapat merujuk kepada sebuah sistem pengetahuan yang cara memperolehnya melalui proses yang sistematis menggunakan pemikiran rasional, pengamatan yang objektif, serta dibuktikan secara empiris di lapangan melalui eksperimentasi yang sistematis.
Sesuai dengan definisi umum di atas, maka ruang lingkup sains sangat luas. Segala sesuatu yang dapat diketahui melalui proses berpikir rasional dan dapat dibuktikan secara empiris dapat dikategorikan ke dalam sains. Sains yang luas ini seringkali dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu sains alam (natural science) dan sains sosial (social science) (Sciencemadesimple.com., 2020). Sains alam adalah cabang sains yang mengkaji tentang objek-objek dan fenomena alam. Dalam Bahasa Indonesia, sains alam disebut juga ilmu pengetahuan alam (IPA). Sementara sains sosial merupakan cabang sains yang mengkaji tentang fenomena interaksi antar manusia atau Dalam Bahasa Indonesia disebut ilmu pengetahuan sosial (IPS).
Selain definisi yang luas di atas, sains juga dapat dimaknai secara lebih sempit yang secara khusus hanya merujuk kepada sains alam atau IPA saja. Sains alam (natural science) lebih sering disebut sains saja atau sains murni (pure science). Sedangkan sains yang kajiannya tentang interaksi sosial tetap disebut sains sosial. Sains yang dimaksud dalam keseluruhan pembahasan di dalam buku ini adalah sains dalam artian sempit, yaitu cabang sains yang mempelajari tentang dunia fisik dan fenomena alam atau sains alam, tidak mencakup sains sosial atau IPS.
Sementara itu, istilah teknologi berasal dari bahasa Yunani yaitu technologia, yang terdiri atas dua kata yaitu techne dan logos (Yusa, 2016). Techne artinya keahlian, sementara logos artinya pengetahuan. Secara umum, teknologi dapat diartikan sebagai alat, mesin, cara, proses, kegiatan, ataupun gagasan yang dibuat untuk mempermudah aktivitas manusia dalam kehidupan sehari-hari. Teknologi yang seperti itu sudah berkembang sejak lama bahkan semenjak munculnya manusia di permukaan bumi puluhan ribu tahun yang lalu. Manusia sudah menggunakan teknologi semenjak kemunculannya pertama kali berupa pembuatan alat-alat sederhana untuk memudahkannya mencari makan seperti penggunaan batu untuk menggali umbi-umbian atau untuk berburu.
Teknologi yang menjadi fokus kajian di dalam buku ini adalah teknologi yang dikembangkan dari sains dalam artian sempit di atas atau sains alam. Teknologi yang seperti ini baru muncul dan berkembang setelah kemunculan sains yang mapan pada abad ke-18. Mesin uap merupakan salah satu bentuk teknologi di awal pemanfaatan sains untuk menyelesaikan masalah praktis manusia. Sampai saat ini, hampir semua aktivitas kehidupan manusia dewasa ini bersentuhan langsung dengan teknologi yang dikembangkan dari sains, mulai dari teknologi di bidang industri, transportasi, komunikasi, hiburan, dan lain sebagainya.
Sains merupakan salah satu jenis pengetahuan yang dapat diketahui manusia. Berbeda dengan jenis pengetahuan lain, pengetahuan sains memiliki tingkat keakuratan yang tinggi dalam menjelaskan perilaku objek-objek dan fenomena-fenomena yang terjadi di alam, serta dapat memprediksi apa yang akan terjadi selanjutnya. Karena sifatnya itu, sains sangat tepat untuk dijadikan dasar untuk mengembangkan berbagai macam teknologi yang lebih canggih. Teknologi yang dikembangkan dari sains benar-benar efektif karena sesuai dengan cara kerja alam. Semenjak sains dan teknologi mulai saling terkait dan saling menguatkan, peradaban manusia pun mulai berkembang dengan pesat.
Tidak bisa dipungkiri bahwa kecanggihan peradaban modern sekarang ini merupakan produk langsung dari perkembangan sains dan teknologi. Perkembangan keduanyalah yang membuat kita pada akhirnya bisa menyaksikan alat-alat canggih seperti sepeda motor, mobil, pesawat terbang, kereta api, kapal laut, radio, televisi, handphone, laptop, robot, internet dan lain sebagainya. Kemajuan keduanyalah yang membuat manusia dapat membangun bangunan pencakar langit yang belum pernah dibuat sebelumnya yang ketinggiannya mencapai delapan ratus meter lebih seperti Burj Khalifa di Dubai, Uni Emirat Arab. Kecanggihan sains dan teknologilah yang mengantarkan manusia dapat menyelidiki seluruh alam semesta mulai dari awal mula perkembangannya hingga kini, bahkan sampai ke tepian alam semesta yang masih bisa diamati dengan perangkat teknologi yang ada.
Tidak bisa diragukan juga bahwa peradaban modern sangat bergantung pada sains dan teknologi. Hampir semua aktivitas manusia dapat dilakukan karena didukung oleh teknologi modern. Manusia dapat berpindah tempat dengan cepat dalam waktu singkat dengan memanfaatkan teknologi di bidang transportasi seperti mobil, kereta cepat, atau pesawat terbang. Manusia dapat mengerjakan pekerjaan administrasi secara akurat dan cepat dengan memanfaatkan teknologi komputer. Manusia dapat membangun gedung-gedung pencakar langit dengan menggunakan berbagai macam alat berat berteknologi tinggi seperti eskavator, crane, dan lain sebagainya. Bangunan tersebut menjadi mungkin untuk dibuat karena dirancang dengan cermat menggunakan program dan simulasi komputer.
Begitu juga hampir semua permasalahan manusia dapat dipecahkan dan diselesaikan oleh sains dan teknologi. Masalah penyediaan pangan dapat diselesaikan dengan menerapkan konsep dan prinsip ilmu genetika, mikrobiologi, fisiologi tumbuhan dan lain sebagainya menjadi teknologi di bidang pertanian. Masalah kesehatan juga dapat diselesaikan seiring berkembang pesatnya ilmu kimia, biologi molekuler, dan fisika yang kemudian diterapkan dalam ilmu kedokteran dan farmasi. Begitu juga dengan permasalahan energi dapat diselesaikan dengan menerapkan prinsip termodinamika, elektromagnetik, atau teknik kimia untuk membuat alat-alat pembangkit listrik, baik yang bersumber pada bahan bakar fosil, energi terbarukan, maupun reaksi bahan-bahan kimia. Masalah lingkungan yang ditimbulkan oleh perkembangan teknologi itu sendiri juga dapat dipecahkan dengan bantuan berbagai disiplin ilmu sains dan berbagai bidang teknik untuk menghasilkan teknologi yang relevan.
Pewarisan dan pengembangan sains dan teknologi
Karena sains dan teknologi memainkan peran yang sangat penting dalam peradaban manusia, keduanya harus diwariskan dari generasi ke generasi, sekaligus dikembangkan dari waktu ke waktu. Pewarisan artinya proses, cara, perbuatan mewarisi atau mewariskan sesuatu dari satu generasi ke generasi berikutnya. Pewarisan sains dan teknologi berarti proses, cara, atau perbuatan yang dilakukan untuk meneruskan, mengoperkan, atau mengalihkan sains dan teknologi dari satu generasi ke generasi berikutnya. Sementara itu, pengembangan memiliki makna proses, cara, atau perbuatan mengembangkan. Kata mengembangkan itu sendiri memiliki makna membuka lebar-lebar, menjadikan besar, atau menjadikan maju. Jadi, pengembangan sains dan teknologi dapat diartikan sebagai upaya menjadikan sains dan teknologi menjadi lebih besar dan lebih maju dari waktu ke waktu dengan cara membuka lebar-lebar misteri alam semesta secara terus menerus.Pewarisan dan pengembangan sains dan teknologi dapat dilakukan melalui dua kegiatan penting yaitu pendidikan dan penelitian. Pendidikan dapat dimaknai sebagai suatu usaha sadar yang dilakukan secara sistematis dalam mewujudkan suasana belajar-mengajar agar para peserta didik dapat mengembangkan potensi dirinya. Pendidikan merupakan cara terbaik untuk mewariskan sains dan teknologi dari satu generasi ke generasi berikutnya. Sementara itu, penelitian dapat didefinisikan sebagai suatu usaha atau cara yang sistematis untuk menyelidiki masalah tertentu dengan tujuan mencari jawaban dari masalah yang diteliti yang dilakukan secara ilmiah. Penelitian merupakan cara terbaik untuk mengembangkan sains dan teknologi dari waktu ke waktu. Pendidikan dan penelitian dapat berdiri sendiri atau berjalan secara bersamaan.
Untuk dapat mewariskan sains dan teknologi dari generasi ke generasi sekaligus mengembangkan keduanya dari waktu ke waktu, sebuah sistem pendidikan sains dan teknologi harus dikembangkan secara holistik dan komprehensif. Sistem pendidikan sains dan teknologi yang baik harus sesuai dengan hakikat sains dan teknologi itu sendiri. Sistem tersebut juga harus sesuai dengan hakikat pendidikan. Sistem tersebut juga harus sesuai dengan kebutuhan, tuntutan, tantangan, kondisi, dan perkembangan zaman, baik saat ini maupun di masa depan.
Perumusan sistem pendidikan sains dan teknologi yang ideal dapat dilakukan dengan tepat jika disesuaikan dengan hakikat sains dan teknologi itu sendiri. Hakikat sains dan teknologi ini terutama meliputi posisi sains dan teknologi dalam khazanah pengetahuan manusia, pengertian dan ruang lingkup sains dan teknologi, elemen-elemen dasar sains dan teknologi, perkembangan sains dan teknologi, keterbatasan sains dan teknologi, serta keterkaitan antara sains dan teknologi dengan disiplin ilmu lainnya.
Hakikat sains dan teknologi dapat dipahami dari pengkajian terhadap sejarah perkembangan keduanya. Oleh karena itu, untuk memahami hakikat sains dan teknologi, sejarah munculnya sains dan teknologi serta perkembangan keduanya harus dikaji dan didalami. Bab 3 akan menyajikan secara ringkas sejarah sains dan teknologi. Hasil telaah itulah yang kemudian dijadikan dasar untuk merumuskan hakikat sains dan teknologi yang akan disajikan pada Bab 4.
Hakikat sains dan teknologi kemudian diselaraskan dengan hakikat pendidikan secara umum sehingga diperoleh gambaran yang utuh tentang hakikat pendidikan sains dan teknologi yang akan diuraikan pada Bab 6. Untuk keperluan itu, hakikat pendidikan, perkembangan manusia, serta belajar dan pembelajaran perlu dikaji terlebih dahulu pada Bab 5. Hakikat pendidikan yang dimaksudkan disini bukan hanya berdasarkan pemikiran filosofis semata, akan tetapi juga disesuaikan dengan temuan-temuan di berbagai bidang ilmu terkait seperti teori perkembangan manusia, antropologi, sosiologi, psikologi, neurosains, serta bidang lainnya yang relevan.
Pendidikan sains dan teknologi memiliki peranan yang sangat penting bagi peradaban manusia, baik untuk saat ini maupun di masa yang akan datang. Peranan pendidikan sains dan teknologi penting untuk dipahami agar dapat menumbuhkan kesadaran tentang pentingnya penyelenggaraan pendidikan sains dan teknologi yang efektif dan berkualitas sepanjang masa. Peranan ini akan disajikan pada Bab 7.
Bab 8 berisi tentang prinsip-prinsip penyelenggaraan pendidikan sains dan teknologi. Prinsip-prinsip ini diusulkan agar penyelenggaraan pendidikan sains dan teknologi dapat berlangsung secara efektif sehingga dapat mewujudkan dan mencapai tujuan-tujuan pendidikan sains dan teknologi. Dengan menerapkan prinsip-prinsip tersebut, pendidikan sains dan teknologi diharapkan benar-benar memberikan kontribusi yang signifikan bagi perkembangan peradaban manusia menuju ke arah yang lebih baik.
Transformasi pendidikan sains dan teknologi
Hakikat pendidikan sains dan teknologi yang komprehensif, peranannya bagi peradaban manusia, beserta prinsip-prinsip penyelenggaraannya dapat dijadikan panduan untuk mengevaluasi dan merefleksi penyelenggaraan pendidikan sains dan teknologi yang telah dilaksanakan selama ini. Hasil evaluasi dan refleksi ini nantinya dapat digunakan sebagai dasar untuk melakukan upaya perbaikan dan peningkatkan kualitas pendidikan sains dan teknologi saat ini dan di masa yang akan datang. Apabila penyelenggaraan pendidikan sains dan teknologi selama ini masih belum sesuai dengan hakikatnya, belum nampak peranannya, dan belum diselenggarakan berdasarkan prinsip-prinsipnya, maka pendidikan sains dan teknologi perlu ditransformasi agar praktik pendidikan sains dan teknologi menjadi jauh lebih baik dan relevan dengan perkembangan zaman.Pada skala yang lebih luas, sains dan teknologi terus menerus mengalami perkembangan yang membuat batang tubuh keduanya terus menerus tumbuh membesar secara eksponensial dari waktu ke waktu. Peradaban manusia pun terus menerus berkembang sebagai dampak langsung perkembangan sains dan teknologi yang seringkali memunculkan permasalahan dan tantangan baru. Perkembangan sains, teknologi, dan peradaban manusia menuntut penyesuaian diri pendidikan sains dan teknologi. Ketidakmampuan pendidikan sains dan teknologi menyesuaikan diri dengan perkembangan tersebut dapat menjadi faktor penghambat perkembangan sains, teknologi, dan peradaban manusia menuju kondisi yang lebih baik.
Transformasi pendidikan sains dan teknologi menjadi suatu keniscayaan agar dapat menyesuaikan diri dan mengimbangi perkembangan sains dan teknologi serta memenuhi tuntutan peradaban yang juga terus berkembang. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, kata transformasi memiliki makna perubahan rupa (bentuk, sifat, fungsi, dan lain sebagainya). Transformasi pendidikan sains dan teknologi dapat diartikan sebagai segala perubahan yang terjadi di dalam pendidikan sains dan teknologi, baik itu sistemnya, bentuknya, sifatnya, fungsinya, cara menyelenggarakannya, cara menilainya, serta semua aspek yang berkaitan dengannya. Transformasi pendidikan sains dan teknologi paling tidak harus dilakukan pada aspek tujuan pendidikan, muatan pendidikan, sarana dan prasarana, praktik pendidikan di ruang-ruang kelas, serta yang paling utama adalah sutradara di kelas-kelas sains yaitu guru sains. Transformasi pendidikan sains dan teknologi secara lebih rinci akan menjadi penutup buku ini yang disajikan pada Bab 9.
Penulis: Feri Noperman
Penerbit: Universitas Bengkulu Press
Kota Penerbit: Bengkulu
Tahun terbit: 2020
Catatan:
Untuk mendapatkan buku versi lengkapnya, silahkan melakukan pemesanan melalui Shopee untuk versi cetak atau Google Play untuk versi ebook.
________________________________________________________________
Baca pula::
Pengembangan dan Penerapan Inovasi Pembelajaran
Pembelajaran Berbagi Keahlian
Komentar
Posting Komentar