Keterampilan Proses Sains (KPS) - Pengertian, Aspek, Pengukuran dan Indikator

Keterampilan Proses Sains (KPS) adalah kemampuan atau kecakapan siswa yang biasa dilakukan oleh saintis dalam berpikir dan menyelesaikan masalah, seperti mengamati, mengelompokkan, menafsirkan, memprediksi, mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, berkomunikasi dan melaksanakan percobaan. Keterampilan proses sains melatih siswa dalam setiap proses belajar dapat menghasilkan konsep, teori, prinsip, maupun hukum atau bukti.

Keterampilan proses sains merupakan kegiatan siswa dalam memproses perolehan layaknya seorang saintis, sehingga siswa akan mampu menemukan dan mengembangkan konsep, teori, prinsip hukum maupun fakta. Keterampilan-keterampilan dalam bidang sains tersebut meliputi beberapa kegiatan, seperti; mengamati, mengelompokkan, berkomunikasi, mengukur, mengenal dan menggunakan hubungan ruang dan waktu, menarik kesimpulan, menyusun definisi operasional, menentukan hipotesis, mengendalikan variabel, menafsirkan data, dan bereksperimen.

Keterampilan proses sains juga diartikan sebagai keterampilan ilmiah yang merupakan asimilasi dari berbagai keterampilan intelektual yang terdapat pada diri peserta didik yang dapat dikembangkan melalui berbagai latihan untuk memperoleh pengetahuan berdasarkan fenomena yang dialami. Keterampilan proses sains juga merupakan wawasan atau pengembangan keterampilan-keterampilan inelektual, sosial dan fisik yang bersumber dari kemampuan-kemampuan mendasar yng sudah ada dalam diri peserta didik.

Pengertian Keterampilan Proses Sains 

Berikut definisi dan pengertian Keterampilan Proses Sains (KPS), dari beberapa sumber buku dan referensi: 

• Menurut Wahyudi, dkk (2015), keterampilan proses sains adalah keterampilan yang melibatkan segenap kemampuan siswa dalam memperoleh pengetahuan berdasarkan fenomena. Kemampuan siswa yang dimaksud ialah keterampilan mengamati, mengelompokkan, menafsirkan, memprediksi, mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, berkomunikasi dan melaksanakan percobaan. 
• Menurut Rustaman (2005), keterampilan proses sains adalah keterampilan yang melibatkan keterampilan kognitif atau intelektual, manual dan sosial. Keterampilan kognitif terlibat karena dengan melakukan keterampilan proses sains, siswa menggunakan pikirannya. 
• Menurut Widayanto (2009), keterampilan proses sains adalah kemampuan atau kecakapan untuk melaksanakan suatu tindakan dalam belajar sains sehingga menghasilkan konsep, teori, prinsip, maupun hukum atau bukti. 
• Menurut Airlanda (2011), keterampilan proses sains adalah aspek-aspek kegiatan intelektual yang biasa dilakukan oleh saintis dalam menyelesaikan masalah dan menentukan produk-produk sains.

Tujuan dan Manfaat Keterampilan Proses Sains

Keterampilan proses sains merupakan keterampilanketerampilan yang biasa dilakukan ilmuwan untuk memperoleh pengetahuan. Menurut Nurhasanah (2015), tujuan dari Keterampilan Proses Sains (KPS) adalah sebagai berikut:

1. Meningkatkan motivasi belajar dan hasil belajar peserta didik, karena dengan melatih keterampilan proses sains peserta didik dipacu untuk berpartisipasi secara aktif dan efisien dalam belajar.
2. Menuntaskan hasil belajar peserta didik secara serentak, baik keterampilan produk, proses, maupun keterampilan kinerja.
3. Menentukan dan membangun sendiri konsepsi serta dapat mendefinisikan secara benar untuk mencegah terjadinya miskonsepsi.
4. Untuk memperdalam konsep pengertian, dan fakta yang dipelajarinya karena dengan melatih keterampilan proses, peserta didik sendiri yang berusaha mencari dan menemukan konsep tersebut.
5. Mengembangkan pengetahuan teori dan konsep dengan kenyataan dalam kehidupan masyarakat.

Menurut Zulfiani, dkk (2009), terdapat beberapa manfaat dari Keterampilan Proses Sains (KPS), antara lain yaitu sebagai berikut: 

1. Memiliki manfaat dalam memecahkan masalah yang dihadapi dalam kehidupan. 
2. Memberi bekal peserta didik untuk membentuk konsep sendiri dan cara bagaimana mempelajari sesuatu.
3. Membantu peserta didik mengembangkan dirinya sendiri. 
4. Sangat membantu peserta didik yang masih berada pada taraf perkembangan berpikir konkret. 
5. Mengembangkan kreativitas peserta didik.

Aspek-Aspek Keterampilan Proses Sains 

Keterampilan proses sains terdiri dari keterampilan dasar dan keterampilan terintegrasi. Menurut Dimyati dan Mudjiono (2009), aspek-aspek dari keterampilan proses sains adalah sebagai berikut:

a. Keterampilan dasar 

Keterampilan dasar merupakan keterampilan-keterampilan yang harus dimiliki ilmuwan sebagai landasan untuk keterampilan proses terintegrasi yang lebih kompleks diantaranya keterampilan mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi, mengukur, menyimpulkan, mengkomunikasikan. Adapun penjelasan dari masing-masing komponen tersebut adalah sebagai berikut:

1. Mengamati 

Mengamati merupakan tanggapan kita terhadap berbagai obyek dan peristiwa alam menggunakan panca indra seperti penglihatan, pendengaran, perabaan, penciuman, dan pengecap. Kemampuan mengamati merupakan keterampilan paling dasar dalam proses dan memperoleh ilmu pengetahuan serta merupakan hal terpenting untuk mengembangkan keterampilan-keterampilan proses yang lain.

2. Mengklasifikasikan 

Mengklasifikasikan merupakan keterampilan proses untuk memilah berbagai obyek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khususnya sehingga didapatkan golongan/kelompok sejenis dari obyek peristiwa yang dimaksud.

3. Mengkomunikasikan 

Mengkomunikasikan dapat diartikan menyampaikan dan memperoleh fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk suara, visual, atau suara visual. Kegiatan mengkomunikasikan seperti mendiskusikan suatu masalah, membuat laporan, membaca peta, diagram, bagan, dll.

4. Mengukur 

Mengukur merupakan suatu keterampilan membandingkan sesuatu yang diukur dengan satuan ukuran tertentu yang telah ditetapkan sebelumnya.

5. Memprediksi 

Memprediksi dapat diartikan membuat ramalan tentang segala hal yang akan terjadi pada waktu mendatang, berdasarkan perkiraan pada pola atau kecenderungan tertentu, atau hubungan antara fakta, konsep, dan prinsip dalam ilmu pengetahuan.

6. Menyimpulkan 

Menyimpulkan merupakan suatu keterampilan untuk memutuskan keadaan suatu obyek atau peristiwa berdasarkan fakta, konsep, dan prinsip yang diketahui.

a. Keterampilan dasar 

Keterampilan terintegrasi pada dasarnya dibutuhkan dengan melakukan penelitian diantaranya keterampilan mengidentifikasi variabel, membuat tabulasi data, menyajikan data dalam bentuk grafik, menggambarkan hubungan antar variabel, mengumpulkan dan mengolah data, menganalisa penelitian, menyusun hipotesis, mendefinisikan variabel, merancang penelitian, melaksanakan eksperimen. Adapun penjelasan dari masing-masing komponen tersebut adalah sebagai berikut:

1. Mengenali variabel 

Variabel merupakan konsep yang mempunyai variasi nilai atau segala sesuatu yang dapat berubah/berganti dalam satu situasi. Ada dua variabel yaitu variabel bebas dan terikat. Variabel bebas merupakan variabel yang dengan sengaja diubah-ubah dalam suatu situasi dan diselidiki pengaruhnya. Variabel terikat merupakan variabel yang diramalkan akan timbul dalam hubungan yang fungsional (dengan atau sebagai pengaruh dari variabel bebas).

2. Membuat Tabel Data 

Membuat tabel data merupakan keterampilan yang penting untuk dapat menyajikan data yang diperlukan dalam penelitian.

3. Membuat Grafik 

Keterampilan membuat grafik merupakan kemampuan mengolah data untuk disajikan dalam bentuk visualisasi garis atau bidang datar seperti membuat grafik garis, grafik balok, dll.

4. Menggambarkan Hubungan Antar Variabel 

Keterampilan menggambarkan hubungan antar variabel merupakan kemampuan mendeskripsikan hubungan antara variabel bebas dengan variabel terikat atau hubungan antara variabel-variabel yang sama.

5. Mengumpulkan dan Mengolah Data 

Keterampilan mengumpulkan dan mengolah data adalah kemampuan memperoleh informasi/data dari orang atau sumber informasi lain dengan cara lisan, tertulis, atau pengamatan dan mengkajinya lebih lanjut secara kuantitatif atau kualitatif sebagai dasar pengujian hipotesis atau penyimpulan.

6. Menganalisis Penelitian 

Keterampilan menganalisis penelitian merupakan kemampuan menelaah laporan penelitian orang lain untuk meningkatkan pengenalan terhadap unsur-unsur penelitian.

7. Menyusun Hipotesis 

Keterampilan menyusun hipotesis merupakan kemampuan untuk menyatakan dugaan yang dianggap benar mengenai adanya suatu faktor yang terdapat dalam satu situasi, maka akan ada akibat tertentu yang dapat diduga akan timbul.

8. Mendefinisikan Variabel 

Keterampilan mendefinisikan variabel merupakan kemampuan mendeskripsikan variabel beserta segala atribut sehingga tidak menimbulkan penafsiran ganda.

9. Merancang Penelitian 

Merancang penelitian merupakan kegiatan untuk mendeskripsikan variabel-variabel yang dimanipulasi dan direspon dalam penelitian secara operasional, kemungkinan dikontrolnya variabel hipotesis yang diuji dan cara mengujinya, serta hasil yang diharapkan dari penelitian yang akan dilaksanakan.

10. Bereksperimen 

Bereksperimen merupakan keterampilan untuk mengadakan pengujian terhadap ide-ide yang bersumber dari fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan sehingga dapat diperoleh informasi yang menerima atau menolak ide-ide tersebut.

Pengukuran Keterampilan Proses Sains 

Menurut Tawil, Muh dan Liliasari (2014), terdapat dua karakteristik dalam Pengukuran keterampilan proses sains, yaitu karakteristik umum dan karakteristik khusus. Adapun penjelasan kedua keterampilan tersebut adalah sebagai berikut:

a. Karakteristik umum 

Pembahasan pokok uji pada karakteristik umum lebih ditunjukan untuk membedakan dengan pokok uji biasa yang mengukur penguasaan konsep. Karakteristik pokok uji tersebut yaitu: 

1. Pokok uji tidak boleh dibebani konsep (non concept burdan). Hal ini diupayakan agar pokok uji tersebut tidak rancu dengan pengukuran penguasaan konsepnya. Konsep dijadikan konteks. Konsep yang terlibat harus diyakini oleh penyusun dan pokok uji sudah tidak asing lagi bagi siswa (dekat dengan keadaan sehari-hari siswa).
2. Pokok uji keterampilan proses mengandung sejumlah informasi yang harus diolah oleh responden atau siswa. Informasi pokok uji dalam keterampilan proses dapat berupa gambar, diagram, grafik, data dalam label atau uraian atau objek aslinya.
3. Seperti pokok uji pada umumnya aspek yang akan diukur oleh pokok uji keterampilan proses harus jelas dan hanya mengandung satu apek saja, misalnya interpretasi.
4. Sebaliknya ditampilkan gambar untuk membantu menghadirkan objek.

b. Karakteristik khusus 

Pada karakteristik khusus ini jenis keterampilan proses sains tentu dibahas dan dibandingkan satu sama lain sehingga jelas perbedaannya. Karakteristik tersebut antara lain: 

1. Pengamatan. Harus dari objek atau peristiwa yang sesungguhnya.
2. Interpretasi. Harus menyajikan sejumlah data untuk memperlihatkan pola. 
3. Klasifikasi. Harus ada kesempatan mencari/ menemukan persamaan, perbedaan, atau diberikan kriteria tertentu untuk melakukan pengelompokan atau ditentukan jumlah kelompok yang harus terbentuk. 
4. Prediksi. Harus jelas pola atau kecenderungan untuk dapat mengajukan dugaan atau ramalan. 
5. Berkomunikasi. Harus ada satu bentuk pernyataan tertentu untuk diubah ke bentuk penyajian lainnya, misalnya bentuk uraian ke bentuk bagan, atau tabel ke bentuk grafik. 
6. Berhipotesis. Harus dapat merumuskan perumusan dugaan atau jawaban sementara, atau menguji pertanyaan yang ada dan mengandung hubungan dua variabel atau lebih, biasanya mengandung cara kerja untuk menguji atau membuktikan. 
7. Merencanakan percobaan atau penyelidikan. Harus memberi kesempatan untuk mengusulkan gagasan berkenaan dengan alat/bahan yang akan digunakan, urutan prosedur yang harus ditempuh, menentukan peubah (variabel), mengendalikan variabel.
8. Menerapkan konsep atau prinsip. Harus memuat konsep/prinsip yang akan diterapkan tanpa menyebutkan nama konsepnya.
9. Mengajukan rumusan masalah. Harus memunculkan sesuatu yang mengherankan, mustahil, tidak biasa atau kontradiktif agar responden/siswa termotivasi untuk bertanya.

Indikator Keterampilan Proses Sains 

Keterampilan proses sains merupakan salah satu keterampilan berpikir yang digunakan oleh ilmuwan, guru dan siswa sambil menyelidiki dan mengeksplorasi dalam konteks kegiatan sains. Menurut Isnawati (2014), indikator dalam pengukuran keterampilan proses sains adalah sebagai berikut:

a. Mengamati 

1. Menggunakan banyak indra untuk mengumpulkan. 
2. Mengumpulkan atau menggunakan data yang relevan. 
3. Menyampaikan hasil pengamatan secara kualitatif.

b. Mengukur 

1. Menentukan ukuran objek atau kejadian dengan menggunakan alat yang sesuai. 
2. Membaca skala ukur dengan tepat.
3. Mengganti nilai-nilai yang diukur dalam rumus. 
4. Mengukur satuan yang sesuai dengan rumus. 
5. Menyatakan jumlah benda atau zat secara kuantitatif.

c. Mengomunikasikan 

1. Menggunakan lisan, tulisan, atau grafik untuk menggambarkan kejadian, aksi, atau objek. 
2. Memberikan/mengGambarkan Tabel data empiris hasil percobaan atau pengamatan dengan grafik atau Tabel atau diagram. 
3. Menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis. 
4. Menjelaskan hasil percobaan atau penelitian. 

d. Mengajukan pertanyaan 

1. Bertanya apa, bagaimana, dan mengapa. 
2. Bertanya untuk meminta penjelasan. 
3. Mengajukan pertanyaan yang berlatar belakang hipotesis.

e. Menerapkan konsep 

1. Menggunakan konsep yang telah dipelajari dalam situasi baru. 
2. Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi.
3. Menemukan ide atau gagasan baru.

f. Menafsirkan 

1. Mencatat setiap hasil pengamatan. 
2. Menghubung-hubungkan hasil pengamatan dengan konsep. 
3. Menemukan pola atau keteraturan dari satu seri pengamatan. 
4. Mengidentifikasi hubungan antar variabel, dari grafik atau Tabel pada data. 
5. Menyimpulkan dari data. 
6. Mencatat setiap detail pengamatan atau pengukuran yang dilakukan.

g. Merumuskan hipotesis 

1. Mengetahui bahwa ada lebih dari satu kemungkinan penjelasan dari satu kejadian. 
2. Menyadari bahwa suatu penjelasan perlu diuji kebenarannya dalam memperoleh bukti lebih banyak atau melakukan cara pemecahan masalah. 
3. Membuat pernyataan mengenai suatu permasalahan dalam bentuk pertanyaan.

h. Merencanakan Percobaan/penelitian 

1. Menentukan alat/bahan/sumber yang akan digunakan. 
2. Menentukan variabel atau faktor penentu.
3. Menentukan apa yang akan diukur, diamati, dicatat.
4. Menentukan apa yang akan dilakukan berupa langkah kerja. 
5. Membuat prosedur yang dapat menguji hipotesis.

i. Menggunakan alat/bahan 

1. Memakai alat dan bahan. 
2. Mengetahui alasan mengapa menggunakan alat/bahan. 
3. Mengetahui bagaimana menggunakan alat dan bahan.

j. Melaksanakan Percobaan/Eksperimen 

1. Melakukan percobaan sesuai dengan langkah-langkah percobaan.
2. Menguji hipotesis melalui manipulasi dan pengendalian variabel bebas.
3. Mengamati pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat.

k. Mengontrol variabel 

1. Mengidentifikasi variabel. 
2. Menjaga variabel konstan. 
3. Memanipulasi.