Engel sesilia putri Putri (1), enik setiyawati (2)
General Background: Scientific reasoning is a fundamental component of science learning and a key competency in 21st-century education, particularly in elementary school science. Specific Background: In IPAS learning on light properties, students are expected to observe phenomena, formulate hypotheses, analyze evidence, and draw logical conclusions, yet classroom practices often do not fully facilitate these reasoning processes. Knowledge Gap: Limited empirical descriptions exist regarding elementary students’ scientific reasoning profiles specifically on the topic of light properties within authentic classroom contexts. Aims: This study aims to analyze and describe the scientific reasoning abilities of elementary school students in learning about light properties. Results: The findings indicate varied levels of reasoning across indicators, including observation, classification, hypothesis formulation, and conclusion drawing, with some students demonstrating partial understanding and others showing difficulties in connecting evidence to explanations. Novelty: The study provides a focused qualitative profile of scientific reasoning on light properties using structured observation indicators in an elementary classroom setting. Implications: The results suggest the need for instructional strategies that systematically engage students in inquiry-based and evidence-based learning to strengthen scientific reasoning in IPAS.
Keywords: Scientific Reasoning, Light Properties, Elementary Education, IPAS Learning, Qualitative Analysis
Key Findings Highlights:
Students show uneven mastery across reasoning indicators in science learning
Difficulties emerge in linking experimental evidence to logical explanations
Structured observation reveals detailed patterns of classroom reasoning processes
Penalaran saintifik didefinisikan mencakup keterampilan berpikir dan penalaran yang terlibat dalam penyelidikan eksperimen, evaluasi bukti, inferensi, dan argumen yang mendukung pembentukan dan modifikasi konsep dan teori tentang dunia alam dan sosial [1]. Kemampuan ini menjadi fond asi dalam pembelajaran sains yang diarahkan pada penciptaan peserta didik yang kritis, kreatif, dan reflektif [2]. Selain itu, penalaran saintifik berperan penting dalam membangun literasi sains yang menjadi indikator keberhasilan pendidikan sains modern [3]. Dengan mengembangkan kemampuan ini sejak dini, khususnya pada siswa sekolah dasar kelas 5, peserta didik tidak hanya belajar memahami konsep sains, tetapi juga dilatih untuk berpikir kritis, membuat keputusan berbasis bukti, serta mampu merefleksikan proses dan hasil belajarnya secara mandiri[4]. Dalam konteks pendidikan sains, Lawson [5] mengemukakan bahwa penalaran saintifik mencakup beberapa indikator utama, yaitu Penalaran Konservasi, Penalaran Proporsional, Penalaran Kontrol Variabel, Penalaran Probabilistik, Penalaran Korelasi, Penalaran Hipotetis-Deduktif. Indikator-indikator ini memberikan dasar kuat untuk mengevaluasi kemampuan penalaran saintifik siswa secara menyeluruh.
Namun, berbagai penelitian menunjukkan bahwa kemampuan penalaran saintifik siswa kelas 5 masih perlu ditingkatkan. Nugroho dan Putri [6] menemukan bahwa meskipun siswa sudah mengenal konsep dasar sains, kemampuan mereka dalam melakukan penalaran saintifik, seperti mengajukan hipotesis dan menarik kesimpulan, masih terbatas. Hal ini juga didukung oleh hasil studi pendahuluan yang dilakukan di sekolah dasar setempat, yang menunjukkan bahwa sebagian besar peserta didik kesulitan dalam menerapkan proses penalaran saintifik pada materi cahaya dan sifatnya [7], [8]. Akan tetapi, sebagian besar penelitian ini masih berfokus pada pengaruh suatu model atau intervensi pembelajaran, belum menggali secara eksploratif bentuk alami penalaran saintifik siswa dalam suasana belajar otentik. Dengan demikian, penelitian ini hadir untuk mengisi kekosongan tersebut dengan menggambarkan kemampuan penalaran saintifik siswa kelas V secara mendalam dan deskriptif.
Materi cahaya dan sifat-sifatnya mencakup konsep bahwa cahaya merambat lurus, dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (pembiasan), diserap, dan menembus benda bening, yang merupakan bagian penting dalam pembelajaran IPA karena fenomena tersebut dapat diamati langsung oleh peserta didik dalam kehidupan sehari-hari, seperti terbentuknya bayangan saat terkena sinar matahari, perubahan arah cahaya saat melewati gelas berisi air, hingga pantulan bayangan di cermin[9]. Pengalaman-pengalaman ini menjadi sarana konkret untuk melatih kemampuan penalaran saintifik, karena siswa didorong untuk mengamati gejala tersebut, mengajukan pertanyaan, membuat prediksi, dan menarik kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan atau eksperimen sederhana[10][11]. Dengan demikian, keterlibatan langsung siswa dalam mengamati fenomena cahaya memungkinkan mereka untuk mengembangkan keterampilan berpikir ilmiah secara alami dan kontekstual.
Berdasarkan hasil observasi awal di SDN spande, pembelajaran IPAS menunjukkan bahwa kemampuan penalaran saintifik siswa pada materi cahaya dan sifatnya masih rendah. Banyak siswa yang belum mampu mengontrol variabel dalam percobaan sederhana maupun menghubungkan konsep ilmiah dengan fenomena yang diamati. Kondisi ini menegaskan urgensi penelitian untuk menganalisis kemampuan penalaran saintifik siswa secara lebih mendalam
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan penalaran saintifik siswa kelas V SD pada materi cahaya dan sifatnya dalam pembelajaran IPAS. Dengan menggambarkan secara detail bagaimana siswa membangun pengetahuan melalui cara berpikir ilmiah, diharapkan penelitian ini mampu memberikan kontribusi nyata dalam pengembangan model pembelajaran dan asesmen berbasis proses.
Penelitian ini menggunakan pendekatan kualitatif deskriptif yang bertujuan untuk memahami dan mendeskripsikan kemampuan penalaran saintifik siswa secara mendalam berdasarkan data yang diperoleh melalui interaksi langsung di lingkungan alami tanpa adanya manipulasi variabel [12]. Pendekatan ini dipilih karena sesuai untuk menggali fenomena berpikir ilmiah siswa secara holistik sebagaimana muncul dalam proses pembelajaran. Subjek penelitian di tentukan menggunakan teknik purposive sampling, yaitu pemilihan peserta didik berdasarkan kriteria tertentu yang sesuai dengan tujuan penelitian. Siswa terlebih dahulu diberikan tes kemampuan penalaran saintifik yang disusun berdasarkan indikator penalaran ilmiah Lawson [5][13]. Terdapat 33 siswa yang di berikan soal tes, hasil tes di kategorikan tinggi, sedang, rendah, dan sangat rendah sesuai dengan nilai yang di peroleh siswa, 4 siswa tergolong dalam kategori tinggi dengan dua siswa memperoleh skor 22, dan 2 siswa memperoleh skor 20, dan dua siswa dengan perolehan nilai tertinggi ditetapkan sebagai subjek penelitian karena dianggap mampu merepresentasikan tingkat penalaran saintifik yang baik. Agar instrumen tes yang digunakan benar-benar layak, dilakukan uji validitas instrumen. Validitas soal tes penalaran saintifik ini diperoleh melalui validitas isi (content validity), yaitu instrumen divalidasi oleh dosen ahli untuk memastikan butir soal sesuai dengan indikator penalaran saintifik Lawson serta relevan dengan materi cahaya dan sifatnya. Teknik purposive sampling ini juga sejalan dengan penelitian Rudi, dkk[14] yang menggunakan metode serupa untuk menganalisis penalaran matematis peserta didik. Adapun objek penelitian adalah kemampuan penalaran saintifik siswa.
Instrumen penelitian terdiri atas dua jenis, yaitu lembar observasi dan wawancara semi-terstruktur. Lembar observasi dikembangkan dalam bentuk rubrik kualitatif untuk mencatat perilaku dan aktivitas saintifik siswa selama proses pembelajaran, sebagaimana dilakukan oleh Setiawan dan Widodo [15] yang mengukur kemampuan penalaran peserta didik melalui observasi berbasis indikator. Sementara itu, wawancara semi-terstruktur dilaksanakan secara individual untuk menggali lebih dalam proses penalaran saintifik siswa. Proses wawancara direkam, ditranskripsi, dan dianalisis secara tematik sehingga dapat memperkuat data yang diperoleh dari tes dan observasi.
Data penelitian dikumpulkan melalui tiga teknik utama, yaitu observasi langsung saat pembelajaran berlangsung, wawancara semi-terstruktur dengan siswa, serta tes penalaran saintifik. Kombinasi ketiga teknik ini memungkinkan dilakukannya triangulasi teknik guna meningkatkan validitas dan keandalan data [16]. Analisis data dilakukan melalui beberapa tahapan, dimulai dari coding untuk memberi tanda pada informasi penting dari hasil observasi, tes, dan wawancara; kemudian dilakukan reduksi data untuk menyaring dan menyederhanakan informasi yang relevan dengan fokus penelitian; dilanjutkan dengan penyajian data dalam bentuk deskripsi naratif maupun tabel; dan diakhiri dengan penarikan kesimpulan berdasarkan keterkaitan antar data[17][18].
Instrumen yang digunakan berupa tes uraian 6 soal dengan indikator penalaran saintifik menurut Lawson ( Penalaran Konservasi, Penalaran Proporsional, Penalaran Kontrol Variabel, Penalaran Probabilistik, Penalaran Korelasi, Penalaran Hipotetis-Deduktif). Tes diberikan kepada 33 siswa kelas V SD. Berdasarkan skor total (0–24 poin), siswa dikelompokkan menjadi 4 kategori. Dari 4 siswa yang masuk kategori tinggi, dipilih 2 siswa dengan skor tertinggi sebagai subjek penelitian, yaitu:
Kedua subjek ini dipilih karena memenuhi kriteria nilai maksimal pada kategori tinggi (22/24 poin), sehingga representatif untuk menggambarkan kemampuan penalaran saintifik siswa terbaik di kelas. Analisis mendalam terhadap S1 dan S2 dilakukan melalui triangulasi data: hasil tes, observasi saat kegiatan eksperimen, dan wawancara semi terstruktur.
Pada indikator penalaran konservasi (soal nomor 1), S1 menuliskan pada tes bahwa cahaya dari senter tetap lurus meskipun digeser ke arah lain. Hal ini menunjukkan bahwa ia memahami prinsip dasar cahaya yang tidak berubah lintasannya. Saat observasi, S1 memperhatikan arah cahaya dengan teliti, kemudian menggerakkan tangannya lurus ke depan untuk menunjukkan arah rambat cahaya. Ia menegaskan secara spontan bahwa yang berubah hanyalah tempat jatuh sinar, bukan jalurnya. Temuan ini menegaskan adanya pemahaman konseptual yang cukup kuat tentang sifat dasar cahaya. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P: “Tadi waktu kita geser posisi senter atau cermin, apa yang kamu lihat terjadi pada cahaya?”S1: “Cahayanya tetap lurus, hanya arahnya yang ikut berubah sesuai posisi.”P: “Jadi menurut kamu, arah cahaya berubah atau tetap sama? Bisa jelaskan kenapa?”S1: “Tetap lurus, karena cahaya itu memang merambat lurus. Yang berubah cuma arah sinarnya aja.”P:“Bagaimana kamu bisa yakin kalau cahaya itu merambat lurus?”S1: “Karena walaupun dipindah, cahayanya selalu kelihatan lurus di dinding.”
Pada indikator penalaran proposional(soal nomor 2), S1 menuliskan bahwa semakin jauh jarak senter, maka cahaya yang jatuh di dinding semakin melebar dan intensitasnya semakin redup. Observasi mendukung hal ini, ketika ia beberapa kali menggeser posisi senter lebih jauh dari dinding, lalu menunjuk perbedaan ukuran dan terang cahaya di permukaan. Ia tampak aktif membandingkan kondisi jarak dekat dan jarak jauh, sehingga memperlihatkan adanya keterampilan dalam menghubungkan dua variabel sekaligus. Data tersebut menunjukkan bahwa S1 memiliki penalaran proporsional yang baik. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P: “Waktu kita ubah jarak senter, bagaimana dengan jangkauan cahayanya?”S1: “Kalau makin jauh, cahaya makin besar jangkauannya, tapi jadi lebih redup.”P: “Kalau intensitas cahayanya dua kali lipat, menurutmu jangkauannya akan bagaimana?”S1: “Mungkin lebih jauh lagi, tapi tetap makin redup kalau terlalu jauh.”
Pada indikator Penalaran Kontrol Variabel (soal nomor 3), S1 menuliskan dalam tes bahwa variabel bebas adalah jenis cermin, sedangkan jarak dan intensitas cahaya harus dijaga tetap. Observasi menunjukkan bahwa ia dapat menyebutkan variabel dengan benar saat ditanya, bahkan menegaskan bahwa hanya jenis cermin yang boleh diganti, sementara variabel lainnya tidak boleh diubah. Hal ini memperlihatkan bahwa S1 memahami prinsip percobaan yang adil dengan mengendalikan variabel yang tidak diteliti. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P: “Dalam percobaan tadi, hal apa yang kamu ubah dan hal apa yang tetap sama?”S1: “Yang diubah itu jenis cerminnya, sedangkan jarak sama intensitas tetap sama.”P: “Menurut kamu kenapa penting menjaga beberapa hal tetap sama?”S1: “Supaya percobaannya adil, biar hasilnya jelas dari perbedaan cermin aja.”
Pada indikator Penalaran Probabilistik (soal nomor 4), S1 menuliskan bahwa cahaya dapat menembus plastik bening karena sifatnya tembus pandang, sedangkan kertas menahan cahaya. Observasi mendukung hal ini, ia terlebih dahulu menguji plastik bening lalu mengangguk ketika cahaya menembus, kemudian mengganti dengan kertas dan menuliskan bahwa cahaya terhalang. Ia juga membandingkan prediksinya dengan hasil, dan menyatakan keduanya sesuai. Hal ini memperlihatkan bahwa S1 mampu menghubungkan dugaan awal dengan hasil nyata. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P: “Tadi kita bandingkan plastik bening dan kertas. Menurutmu mana yang lebih mudah ditembus cahaya?”S1: “Plastik bening, karena tembus pandang. Kalau kertas menahan cahaya.”P:“Kenapabisa begitu?”S1: “Karena sifat plastik yang transparan, beda dengan kertas.”
Pada indikator penalaran korelasi (soal nomor 5), S1 menjawab di tes bahwa bayangan lebih besar ketika benda didekatkan ke sumber cahaya, dan lebih kecil ketika benda dijauhkan. Observasi memperlihatkan ia memindahkan benda maju-mundur di depan cahaya, lalu menunjukkan perbedaan ukuran bayangan. Namun, ia hanya mendeskripsikan fenomena tanpa menjelaskan pola hubungan yang lebih umum, sehingga penalarannya masih berada pada tahap deskriptif. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P: “Kalau benda didekatkan ke senter, apa yang terjadi pada bayangannya?”S1: “Bayangannya jadi lebih besar, karena cahaya yang ketutup lebih luas.”P: “Bisa jelaskan kenapa jarak dan bayangan saling berhubungan?”S1: “Karena kalau dekat, cahaya yang ketutup makin lebar, jadi bayangan ikut besar.”
Pada indikator Penalaran Hipotetis-Deduktif (soal nomor 6), S1 menuliskan hipotesis bahwa kertas hitam lebih cepat panas daripada kertas putih, dengan alasan warna hitam menyerap cahaya lebih banyak. Observasi memperlihatkan bahwa ia menguji dengan cara sederhana, yakni menyentuhkan tangan ke permukaan kertas dan menyatakan bahwa kertas hitam lebih cepat panas. Namun, ia tidak menguraikan penjelasan ilmiah lebih lanjut, meskipun hipotesis awalnya benar. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan hipotetiko-deduktifnya sudah muncul, tetapi masih terbatas. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S1 hasil wawancara berikut di sajikan.
P:“Sebelum percobaan, kamu punya dugaan tentang kertas hitam dan putih. Dugaanmu apa?”S1: “Kertas hitam lebih cepat panas.”P: “Kenapa kamu berpikir begitu?”S1:“Karena hitam menyerap cahaya lebih banyak daripada putih.”P:“Setelah percobaan, apakah dugaanmu terbukti?”S1: “Iya benar, kertas hitam memang lebih cepat panas.”
Untuk memperjelas temuan penelitian, hasil tes, observasi, dan wawancara pada masing-masing indikator penalaran saintifik disajikan dalam bentuk tabel. Tabel berikut memuat ringkasan capaian subjek penelitian S1 berdasarkan enam indikator penalaran saintifik yang digunakan dalam instrumen Lawson.
Pada indikator Penalaran konservasi (soal nomor 1), S2 menuliskan pada tes bahwa cahaya tetap lurus meskipun senter digeser ke arah lain. Hasil observasi menunjukkan bahwa ia memperhatikan arah cahaya yang jatuh di dinding dan menegaskan bahwa cahaya tidak berubah lintasannya, hanya posisi jatuhnya yang berpindah. Hal ini memperlihatkan pemahaman yang konsisten mengenai sifat dasar cahaya. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P:“Mengapa cahaya tetap lurus meskipun senter digeser?”S2: “Cahayanya tetap lurus, cuma tempat jatuhnya di dinding ikut pindah.”
Pada indikator Penalaran proporsional (soal nomor 2), S2 menuliskan dalam tes bahwa semakin jauh jarak senter, cahaya yang jatuh di dinding semakin melebar. Namun, ia tidak menuliskan bahwa cahaya menjadi lebih redup. Hasil observasi mendukung jawaban tersebut, karena S2 hanya menunjuk pelebaran cahaya saat senter dijauhkan, tanpa menyebutkan perubahan intensitas. Hal ini menunjukkan bahwa penalaran proporsionalnya terbatas pada satu aspek saja. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P:“Apa yang terjadi pada cahaya kalau jarak senter diperbesar?”
S2:“Cahaya jadi lebih melebar kalau jauh.”
Pada indikator Penalaran kontrol variabel (soal nomor 3), S2 menuliskan bahwa variabel bebas adalah jenis cermin, sedangkan jarak dan intensitas cahaya harus tetap. Saat observasi, ia menegaskan hal yang sama bahwa hanya jenis cermin yang boleh diubah agar hasil percobaan jelas. Hal ini memperlihatkan bahwa S2 memahami prinsip pengendalian variabel dalam percobaan. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P:“Apa yang diubah dalam percobaan ini dan apa yang tetap sama?”S2:“Kalau banyak yang diubah, hasilnya nggak jelas. Jadi hanya jenis cermin saja.”
Pada indikator Penalaran probabilistik (soal nomor 4), S2 menuliskan bahwa cahaya dapat menembus plastik bening tetapi tidak menembus kertas. Observasi mendukung jawaban tersebut, karena ia menuliskan hasil sesuai dengan prediksi awal tanpa memberikan penjelasan tambahan. Hal ini memperlihatkan bahwa S2 cenderung menjawab secara ringkas dan langsung pada inti. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P: “Kalau cahaya diarahkan ke plastik bening dan kertas, apa yang kamu perkirakan terjadi?”S2: “Plastik bisa tembus cahaya, sesuai prediksi. Kalau kertas menahan cahaya.”
Pada indikator Penalaran korelasi (soal nomor 5), S2 menuliskan dalam tes bahwa semakin dekat benda ke senter maka bayangan semakin besar, sedangkan semakin jauh maka bayangan semakin kecil. Observasi memperlihatkan bahwa ia memindahkan benda maju-mundur di depan cahaya dan menyebutkan adanya hubungan jarak dengan ukuran bayangan. Hal ini memperlihatkan bahwa S2 telah mampu menggeneralisasikan pola hubungan antarvariabel dengan cukup baik. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P :“Bagaimana hubungan jarak benda dengan besar bayangan?”S2: “Ada pola, makin dekat makin besar, makin jauh makin kecil.”
Pada indikator Penalaran hipotesis-deduktif (soal nomor 6), S2 menuliskan hipotesis bahwa kertas hitam lebih cepat panas dibanding kertas putih. Observasi menunjukkan bahwa ia menguji kedua kertas tersebut dan menyatakan hasilnya sesuai dengan dugaan. Selain itu, ia menambahkan alasan bahwa warna hitam menyerap cahaya lebih banyak. Hal ini memperlihatkan bahwa kemampuan hipotetiko-deduktif S2 cukup baik, karena ia menghubungkan hipotesis dengan hasil sekaligus memberikan alasan ilmiah. Untuk menunjukkan kemampuan penalaran saintifik S2 hasil wawancara berikut disajikan.
P :“Menurutmu, mana yang lebih cepat panas, kertas hitam atau putih? Mengapa?”S2: “Hitam menyerap cahaya, jadi lebih cepat panas. Sesuai dengan hipotesis saya.”
Untuk memperjelas temuan penelitian, hasil tes, observasi, dan wawancara pada masing-masing indikator penalaran saintifik disajikan dalam bentuk tabel. Tabel berikut memuat ringkasan capaian subjek penelitian S2 berdasarkan enam indikator penalaran saintifik yang digunakan dalam instrumen Lawson.
Berdasarkan hasil analisis, peserta didik kelas 5 menunjukkan berbagai bentuk kemampuan penalaran saintifik yang sesuai dengan enam indikator menurut Lawson. Pada indikator penalaran korelasi, siswa memahami bahwa cahaya tetap merambat lurus meskipun posisi senter atau cermin diubah, menunjukkan kesadaran akan sifat cahaya yang konstan. Dalam penalaran proporsional, siswa mampu mengidentifikasi hubungan berbanding terbalik antara jarak dan intensitas cahaya, serta antara jarak benda dengan ukuran bayangan yang dihasilkan. Untuk penalaran kontrol variabel, siswa menunjukkan pemahaman tentang pentingnya menjaga variabel tetap dalam eksperimen agar hasilnya dapmmat diinterpretasikan dengan jelas dan adil.
Pada penalaran probabilistik, siswa mengajukan dugaan awal berdasarkan pengalaman dan membandingkannya dengan hasil pengamatan, menunjukkan bentuk awal penalaran prediktif. Dalam Penalaran korelasi, siswa dapat menghubungkan sifat benda dengan perilaku cahaya, seperti kemampuan tembus cahaya pada plastik bening dan penyerapan panas pada kertas hitam. Sementara itu, pada Penalaran hipotesis-deduktif, siswa mampu membuat hipotesis dan mengujinya melalui percobaan sederhana, serta menarik kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan. Temuan ini menunjukkan bahwa peserta didik sudah mulai mengembangkan dasar-dasar penalaran ilmiah secara kontekstual sesuai dengan tingkat perkembangan kognitif mereka.
Penelitian ini menunjukkan bahwa kemampuan penalaran saintifik siswa kelas V sekolah dasar pada materi cahaya dan sifat-sifatnya masih bervariasi pada setiap indikator. Siswa cenderung lebih baik dalam indikator yang menuntut pengamatan langsung dan kegiatan konkret, seperti penalaran konservasi dan penalaran kontrol variabel. Pada indikator penalaran konservasi, sebagian besar siswa mampu memahami bahwa cahaya merambat lurus meskipun posisi sumber cahaya berubah. Pemahaman ini menunjukkan keterhubungan erat antara pengalaman empiris melalui eksperimen dengan penguasaan konsep dasar. Hasil ini sejalan dengan temuan Nisa’ul Adillah, dkk [19] serta Muharoh Jemah [23] yang membuktikan bahwa metode eksperimen sederhana dapat meningkatkan hasil belajar sifat-sifat cahaya pada siswa sekolah dasar.
Pada indikator penalaran kontrol variabel, siswa juga menunjukkan capaian yang relatif baik. Mereka mampu mengidentifikasi variabel bebas dan variabel terkontrol dengan tepat, serta memahami pentingnya menjaga variabel lain tetap konstan. Temuan ini mengindikasikan adanya perkembangan keterampilan berpikir ilmiah sejak dini. Yulia Winarsih dan Kuswara [20] juga menegaskan bahwa penerapan metode eksperimen dapat menumbuhkan kesadaran siswa terhadap prosedur ilmiah, termasuk pentingnya mengendalikan variabel dalam proses percobaan.
Namun, capaian siswa masih terbatas pada indikator yang menuntut penalaran abstrak dan deduktif, seperti penalaran proporsional dan penalaran hipotetis-deduktif. Sebagian besar siswa hanya mampu menghubungkan dua variabel secara sederhana tanpa menjelaskan keterkaitan proporsional. Selain itu, ketika menyusun hipotesis, siswa lebih sering menyebutkan dugaan hasil tanpa alasan ilmiah yang mendasarinya. Kondisi ini sejalan dengan penelitian Yohn Ade Ardiyansyah dan Paidi [21] yang menunjukkan bahwa penerapan penalaran hipotetis-deduktif membutuhkan scaffolding intensif karena menuntut kemampuan berpikir tingkat tinggi yang belum sepenuhnya berkembang pada siswa sekolah dasar.
Pada indikator penalaran probabilistik, sebagian siswa sudah mampu menghubungkan prediksi dengan hasil eksperimen, meskipun penjelasan logis masih lemah. Hal ini menunjukkan bahwa siswa cenderung mengandalkan hasil pengamatan langsung daripada menyusun alasan berbasis probabilitas. Septina Severina Lumbantobing dan St. Fatimah Azzahra [22] menekankan bahwa pembelajaran saintifik yang dikombinasikan dengan storytelling dapat membantu siswa menghubungkan fenomena konkret dengan argumentasi ilmiah yang lebih mendalam.
Sementara itu, pada indikator penalaran korelasi, siswa hanya mampu mendeskripsikan fenomena tanpa menggeneralisasi pola hubungan antarvariabel. Temuan ini memperkuat hasil penelitian Poerwati, Cahaya, dan Suryaningsih [24] yang menunjukkan bahwa model problem based learning berbasis eksperimen mampu mendorong siswa menemukan pola hubungan sebab-akibat melalui konteks masalah nyata. Dengan demikian, pembelajaran yang bersifat kontekstual penting untuk memperkuat keterampilan menghubungkan konsep ilmiah.
Secara umum, penelitian ini mengindikasikan bahwa kemampuan penalaran saintifik siswa sekolah dasar lebih berkembang pada aspek konkret dibandingkan aspek abstrak. Syondah dan Faizah [26] juga menunjukkan bahwa e-LKPD berbasis problem based learning efektif dalam melatih penalaran saintifik karena menyajikan tahapan berpikir yang sistematis. Namun, Naimatul Kasanah dan Enik Setiyawati [27] mengingatkan bahwa miskonsepsi sering muncul jika guru tidak memberikan penekanan pada alasan ilmiah di balik jawaban siswa. Oleh karena itu, strategi pembelajaran IPA harus disertai dengan klarifikasi konsep agar pemahaman siswa tidak hanya prosedural tetapi juga konseptual.
Temuan ini menegaskan perlunya strategi pembelajaran IPA yang lebih menekankan pada aktivitas eksperimen, diskusi reflektif, dan pendekatan berbasis masalah. Dengan cara ini, siswa tidak hanya berfokus pada pengamatan langsung, tetapi juga dilatih untuk menyusun hipotesis, menghubungkan variabel, dan menemukan pola hubungan abstrak. Sindi Cahaya Fitri dan Yaswinda [28] bahkan membuktikan bahwa percobaan sains sederhana sejak usia dini sudah mampu melatih kemampuan problem solving anak. Artinya, pada jenjang sekolah dasar, strategi eksperimen kontekstual dapat diperluas untuk mengembangkan penalaran saintifik secara lebih menyeluruh
Berdasarkan hasil tes, observasi, dan wawancara, dapat disimpulkan bahwa kemampuan penalaran saintifik siswa kelas V pada materi cahaya dan sifat-sifatnya masih bervariasi. Siswa menunjukkan capaian yang baik pada indikator yang bersifat konkret seperti penalaran konservasi dan penalaran kontrol variabel, namun masih lemah pada indikator yang menuntut pemikiran abstrak seperti penalaran proporsional, penalaran hipotetis-deduktif, penalaran probabilistik, dan penalaran korelasi. Secara keseluruhan, penalaran saintifik siswa lebih kuat pada aspek pengamatan langsung, sedangkan aspek deduktif dan abstrak masih menjadi tantangan, sehingga diperlukan strategi pembelajaran IPA berbasis eksperimen, diskusi reflektif, dan problem-based learning untuk mengembangkan kemampuan tersebut secara lebih menyeluruh.
Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik. Terima kasih juga penulis tujukan kepada dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan, pihak sekolah beserta guru dan siswa kelas V SDN Sepande yang telah berpartisipasi serta memberikan dukungan selama penelitian, serta keluarga dan sahabat yang senantiasa mendoakan dan memotivasi.
[1] L. Bao et al., “Learning and Scientific Reasoning,” Science, vol. 323, no. 5914, pp. 586–587, 2009.
[2] D. Anggraini, “Scientific-Based Discovery Learning Model in IPAS Material,” Jurnal Pendas Mahakam, 2022.
[3] R. Hartati, “Development of Problem-Based Scientific Teaching Materials for Elementary Students,” IJEE, 2024.
[4] L. Kurniawati and T. Sari, “Relationship Between Scientific Reasoning Ability and Student Learning Outcomes on Light Properties,” Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran, vol. 28, no. 3, pp. 210–218, 2022.
[5] A. E. Lawson, “The Nature and Development of Scientific Reasoning: A Synthetic View,” Int. J. Sci. Math. Educ., vol. 2, no. 3, pp. 307–338, 2004.
[6] M. H. Nugroho and S. P. Putri, “Development of Elementary Students’ Scientific Reasoning Through Inquiry Learning on Light Material,” J. Ilm. Pendidik. Fis. Al-Biruni, vol. 9, no. 1, pp. 45–52, 2021.
[7] D. R. Santoso, “Analysis of Elementary Students’ Scientific Reasoning Difficulties in Science Learning,” Jurnal Pendidikan dan Kebudayaan, vol. 7, no. 4, 2021.
[8] N. A. Rahmawati and E. Sari, “Interactive Learning Media and Students’ Scientific Reasoning,” Jurnal Teknologi Pendidikan, vol. 10, no. 3, 2022.
[9] D. F. Pratama and A. Widodo, “CakraInventory Model and Elementary Science Reasoning,” COLLASE, 2023.
[10] D. P. Kriswanti and Z. A. I. Supardi, “Ethnoscience Learning Tools for Literacy and Reasoning,” J. Educ. Dev., 2020.
[11] F. W. P. Sari and B. N. Khair, “Scientific Approach and Science Learning Outcomes,” J. Classr. Action Res., 2022.
[12] A. Prastowo, Qualitative Research Methods in Education. Yogyakarta: Ar-Ruzz Media, 2020.
[13] J. Han, “Scientific Reasoning: Research, Development, and Assessment,” Ph.D. dissertation, The Ohio State Univ., 2013.
[14] R. Alpian and B. S. Anggoro, “Students’ Mathematical Reasoning Analysis Based on Van Hiele Theory,” Indones. J. Sci. Math. Educ., vol. 3, no. 1, pp. 96–105, 2020.
[15] A. Setiawan and A. Widodo, “Observation Sheets Based on Indicators to Measure Students’ Scientific Reasoning,” Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, vol. 9, no. 2, pp. 215–224, 2020.
[16] Sugiyono, Quantitative, Qualitative, and R&D Research Methods. Bandung: Alfabeta, 2013.
[17] R. L. Sutrisno, “Technical Triangulation in Qualitative Research,” J. Ilm. Penelit. dan Evaluasi, vol. 9, no. 2, pp. 91–100, 2022.
[18] M. B. Miles, A. M. Huberman, and J. Saldaña, Qualitative Data Analysis: A Methods Sourcebook, 4th ed. Thousand Oaks, CA: SAGE, 2020.
[19] N. Adillah et al., “Improving Learning Outcomes on Light Properties Through Experimental Methods,” Pendas, 2022.
[20] Y. Winarsih and K. Kuswara, “Improving Understanding of Light Properties Through Experiment Methods,” Basicedu, vol. 9, no. 1, 2023.
[21] Y. A. Ardiyansyah and P. Paidi, “Hypothetico-Deductive Reasoning in Learning Cycle,” Bioedukatika, vol. 5, no. 1, 2022.
[22] S. S. Lumbantobing and S. F. Azzahra, “Improving Scientific Reasoning Through Scientific Approach and Storytelling,” EduMatSains, vol. 4, no. 2, 2020.
[23] M. Jemah, “Improving Science Learning Outcomes on Light Properties Through Simple Experiments,” Strategy, vol. 4, no. 4, 2021.
[24] C. E. Poerwati et al., “Problem Based Learning Model Based on Simple Experiments,” Jurnal Obsesi, vol. 6, no. 3, 2022.
[25] C. D. Sumadi, “Literature Review of Learning Models and Critical Thinking in Elementary Science,” Judika, vol. 12, no. 2, 2024.
[26] S. N. Syondah and S. N. Faizah, “Development of PBL-Based E-LKPD to Train Scientific Reasoning,” JPDI, 2021.
[27] N. Kasanah and E. Setiyawati, “Students’ Misconceptions in Solving Science Problems Using CRI,” Jurnal PGSD, vol. 1, no. 4, 2024.
[28] S. C. Fitri and Y. Yaswinda, “Science Evaporation Experiments and Children’s Problem Solving Ability,” Jurnal Pendidikan Tambusai, vol. 8, no. 1, 2024.