Sains adalah sebuah sistem yang menggunakan pendekatan yang sistematis untuk mempelajari alam semesta. Salah satu aspek penting dari sains yang harus dimiliki oleh setiap teori di dalamnya adalah bahwa semua informasi yang dijabarkan itu harus berlandaskan pada data dan dapat diulang melalui observasi atau eksperimen oleh peneliti lainnya.

Konsekuensi bahwa “informasi dalam sains itu harus berdasarkan pada data” adalah bahwa informasi yang tidak bisa diamati menggunakan panca indra itu tidak bisa dimasukkan ke dalam ranah sains. Sedangkan konsekuensi bahwa “informasi dalam sains itu dapat diulang melalui observasi atau eksperimen oleh peneliti lainnya” adalah bahwa setiap informasi dalam sains itu dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.

Ada sebagian sumber yang menyebutkan aspek terakhir ini dengan redaksional “dapat dihasilkan melalui observasi atau eksperimen di tempat dan waktu yang berbeda.” Namun, sebagaimana kita hanya bisa meneliti burung Cicinnurus Respublica di pulau Waigeo dan Batanta di Papua Barat dan tidak di pulau-pulau selainnya, maka demikian pula kita katakan bahwa redaksional “dapat diulang di tempat dan waktu yang berbeda” tersebut tidaklah tepat.

Oleh karena proses observasi dan eksperimen dalam sains itu harus bisa dibandingkan antara peneliti yang satu dan para peneliti lainnya, serta setiap peneliti harus mampu menghindari preferensi pribadi, sosial, dan pengaruh lainnya dalam merumuskan teori sains, kita membutuhkan sebuah metodologi agar semua aspek ini terpenuhi, yang dikenal dengan istilah metodologi sains atau metodologi penelitian.

Berikut ini adalah beberapa prinsip penting yang ada dalam metodologi penelitian. Bidang yang berbeda bisa jadi mengemas metodologi penelitiannya dalam redaksional yang berbeda, namun pada hakikatnya elemen penting dari setiap metodologi tersebut adalah sama.

1. Membuat observasi

Pertama, kita harus memiliki pengetahuan yang memadai terlebih dahulu tentang suatu topik sebelum memulai penelitian di dalamnya. Observasi ini bisa jadi dilakukan melalui pengamatan indrawi atau melalui studi literatur untuk mengetahui apa yang telah dicapai oleh ilmuwan sebelumnya dalam topik tersebut.

Misal, seseorang yang hendak meneliti tentang hubungan antara hambatan listrik sebuah material dan suhu harus mulai melakukan studi literatur dalam topik ini untuk mengetahui level pengetahuan termutakhir yang dimiliki kalangan ilmuwan dalam masalah ini.

Kemudian, ingat bahwa orang yang tidak pernah terpikirkan tentang suatu topik itu tidak akan pernah memulai penelitian dalam topik tersebut. Teori relativitas khusus yang ditemukan oleh Albert Einstein dapat dicetuskan olehnya setelah dia melakukan observasi yang tepat dalam masalah ini, yaitu ketika dia bertanya, “Apa yang akan kita lihat jika kita bergerak bersama-sama dengan berkas cahaya?” Orang lain yang tidak pernah terpikirkan hal ini tentu tidak akan bisa mencapai apa yang telah dicapai oleh Einstein. Inilah pentingnya langkah awal dari metodologi penelitian ini, yaitu observasi. Jika kita tidak bisa mendapatkan ide segar untuk memulai sebuah observasi, maka banyak membaca literatur adalah sebuah awalan yang baik untuk memperluas wawasan observasi kita.

2. Mengajukan pertanyaan

Setelah observasi dilakukan, maka tahap selanjutnya adalah mengajukan pertanyaan terkait observasi tersebut. Misal, seseorang yang melakukan observasi tentang hubungan hambatan listrik dan suhu di atas dapat menanyakan pertanyaan berikut:

• Apa hubungan antara hambatan listrik dan suhu?
• Bagaimana cara untuk mengetahui hubungan antara keduanya tanpa memasukkan variabel lain?

Kemudian, seiring dengan penelitian untuk menjawab pertanyaan di atas, beberapa pertanyaan baru bisa jadi terlintas, misalnya:

• Apakah semua material memiliki hubungan yang sama antara hambatan listrik dan suhu?
• Apakah hubungan hambatan listrik dan suhu yang telah saya dapatkan ini berlaku untuk semua rentang suhu atau hanya untuk rentang suhu tertentu saja?

Dari pertanyaan-pertanyaan inilah observasi yang dia lakukan sebelumnya (yang masih dalam taraf pengamatan dan studi literatur) dapat berubah menjadi sebuah aksi penelitian yang nyata.

3. Merumuskan hipotesis

Setelah pertanyaan riset dibuat, selanjutnya kita dapat merumuskan hipotesis tentangnya. Hipotesis adalah sebuah kalimat yang berisi pandangan awal kita (atau kalangan ilmuwan) tentang sebuah pertanyaan riset. Misal, dalam contoh hambatan listrik dan suhu di atas, kita dapat membuat sebuah hipotesis, “Hambatan listrik akan meningkat jika suhu meningkat.” Namun, perhatikan bahwa hipotesis itu berbeda dengan sekedar dugaan. Sebuah hipotesis harus berdasarkan pada studi literatur yang telah kita lakukan sebelumnya di tahap observasi.

Selain itu, sebuah hipotesis yang baik harus berisi informasi yang jelas dan spesifik, serta dapat diuji kebenarannya. Contoh hipotesis yang buruk adalah, “Hambatan listrik akan bernilai konstan di suhu yang lebih tinggi dari ratusan ribu Kelvin.”

Selain terdapat ketidakjelasan pada frase “di suhu yang lebih tinggi dari ratusan ribu Kelvin,” hipotesis ini juga tidak dapat diuji kebenarannya secara praktikal (paling tidak untuk saat ini).

4. Melakukan eksperimen

Proses selanjutnya adalah kita dapat menguji hipotesis ini dengan melakukan eksperimen. Ada eksperimen yang memiliki output berupa data kualitatif, ada juga yang data kuantitatif. Dalam contoh kasus kita, yaitu hambatan listrik versus suhu, data yang kita dapatkan dari eksperimen haruslah berupa data kuantitatif.

Namun, perhatikan bahwa data yang diperoleh dari eksperimen itu tidak akan terlepas dari kesalahan atau error. Error ini ada yang bersifat acak (random), ada pula yang bersifat sistematik. Maksud error yang bersifat acak adalah bahwa bisa jadi ada faktor lain, misalnya pengaruh lingkungan sekitar alat eksperimen, yang mempengaruhi eksperimen kita sehingga data yang didapatkan terkadang lebih tinggi atau lebih rendah dari yang sebenarnya. Error jenis ini tidak bisa dihilangkan, namun bisa diminimalisir. Sedangkan error yang bersifat sistematik adalah kesalahan data yang cenderung menuju satu arah. Jika data yang kita peroleh selalu lebih tinggi dari yang sebenarnya, maka ada error sistematik yang terjadi pada eksperimen kita. Error jenis ini dapat dihilangkan dengan mencari tahu penyebab terjadinya.

Selama kita melakukan eksperimen, pertanyaan baru bisa jadi muncul (lihat point 2) sehingga beberapa aspek eksperimen kita harus disesuaikan untuk mengakomodasi hal tersebut. Dengan demikian, semakin lama pertanyaan yang kita ajukan dalam penelitian kita akan menjadi semakin tajam dan semakin mengarah pada inti masalah yang hendak dicari solusinya melalui eksperimen. Jadi, jangan berpikir bahwa metodologi penelitian itu adalah sebuah proses satu arah saja.

5. Menganalisa data dan menarik kesimpulan

Ketahuilah bahwa data-data yang diperoleh dari eksperimen itu adalah amunisi kita untuk menguji kebenaran hipotesis yang telah dibuat sebelumnya. Dengan mengolah data-data tersebut sesuai dengan kaidah analisa data yang benar, kita selanjutnya dapat menarik kesimpulan dan membandingkannya dengan hipotesis. Apakah hipotesis yang telah kita buat sebelumnya itu teruji benar atau salah?

Kemudian, kita harus mempublikasikan hasil penelitian kita agar potensi kesalahan dalam penelitian yang tidak pernah terpikirkan sebelumnya dapat diketahui. Melalui proses evaluasi yang dilakukan oleh peneliti lain, kita dapat mengetahui lebih lanjut seberapa valid hasil penelitian kita.

Langkah-langkah metodologi penelitian di atas sebenarnya tidak harus dilakukan oleh kita semuanya. Terkadang kita hanya melakukan langkah observasi, hipotesis, dan merancang eksperimen yang sesuai, tanpa melakukan eksperimennya sendiri. Terkadang pula kita tinggal langsung mengambil hipotesis yang dicetuskan oleh peneliti lain, lalu membuat eksperimen untuk menguji hipotesis tersebut. Atau, terkadang eksperimen orang lain pun kita ulangi untuk membuktikan apakah hasil eksperimennya dapat diulang atau tidak.

Demikianlah pengenalan singkat tentang metodologi penelitian. Untuk merumuskan teori sains secara kompeten dan dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah, maka kita harus memperhatikan metodologi ini dalam penelitian kita.

Penulis: Andy Octavian Latief, M.Sc.