Istilah "ilmu pengetahuan alam" (IPA) merujuk pada bidang ilmu di mana objeknya adalah benda-benda alam yang memiliki hukum yang jelas dan umum yang berlaku kapan pun dan di mana pun. Sains berasal dari kata latin scientia yang secara harafiah berarti pengetahuan. Sund dan Trowbribge merumuskan bahwa sains adalah ringkasan pengetahuan dan proses. Sementara itu Kuslan Batu mengatakan bahwa ilmu adalah suatu ringkasan ilmu pengetahuan dan cara-cara untuk memperoleh dan menggunakan ilmu itu. Ilmu pengetahuan merupakan produk dan proses yang tidak dapat dipisahkan. “Ilmu Pengetahuan Nyata merupakan suatu produk dan proses, yang tidak dapat dipisahkan” (Agus. S. 2003: 11) Sains sebagai suatu proses merupakan langkah-langkah yang dilakukan ilmuwan untuk melakukan penyelidikan guna menemukan penjelasan atas fenomena alam.
Tahapan tersebut adalah merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, merancang percobaan, mengumpulkan data, menganalisis dan akhirnya menyimpulkan. Dari sini terlihat bahwa ciri mendasar ilmu pengetahuan adalah kuantifikasi, artinya fenomena alam dapat berbentuk besaran. Ilmu pengetahuan alam mempelajari aspek fisik & non-manusia di bumi dan alam sekitarnya. Ilmu-ilmu alam menjadi landasan bagi ilmu-ilmu terapan, yang keduanya dibedakan dari ilmu-ilmu sosial, humaniora, teologi, dan seni. Matematika tidak dianggap sebagai ilmu alam, namun digunakan sebagai penyedia alat dan kerangka kerja yang digunakan dalam ilmu alam. Istilah ilmu pengetahuan alam juga digunakan untuk mengakui "sains" sebagai suatu disiplin ilmu yang menggunakan metode ilmiah, berbeda dengan filsafat alam. Di sekolah, ilmu pengetahuan alam umumnya dipelajari pada mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam. Tingkat kepastian dalam ilmu pengetahuan alam relatif tinggi mengingat objek-objeknya yang konkrit, oleh karena itu ilmu alam ini biasa juga disebut ilmu eksakta. Terlepas dari penggunaan tradisional di atas, saat ini istilah "ilmu alam" kadang-kadang digunakan lebih dekat dengan arti yang lebih tepat dalam istilah umum. Dari sudut pandang ini, "ilmu alam" dapat memiliki arti alternatif selain biologi, terlibat dalam proses biologis, dan dibedakan dari ilmu fisika (berkaitan dengan hukum fisika dan kimia yang mendasari alam semesta).
Berikut merupakan cabang-cabang utama dari ilmu alam:
Ilmu pendidikan alam dan Edukasinya di Indonesia
Ilmu pengetahuan berkembang pesat, pada dasarnya ilmu pengetahuan bermula dari dua cabang besar yaitu filsafat alam yang kemudian membentuk kelompok ilmu-ilmu alam (natural sciences) dan filsafat moral yang kemudian berkembang menjadi ilmu-ilmu sosial (social sciences). Ilmu pengetahuan alam dipisahkan menjadi dua bidang, yaitu ilmu alam (ilmu fisika) dan ilmu hayat (ilmu biologi) (Jujun. S. 2003). Ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang menyelidiki komponen-komponen penyusun alam semesta, sedangkan ilmu kehidupan mempelajari organisme hidup yang ada di dalamnya. Ilmu pengetahuan alam kemudian bercabang lagi menjadi fisika (mempelajari massa dan energi), kimia (mempelajari substansi materi), astronomi (mempelajari benda-benda langit, dan ilmu kebumian (earth science) yang mengkaji dunia kita.
IPA di Indonesia meliputi anatomi, fisiologi, zoologi, sitologi, embriologi, dan mikrobiologi; ilmu fisika meliputi astronomi, kimia, geologi, mineralogi, meteorologi, dan fisika. Sains (sains) bertujuan untuk menggugah rasa ingin tahu masyarakat agar mau belajar lebih jauh dan memahami lebih dalam tentang alam yang penuh misteri. Seiring dengan terungkapnya misteri alam secara bertahap, dan sebagai hasil dari pengetahuan yang dihasilkan, penerapan ilmu pengetahuan, atau teknologi, semakin meluas. Namun seiring berjalannya waktu, kesenjangan ini semakin mengecil, artinya pepatah “Ilmu pengetahuan saat ini adalah teknologi masa depan” telah beberapa kali divalidasi oleh sejarah. Bahkan saat ini, sains dan teknologi bekerja sama membentuk budaya yang saling memperkuat, bagaikan sebuah mata uang, yang satu sisi mewakili esensi sains dan sisi lainnya mewakili pentingnya teknologi. Sains berbicara tentang fenomena alam yang terorganisir secara metodis yang berasal dari pengamatan manusia dan hasil eksperimen. Hal ini sejalan dengan pernyataan Powler (dalam Wina-putra, 1992: 122) yang menyatakan bahwa sains adalah studi tentang kejadian-kejadian alam dan objek-objek sistematis yang disusun menjadi suatu kumpulan temuan yang terorganisir dan dapat diterapkan secara luas melalui observasi dan eksperimen.
Sains adalah pengetahuan yang mempunyai objek dan menggunakan teknik ilmiah, oleh karena itu harus diajarkan di sekolah dasar. Alasan pengajaran sains di sekolah dasar harus jelas bagi semua guru. Jika diajarkan dengan benar, sains dapat menjadi topik yang menumbuhkan pemikiran kritis. Misalnya, sains dapat diajarkan dengan menggunakan pendekatan “temukan sendiri”. Anak muda tersebut kemudian dihadapkan pada sebuah masalah; contoh masalahnya adalah, "Dapatkah tumbuhan hidup tanpa daun?" Anak-anak didesak untuk menemukan dan menyelidiki hal ini.
Ketika anak-anak melakukan eksperimennya sendiri untuk mengajarkan sains. Dengan demikian, ilmu pengetahuan lebih dari sekedar hafalan. Topik ini mempunyai kemampuan membentuk kepribadian anak seutuhnya karena mengandung nilai-nilai pendidikan. Standar Kompetensi Sains (SK) dan Kompetensi Dasar (KD) di SD/MI merupakan syarat minimal yang harus dipenuhi siswa pada tingkat nasional. Mereka juga berperan sebagai pedoman bagi pengembang kurikulum dalam merancang kurikulum masing-masing satuan pendidikan. Landasan pencapaian SK dan KD adalah memberikan kebebasan kepada anak untuk mengembangkan keterampilan, karya ilmiah, dan pengetahuannya sendiri, dengan pendampingan guru. Baik UN maupun UASBN menggunakan topik ini.
Sumber: