Selain keterampilan laboratoris atau motoris, jenis keterampilan lain yang juga penting diperoleh siswa dari belajar Sains adalah keterampilan intelektual dalam menggunakan nalar. Untuk mencapai keterampilan minimal tersebut guru harus menyajikan pembelajaran Sains yang memberikan kemampuan-kemampuan tertentu yang dapat dialihgunakan. Kemampuan itu antara lain berupa

(a) kemampuan mengajukan pertanyaan (apa, bagaimana, mengapa) dan mencari jawaban terhadap pertanyaan yang diajukan,
(b) kemampuan mengajukan gagasan berdasarkan pengalaman dan penalaran terhadap kejadian di sekitarnya dan
(c) kemampuan bertindak berdasarkan nalar serta bertanggungjawab terhadap keteraturan sistem di alam.

Siswa akan memiliki kemampuan berpikir yang baik apabila siswa memiliki banyak pengalaman belajar. Carin & Sund (1989:22) menyatakan bahwa memperkaya pengalaman yang bermakna menimbulkan kaya akan berpikir. Sementara Tyler (1949:72) berpendapat bahwa pengalaman belajar sangat membantu siswa dalam memperoleh informasi yang fungsional sehingga akan sangat bermanfaat dalam mempersiapkan siswa menghadapi permasalahan. Pembelajaran atau pengalaman belajar yang memberikan kesempatan bagi siswa untuk memperoleh keterampilan-keterampilan dalam pemecahan masalah akan mewujudkan pengembangan kemampuan berpikir. Oleh karena itu mengajar untuk berpikir, berarti memberikan kesempatan bagi siswa untuk melatih penggunaan konsep-konsep dan skema-skema dasar fenomena-fenomena berpikir. Pengalaman ini diperlukan supaya siswa memiliki struktur konsep yang dapat memberikan solusi terhadap sesuatu permasalahan. Dengan kata lain kemampuan berpikir akan membekali siswa dengan mekanisme yang diperlukan untuk menganalisis suatu permasalahan (Tyler, 1949: 68-71).

Seperti diungkapkan di muka, Sains sebagai mata pelajaran di sekolah dasar mulai diberikan di kelas III. Hal tersebut dilakukan berdasarkan pertimbangan psikologis. Usia anak kelas III SD pada umumnya berada pada rentang usia 8-13 tahun, yang oleh Oswald Kroh (dalam Kartini, 1990:137) dimasukkan pada masa realisme-kritis. Pada periode ini pengamatan anak bersifat realistis dan kritis. Anak pada usia ini sudah dapat:

a) mengadakan sintese-logis,
b) menghubungkan bagian-bagian dari suatu kejadian menjadi satu kesatuan atau menjadi satu struktur,
c) memilih dan mengolah informasi untuk digunakan mengambil keputusan (Fensham; Horsley, et al.; Yager dalam Panuel Adinawar N., 1997:7).

Sintese logis yaitu suatu kemampuan yang dimiliki anak dalam menjawab suatu permasalahan lengkap dengan alasan yang dapat diterima. Hal ini dapat terjadi karena munculnya pengertian, wawasan dan akal yang sudah mencapai taraf kematangan.

Berdasarkan tinjauan psikologis di atas maka pembelajaran Sains di SD diutamakan pada cara membangun pengetahuan berdasarkan penga-matan, pengalaman, penyusunan gagasan, pengujian melalui suatu perco-baan atau penyelidikan dan pencarian informasi.