PENGENALAN PERANCANGAN PERCOBAAN

KONSEP DASAR PERENCANAAN PERCOBAAN

       Percobaan yaitu kegiatan untuk    mencari jawaban dr  permasalahan dg menguji hipotesis.  Atau: Rangkaian kegiatan untuk mengamati pengaruh X terhadap Y; mana X  disebut faktor perlakuan dan Y disebut faktor pengamatan.

        Perancangan percobaan yaitu prosedur untuk menempatkan perlakuan ke dalam unit-unit percobaan bertujuan mendapatkan data yang memenuhi kaidah  ilmiah. Bertujuan memperoleh sebanyak mungkin keterangan / fakta yang diperlukan bagi pemecahan masalah yang sedang dihadapi.

Rancangan percobaan yang baik harus bersifat : 

• Efektif, yaitu sesuai dg tujuan dan kegunaan percobaan.
• Efisien, yaitu memiliki ketepatan tinggi, hemat waktu, biaya, tenaga & bahan percobaan.
• Sederhana, yaitu mudah diselenggarakan dan dianalisis.

ISTILAH-ISTILAH PERANCANGAN PERCOBAAN

1. Desain eksperimen (rancangan percobaan) bertujuan menentukan rencana pelaksanaan eksperimen yang tepat agar memperoleh atau mengumpulkan informasi yang sebanyak-banyaknya yg  berguna dalam  kegiatan penelitian
2. Pemberian perlakuan (input) pd satuan-satuan percobaan dg maksud agar keragaman respon (output) yang ditimbulkan oleh keadaan lingkungan dan heterogenitas bahan percobaan yang digunakan dapat diwadahi dan disingkirkan.
3. Suatu uji / sederetan uji yang bertujuan merubah input menjadi suatu output yang merupakan respon dari percobaan tersebut
4. X : Dependent variable (peubah / peragam bebas), Nilainya tidak tergantung hasil pengamatan tetapi tergantung kepada peneliti. Disebut faktor sebab.
5. Y:Independent variable, (peubah/peragam tak bebas). Nilainya tergantung hasil pengamatan sebagai akibat diterapkannya faktor X. Disebut faktor akibat. 

HAL-HAL PENTING PADA PERANCANGAN PERCOBAAN

Model Matematis :

Menguji Hipotesis : mencari nilai untuk menentukan tingkat signifikanci perlakuan X terhadap ragam nilai Y.

Beda Nyata (Significance) : bila pengaruh lebih besar dari "pengaruh Non-perlakuan" timbul bila pengaruh perlakuan X diulang hingga n kali ulangan (replikasi).

Galat (eksperimental error) :  ragam data akibat pengaruh non-perlakuan.

UNSUR-UNSUR PERANCANGAN PERCOBAAN

Unsur utama perancangan percobaan ada tiga yaitu

1. Ulangan atau replikasi,
2. Pengacakan atau randomisasi
3. Galat  atau kesalahan percobaan.

1. Ulangan

     Suatu perlakuan terjadi lebih dari satu kali atau menempati lebih dari satu unit percobaan disebut perlakuan mengalami ulangan

Fungsi ulangan :

•       Untuk menduga galat percobaan

•       Untuk menduga standard error rerata perlakuan

•       Menigkatkan ketelitian

•       Meningkatkan presisi kesimpulan

2. Pengacakan/Random

     Diperlukan untuk menghindarkan dari pengaruh subyektivitas, karena dalam penelitian ilmiah diperlukan logika dan obyektivitas.

     Maka diperlukan suatu cara pengacakan, agar subyektivitas menjadi tidak berperan, sehingga percobaan yang dilakukan akan dihasilkan informasi obyektif

Cara Pengacakan :

• Menggunakan metode lotre / membuat undian untuk menempatkan perlakuan dalam unit percobaan.
• Menggunakan tabel bilangan acak pada buku-buku statistika atau menggunakan program-program statistika untuk mengeluarkan bilangan-bilangan acak& hasil pengacakannya.

Dengan pengacakan ini maka perlakuan yang ditempatkan dalam unit-unit percobaan akan menimbulkan keragaman baik dalam perlakuan maupun keragaman antar perlakuan.

3. Galat Percobaan

     Suatu perlakuan yang diulang dan ditempatkan pada unit-unit percobaan yang serba sama, tidak mungkin diperoleh pengamatan yang sama antara satu dengan lainnya.

     Kegagalan atau varian yang muncul dalam dari unit-unit percobaan disebut dengan galat atau kesalahan percobaan.

     Oleh karena itu, galat atau kesalahan percobaan adalah keanekaragaman (variabilitas) yang disebabkan oleh ketidakmampuan materi percobaan yang diperlakukan sama untuk berperilaku atau menghasilkan nilai yang sama.

Kegunaan Galat percobaan :

• Menguji ada tidaknya pengaruh perlakuan atau menguji asal perlakuan dari populasi yang sama atau tidak.
• Menunjukkan efisiensi dari suatu rancangan percobaan, pengukur keragaman suatu pengamatan dan unit-unit percobaan.

Cara memperkecil galat atau kesalahan percobaan dalam Rancangan Percobaan :

• Membagi-bagi materi / media percobaan ke dalam kelompok-kelompok / grup-grup yang homogen.
• Setiap kelompok / grup harus menempatkan perlakuan di dalamnya dan ulangan ditempatkan pada kelompok / grup yang lain.

ASUMSI DASAR :

Perlu memenuhi asumsi-asumsi dasar agar kesimpukan menjadi logis :

1. Galat terdistribusi secara normal dan bebas.
2. Keragaman contoh (S²) menjadi homogen.
3. Keragaman (S²) dan rerata contoh tidak berkolerasi.
4. Pengaruh utama (main effect) bersifat aditif

Jika ragu apakah data memenuhi asumsi dasar maka :

• Uji nomalitas secara Liliefort
• Uji homogenitas secara Barlett
• Uji aditifitas secara Tuckey

ANALISIS KERAGAMAN

        adalah suatu uji yang diterapkan untuk data hasil percobaan yang dikumpul pada variable terkontrol. Tujuannya untuk melokalisasi variabel-variabel bebas yg penting dalam penelitian serta menentukan interaksi dan responnya

        Dengan demikian, analisis keragaman berfungsi untuk memudahkan analisis dan interpretasi data hasil percobaan serta untuk mengetahui keanekaragaman (variabilitas) dari perlakuan.

        Dalam analisis keragaman akan diuraikan keragaman total ke dalam komponen-komponen keragamannya.

KLASIFIKASI RANCANGAN PERCOBAAN

Berdasar jumlah faktor yang diteliti :

1. Rancangan Non-faktorial : hanya satu faktor yang diteliti, meliputi RAL,RAK,RAKL.
2. Rancangan faktorial : beberapa faktor penrlitian. meliputi

• Split plot design : rancangan petak terbagi (RPB), yaitu rancangan petak tunggal yang difaktorialkan RAK.
• Strip plot design :rancangan petak teralur (RPA) yang dimodifikasi dari RAKL.
• Split block Design :rancangan kelompok terbagi yang dimodifikasi RAK dan RAKL

Berdasar jumlah galat yang digunakan yang menunjukkan derajar kepentingan faktor-faktor utama dan interaksinya pada Rancangan percobaan :

1. Rancangan bergalat tunggal (RAL,RAK.RAKL, faktorial, non faktorial)
2. Rancangan bergalat ganda (salahsatu faktor  utama penelitian (A) interaksinya lebih penting daripada faktor utama lainnya (B))
3. Rancangan bergalat triple (bentuk seperti RPB tapi faktor diteliti meliputi split-split plot design)

PELAKSANAAN PERCOBAAN

• Tujuan pokok percobaan adalah : Utk memperoleh data atau informasi atau fakta yang terkait dengan perlakuan yang dipelajari pengaruhnya.
• Perlakuan-perlakuan tersebut disusun atau dibuat untuk menjawab obyektivitas sasaran penelitian. Oleh karena itu, kualitas data sangat ditentukan oleh kesesuaian perlakuan dan cara memperoleh data tersebut.
• Cara memperoleh atau mengumpulkan data sangat ditentukan oleh perencanaan media/ tempat percobaan dan penentuan perlakuan yang sesuai dengan tujuan penelitian.
• Pemilihan rancangan percobaan yang tidak tepat akan menurunkan presisi dan efisiensinya sehingga mempengaruhi kesimpulan yang dihasilkan. Pemilihan perlakuan yang tidak tepat akan berdampak pada hasil yang tidak sesuai dengan tujuan penelitian..
• Selanjutnya, cara memperoleh data juga ditentukan oleh pelaksanaan percobaan, baik dari segi teknik pelaksanaan maupun yang terkait dengan pengamatan terhadap karakteristik obyek yang diteliti.
• Hal ini berhubungan dengan waktu pengamatan dan pencatatan hasil pengukuran / pengamatan.

KESIMPULAN HASIL ANALISIS

      Kesimpulan hasil analisis sangat dipengaruhi oleh tujuan, fungsi dan presisi percobaan, pemilihan perlakuan dalam percobaan, pemenuhan syarat yang diperlukan baik dalam pemilihan rancangan, pelaksanaan percobaan, pengukuran, pengorganisasian data hasil pengukuran, penentuan sampel maupun metode dan teknik analisisnya.

KRITERIA RANCANGAN PERCOBAAN

1.  RancanganPerlakuan

     Adalah Rancangan yang terkait  dengan cara perlakuan-perlakuan  tersebut dibentuk. Contohnya rancangan perlakuan yang dibentuk dari satu faktor, dua faktor, atau lebih, dan penetuan bentuk ini tergantung dari tujuan/ focus penelitian (Raupong dan  Anisa, 2011)

Bentuk rancangan perlakuan yaitu:

• Satu faktor

a. Pengaruh Takaran Pupuk Kalium Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Padi Sawah

b. Respon: Pertumbuhan dan Hasil Padi

c. Teori: Kalium sebagai katalisator proses metabolisme (Fotosintat -> pertumbuhan & hasil tanaman)

• Dua faktor ( Faktorial, Split plot /Petak terbagi, Split Blok  /Blok terpisah)

PengaruhTakaran Pupuk Kandang & Pupuk P Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Bawang Merah 

• Tiga Faktor atau lebih ( Faktorial, Split-split plot / petak terbagi bagi, Split-split blok/ blok terpisah- pisah)

2. Rancangan Lingkungan

     yaitu  rancangan yang terkait  dengan cara perlakuan-perlakuan tersebut ditempatkan pada unit percobaan yang diacak berdasarkan kondisi unit-unit dalam penelitian. 

      Mengendalikan  keragaman lingkungan. Keragaman satuan percobaan yang dicerminkan oleh respon yang benar-benar karena pengaruh perlakuan

Bentuk rancangan  lingkungan yaitu:

a. Rancangan acak lengkap (RAL)

b. Rancangan acak kelompok lengkap (RAKL)

c. Rancangan bujur sangkar latin (RBSL)

d. Rancangan Lattice ( Lattice seimbang, Triple Lattices, Quadruple lattices)

3. Rancangan  pengukuran

     yaitu  rancangan yang terkait dengan  respon  unit-unit percobaan yang diteliti. Contoh pengukuran tinggi tanaman dengan teknik pengukuran tinggi tanaman yang baku misal tinggi tanaman diukur dengan mengukur batang utama tanaman dari atas permukaan media tumbuh sampai titik tumbuh tertinggi (pada tanaman cabai).

RANCANGAN PERCOBAAN (PENDAHULUAN)

PENGERTIAN RANCANGAN PERCOBAAN

          Rancangan Percobaan adalah tata cara penerapan tindakan‐ tindakan dalam suatu percobaan pada kondisi atau lingkungan tertentu yang kemudian menjadi dasar penataan dan metode analisis statistik terhadap data hasilnya, dimana terdapat rekayasa melalui penentuan jenis perlakuan yang diberikan kepada satuan pengamatan atau objek yang dijadikan percobaan itu sendiri. 

• Tujuan melakukan Rancangan Percobaan :

1. Memperbaiki proses hasil 
2. Mengurangi keragaman 
3. Mengurangi waktu penelitian 
4. Mengurangi biaya

          Penemu Metode Rancangan Percobaan adalah R.A Fisher. R.A Fisher yang memperkenalkan konsep modern dari pengacakan dan analisis ragam (analysis of variance) dalam membandingkan perlakuan-perlakuan pada tahun 1922.

PRINSIP DASAR RANCANGAN PERCOBAAN

1. Pengacakan (Randomization), Setiap unit percobaan memiliki peluang yang sama untuk diberikan suatu perlakuan, yang bertujuan menjamin kesahihan (validity) atas pendugaan tak bias dari kekeliruan percobaan, nilai tengah perlakuan serta perbedaan diantara satuan percobaan. Contohnya : lotere, tabel bilangan acak. 
2. Pengulangan (Replication), yaitu Penerapan perlakuan yang sama terhadap beberapa unit percobaan. Adapun tujuan pengulangan ini adalah untuk : memberikan dugaan dari kekeliruan percobaan, meningkatkan ketelitian suatu percobaan melalui pengurangan simpangan baku dari nilai tengah perlakuan, memperluas cakupan penarikan kesimpulan dan mengendalikan ragam kekeliruan (error variance).
3. Pengendalian Lingkungan (Local control), yaitu Pengendalian kondisi-kondisi lingkungan yang berpotensi mempengaruhi respon dari perlakuan dengan cara mengurangi kekeliruan percobaan dengan cara sedemikian rupa sehingga keragaman yang ada di antara satuan-satuan percobaan tidak “masuk ke dalam” perbedaan di antara perlakuan-perlakuan.

JENIS PENELITIAN RANCANGAN PERCOBAAN

           Riset Eksperimental, adalah penelitian yang dilakukan untuk mengetahui dan mengukur akibat yang ditimbulkan dari suatu perlakuan yang diberikan secara sengaja oleh peneliti. Penelitian Eksperimental biasanya sudah mempunyai asusmsi/reverensi serta meminimalkan pengaruh lingkungan supaya hasil penelitian maksimal. 

• Misalnya : penambahan pupuk N untuk kesuburan tanaman, jadi mengamati adanya perubahan tanaman menjadi subur setelah penambahan pupuk N.

          Riset Non-Eksperimental, adalah penelitian yang dilakukan tanpa melakukan intervensi, dan hanya mengumpulkan data/fakta yang ada. Observasinya dilakukan terhadap sejumlah ciri (variabel) subjek penelitian menurut keadaan apa adanya, tanpa ada manipulasi (intervensi) peneliti. 

• Misalnya : penelitian mengenai kemunduran prestasi belajar siswa, kemunduran rasa tanggung jawab.

SYARAT HASIL PENELITIAN

1. Validitas (akurat, tepat) adalah ukuran kekuatan kesimpulan hasil penelitian berupa nilai pendekatan bisa diterima atau tidak . Menurut Cook and Campbell (1979) "Best available approximation to the truth or falsity of a given inference, proposition or conclusion" (Perkiraan terbaik yang tersedia untuk kebenaran atau kepalsuan dari inferensi, proposisi atau kesimpulan yang diberikan).

• Validitas Internal : Apakah manipulasi percobaan memang benar menimbulkan perbedaan.
• Validitas Eksternal : Seberapa jauh penemuan ini cukup representatif untuk dibuat generalisasi pada kondisi sejenis

2. Reliabilitas adalah ukuran konsistensi dari suatu hasil pengukuran dengan tingkatan peralatan untuk mengukur selalu sama meskipun dilakukan ditempat berbeda. Secara ringkas nya reliabilitas adalah pengulangan pengukuran Anda.

Validitas dan Reliabilitas hasil penelitian = Desain Penelitian

Desain Penelitian = Kerangka konsep dan Metode penelitian

Metode penelitian :

1. Pengambilan Data : (Statistik Parametrik, semua diukur sesuai apa yang diharapkan) 

• Obyek
• Bahan
• Alat
• Cara kerja
• Rancangan percobaan

2. Analisis Data : (Statistik Non parametrik)

• Analisis keilmuan
• Analisis statistik

Pengumpulan Data:

 Harus dibangkitkan dulu  : Percobaan

  Langsung dikumpulkan  : Survei/Observasi

TEKNIK SAMPLING

1. Probability sampling:

• Setiap anggota populasi memiliki kesempatan yang sama besar untuk dipilih.
• Keuntungan probability sampling adalah: sampling error dapat dihitung.
• Sampling error adalah derajat yang menunjukkan sejauh mana sampel berbeda dari populasi.

           - Random sampling

           - Systematic random sampling

           - Stratified random sampling

2. Non-probability sampling:

• anggota populasi memiliki  kesempatan yang tidak sama besar untuk dipilih.
• Dalam non-probability sampling, derajat yang menunjukkan sejauh mana sampel berbeda dari populasi tidak dapat dihitung.

           - Convenience sampling

           - Judgment sampling

           - Quota sampling

           - Snowball sampling

ANALISIS DATA

a.  Skala Pengukuran Data

• Analisis Parametrik :

1. Skala  nominal: Merupakan data yang tingkatannya paling rendah. Data nominal hanya berupa kategori saja. Misalnya: Jenis kelamin, agama, dan sebagainya. 
2. Skala ordinal : Data yang diukur menggunakan skala ordinal selain mempunyai ciri nominal, juga mempunyai ciri berbentuk peringkat atau jenjang. Istilah ordinal berasal dari kata ordo yang berarti tatanan atau deret. Misalnya : tingkat pendidikan, nilai ujian (dalam huruf).

• Anlisis Non Parametrik :

1. Skala interval : Data yang diukur menggunakan skala interval. Selain mempunyai ciri nominal dan ordinal, juga mempunyai ciri interval yang sama. Misalnya : nilai ujian (dalam angka), suhu, dan sebagainya.
2. Skala rasio : Merupakan skala pengukuran data yang tingkatannya paling tinggi. Selain mempunyai ketiga ciri dari skala pengukuran di atas, juga mempunyai nilai nol yang bersifat mutlak (absolut). Misalnya : Umur, berat, pendapatan, dan sebagainya.

b   Rancangan percobaan

ANALISIS PARAMETRIK 

• Uji t
• Sidik ragam (Anova)
• Uji beda rerata:
• Uji Beda Nyata Terkecil (Least Significant Difference Test)
• Uji Dunnet
• Uji Beda Nyata Jujur

Syarat menggunakan Analisis Parametrik :

1. Data berskala interval atau rasio
2. Distribusi normal
3. Jumlah sampel cukup

DESAIN EKSPERIMEN

• Desain Acak Lengkap
• Desain Acak Kelompok (Blok)
• Desain Bujur Sangkar Latin
• Desain Faktorial
• Desain Tersarang
• Desain Faktorial Tersarang
• Desain Split Plot (Petak Terbagi)