bahan kuliah rancangan eksperimental

Oleh

DR. drh. Dasrul, M.Si

Fakultas Kedokteran HewanUniversitas Syiah Kuala

2009

RANCANGAN EKSPERIMENTAL

RANCANGAN PENELITIAN EKSPERIMENTAL

Pengertian Umum Rencangan Eksperimen adalah perencanaan eksperimen

sedemikian sehingga diperoleh informasi yang relevan dengan permasalahan yang diteliti dan memungkinkan analisis yang objektif untuk memperoleh kesimpulan yang valid

Kegunaan Rancangan Penelitian Eksperimen Untuk mendapatkan informasi yang relevan dengan

permasalahan penelitian secara maksimal Sehingga penelitian menjadi lebih efisien dan efektif

dalam hal waktu, dana, tenaga, dan analisa statistika

Ciri dan Prinsip Dasar Rancangan Penelitian Eksperimental

Ciri – ciri Rancangan Penelitian1. Variabel-variabel serta kondisi yang diperlukan

diatur secara ketat dan dikontrol2. Variabel-variabel yang akan diteliti selalu

dibandingkan dengan variabel kontrol3. Analisis variabel selalu digunakan yang mana

analisis ini berusaha untuk ;a) Meminimalkan variansi dari errorb) Meminimalkan variansi variabel yang tidak

termasuk dalam variabel-variabel yang ditelitic) Memaksimalkan variansi dari variabel-variabel

yang diteliti dan yang berkaitan dengan hipotesis yang dibangun

@Tim MP dan RP FKH Unsyiah, 2009

Contoh Sebuah perusahaan mobil ingin menguji kekuatan 2 tipe produk

bannya yaitu tipe A dan tipe B. Kekuatan ban dinyatakan dengan mengukur berapa milimeter ausnya ban setelah digunakan sejauh 100 km. Untuk itu dilakukan eksperimen sebagai beriku;

Digunakan sekaligus 4 buah mobil dimana tipe A dan B secara random dipasang pada sebelah kiri atau kanan. Setelah dijalankan dijalankan sejauh 100 km pada jalan yang sama tetapi dengan sopir yang berbeda - beda, diukur berapa millimeter ausnya ban. Berdasarkan keausan ban diharapkan dapat diketahui/tidak perbedaan kekuatan ban tipe A dan B

Dengan eksperimen diatas terdapat kelemahan-kelemahan yaitu;

Perbedaan keausan ban mungkin bukan karena perbedaan kekuatan ban, tetapi mungkin karena perbedaan perilaku sopir dalam menjalankan mobil, sehingga kesimpulannya tidak valid. Dalam hal ini keausan ban (effect) di sebabkan oleh campuran (confound) dua penyebab yaitu kekuatan ban dan sopir. Jadi disini terjadi Confound effect

Untuk mengatasi hal tersebut, maka rancangan eksperimen diatas dapat dubah menjadi sbb;

Untuk mengatasi hal tersebut, maka rancangan eksperimen diatas dapat dubah menjadi sbb; Tiap mobil menggunakan sekaligus ban tipe A dan B

dengan komposisi yang “ paired “ dua mobil sebelah kanan tipe A, sebelah kiri tipe B dan dua mobil lainnya sebaliknya. Dengan cara yang sama dengan eksperimen diatas (mobil dijalankan sejauh 100 km) pada jalan yang sama, diukur berapa millimeter ausnya ban. Berdasarkan keausan ban diharapkan dapat diketahui/tidak perbedaan kekuatan ban tipe A dan B

Dalam rancangan ini varibel/faktor perbedaan perlakuan sopir dapat dihilangkan karena baik ban tipe A maupun tipe B mendapat perlakuan yang sama dari sopir. Demikian juga faktor letak ban (kiri – kanan) juga dapat dihilangkan karena tiap tipe ban menempati posisi kiri dan kanan pada kesempatan yang sama

Dari ilustrasi diatas dapat disimpulkan bahwa rancangan eksperimen pada dasarnya ingin meminimalkan adanya “ Confound effecs “

Contoh lain; Kita ingin meneliti pengaruh macam pakan terhadap

produktivitas ternak Sapi. Ada 5 macam pakan dan 4 jenis sapi dimana tersedia 40 kandang, masing-masing 20 kandang tanpa pendingin dan 20 kandang dengan pendingin.

Jadi rancangan eksperimen untuk penelitian diatas harus dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan sebagai beriku; Bagaimana produktivitas diukur Faktor apa saja yang dapat mempengaruhi

produktivitas Faktor mana yang akan diselidiki, mana yang akan

dikendalikan, mana yang diabaikan Berapa kali “ basic eksperimen “ akan dilakukan Bagaimana alokasi / pembagian kandang atau jenis

sapi dan macanm pakan Bentuk analisis apa yang akan digunakan

Prinsip Dasar Rancangan Penelitian Eksperimental

Ciri – ciri Rancangan Penelitian1. Variabel-variabel serta kondisi yang diperlukan

diatur secara ketat dan dikontrol2. Variabel-variabel yang akan diteliti selalu

dibandingkan dengan variabel kontrol3. Analisis variabel selalu digunakan yang mana

analisis ini berusaha untuk ;a) Meminimalkan variansi dari errorb) Meminimalkan variansi variabel yang tidak

termasuk dalam variabel-variabel yang ditelitic) Memaksimalkan variansi dari variabel-variabel

yang diteliti dan yang berkaitan dengan hipotesis yang dibangun


1. Replikasi : Adalah banyaknya unit eksperimen yang mendapat perlakuan

sama pada kondisi tertentu Replikasi sangat penting artinya karena dengan adanya

replikasi dapat untuk meramalkan besarnya kesalahan eksperimen,

Kesalahan eksperimen dapat untuk mengetahui kemaknaan perbedaan hasil eksperimen

Dan juga untuk mengetahui batas ketangguhan hasil pengamatan

2. Randomisasi Adalah keadaan dimana semua unit eksperimen mempunyai

kesempatan (propabilitas) yang sama untuk menjadi sampel (unit eksperimen)

Randomisasi sangat penting artinya oleh kerena hasil eksperimen akan digenaralisasikan keseluruh unit eksperimen dan cara-cara analisis statistik induktif untuk menganalisis hasil eksperimen didasarkan atas asumsi sampling yang random

3. Kontrol internal atau perlakuan Banding: @Tim MP dan RP FKH Unsyiah, 2009

Prinsip Dasar Rancangan Penelitian Eksperimental

1. Pra Eksperimental (Pre- experimental)

2. Eksperimental Semu (Quasi experimental)

3. Eksperimental Sungguhan (True experimental)


Macam Rancangan Penelitian Eksperimental

Adalah disain percobaan yang tidak mencukupi semua syarat-syarat dari suatu disain percobaan sebenarnya.

Beberapa Disain Pra Eksperimen The One –Shot Case Study Perlakuan dikenakan pada suatu kelompok unit percobaan

tertentu, kemudian diadakan pengukuran terhadap variabel dependen

Dalam kelompok ini , digunakan hanya satu kelompok unit percobaan tanpa kontrol. Misalnya

menyajikan suatu pelajaran dengan sistim caramah, kemudian diukur pengaruh sistim caramah dengan mengadakan ujian setelah caramah diberikan

Sekelompok penderita demam diberikan seduhan daun pepaya ( X ), kemudian diamati demamnya hilang atau tidak ( O )

Sekelompok pengusaha diberi penyuluhan hukum perpajakan ( X ), kemudian dipantau kesadaran/besarnya membayar pajak ( O )@Tim MP dan RP FKH Unsyiah, 2009

Pengukuran (Pre test )

Perlakuan Pengukuran ( Post test )

- X1 T1

1.Pra Eksperimental (Pre- experimental)

Keuntungan The One –Shot Case Study Disain ini berguna untuk mengembangkan suatu prakarsa

atau sebagai disain untuk penelitian eksploratori atau penelitian pendahuluan

Kerugian The One –Shot Case Study1.Disain ini tidak mempunyai kontrol, karena validitas

eksternal tidak ada sama sekali. Validitas eksternal juga tidak ada, tidak dapat disimpulkan, karena kesimpulan yang diperoleh tidak mempunyai jaminan ketepatan

2.Disain ini tidak mempunyai dasar untuk membuat perbandingan, kecuali secara subjektif dan intuitif

2. Desain One Group Pretest – PostestDalam disain ini , kepada unit percobaan dikenakan perlakuan

dengan dua kali pengukuran. Pengukuran pertama dilakukan sebelum perlakuan diberikan, dan pengukuran kedua dilakukan sesudah perlakuan dilaksanakan. Disain ini dapat digambarkan sbb;




T0 X1 T1

Keuntungan One Group Pretest – Postest1. Disain ini sudah memiliki pre test sebelum dikenakan

perlakuan dan adanya pos test sesudah perlakuakn dikenakan, maka dapat dibuat perbandingan terhadap perlakuan

2. Bias variabel pilihan atau variabel mortalitas (hilang atau mati) dapat dihilangkan dengan menjamin bahwa kedua test tersebut adalah semua anggota unit percobaan

Kerugian One Group Pretest – Postest1. Disain ini tidak mempunyai kontrol, karena validitas

internal tidak ada, karena tidak ada kelompok kontrol, sehingga tidak ada jaminan bahwa X adalah satu-satunya penyebab .

2. Disain ini tidak mempunyai dasar untuk membuat perbandingan, kecuali secara subjektif dan intuitif


Contoh penelitian One Group Pretest – Postest1. Suatu penelitian untuk mengetahui apakah “ Confrey “ dapat

menyembuhkan penderita Anemia Sekelompok penderita Anemia mula-mula diukur kadar Hbnya

(O1). Kepada penderita tersebut diberi Confrey tiga kali sehari, dalam kurun waktu 3 bulan (X), kemudian diukur kadar Hbnya lagi (O2). Bandingkan O1 dan O2 dengan uji komparasi yang cocok, untuk menentukan apakah ada perbedaan antara O1 dan O2. Jika ada seberapa jauh perbedaannya, misalnya dengan uji t

Kelemahan penelitian ini tidak terlihat adanya kontrol, sehingga tidak ada jaminan bahwa X adalah satu-satunya penyebab

Dalam hal ini kadar Hb dapat saja berubah karena; Selama perlakuan gizi penderita lebih baik (faktor historis) Dalam waktu yang bersamaan dengan perlakuan dalam tubuh terjadi

reaksi biokimia yang dapat memperbaiki proses pembentukan Hb (Naturaation effect)

Oleh karena merasa diobati maka secara psikologis mereka lebih sehat sehingga nafsu makan meningkat dan kemudian Hb berubah (testing effect)

Perbedaan alat atau cara pengukuran kadar Hb pada awal (o1) dan (O2) (intrument effect)


3. Desain Randomized Control Group Only Dalam disain ini mulai diusahakan adanya kelompok kontrol,

dimana populasi dibagi atas dua kelompok secara random. Kelompok pertama merupakan unit percobaan untuk perlakuan dan kelompok kedua merupakan kelompok untuk suatu kontrol. Kemudian dicari perbedaan antara rata-rata pengukuran dari keduanya dan perbedaan ini dianggap disebabkan oleh perlakuan.

Prosedur Pelaksanaan1. Pilih unit percobaan secara random dari suatu populasi2. Jagalah supaya kedua kelompok tersebut mempunyai homogenitas yang

tinggi3. Gunakan perlakuan terhadap kelompok percobaan dan tanpa perlakuan

pada kelompok kontrol (kelompok kedua)4. Ukur hasil perlakuan 5. Hitunglah rata-rata dari masing-masing ukuran kelompok dan bandingkan

dengan menggunakan statistik yang cocok




Kelompok Percobaan

- X1 T1

Kelompok Kontrol

- - T1

Keuntungan Randomized Control Group Only Disain ini sudah mempunyai validitas internal , karena

mempunyai randomisasi dan kontrol. Juga pengaruh Confounded antara pengukuran pertama dan kedua tidak ada, karena pengukuran pertama (pre test tidak dilakukan)

Kerugian Randomized Control Group Only 1.Beberapa pengaruh luar belum tentu dihilangkan, antara

lain error historis, maturasi, instrumen dan error testing

Contoh;Suatu penelitian ingin mengetahui apakah bekatul mempunyai efek penurunan kadar kolesterol dalam darah

Prosedurnya;1. Sekelompok orang dengan kadar kolesterol tinggi diberi diet yang

dicampur dengan bekatul ( X ) sampai periode tertentu, kemudian diukur kadar kolesterol dalam darahnya (T1 )

2. Sekelompok orang tanpa diberi diet bekatul , diukur kadar kolesterol dalam darahnya (T2)

3. Kemudian bandingkan kadar kolesterol (T1) dan T2 untuk melihat pengaruh bekatul ( X )


Adalah disain percobaan yang belum secukupnya mempunyai syarat-syarat dari suatu disain percobaan sebenarnya.

Disain percobaan ini mempunyai banyak kekurangan, baik dalam masalah randomisasi, replikasi atau masalah kontrol internal. Karena kekurangan-kekurangan ini , penelitian tersebut belum mempunyai cukup syarat untuk disebut percobaan sebenarnya

Disain eksperimental semu banyak digunakan dalam penelitian sosial


2. Eksperimental Semu (Quasi experimental)

Adalah disain dimana untuk menenmpatkan perlakuan pada unit percobaan dibuat sedemikian rupa, sehingga memungkinkan membuat perbandingan antar kelompok dengan validitas tinggi dan dapat mengontrol sumber-sumber variasi pada percobaan tersebut.

Bergantung pada jenis percobaan, apa percobaan menggunakan faktor tunggal atau dengan faktor ganda . Dengan demikian rancangan penelitian eksperimental sungguhan dapat dibagi menjadi

Complete Block Desain : yang digunakan pada percobaan sederhana dengan beberapa perlakuan

Incomplete Block Desain, yang biasanya digunakan pada percobaan yang mempunyai banyak perlakuan dimana semua perlakuan tidak dapat ditempatkan pada blok yang homogen

Split plot Desain, biasa digunakan pada percobaan faktorial, dimana banyak sekali perlakuan kombinasi yang dicobakan

Perlakuan-perlakuan tertentu memerlukan plot yang lebih besar dibandingkan dengan beberapa perlakuan lainnya


2. Eksperimental Sungguhan (True experimental)

Eksperimental Sungguhan dipandang sebagai rancangan eksperimen yang paling mantap karena mempunyai “validitas eksternal “ dan “Validitas internal “ yang tertinggi .

Bahkan bobot suatu penelitian kadang dilihat dari sudut pandang sejauh mana penelitian tersebut memenuhi syarat sebagai “ true experimental”

Validitas Eksternal akan memberikan jawaban atas pertanyaan seberap jauh atau seberapa besar representatifitas hasil penelitian dapat digeneralisasikan (dianggap berlaku untuk populasi) . Hal ini dijamin oleh karena adanya randomisasi

Validitas internal adalah jawaban dari pertanyaan apakah perlakuan efek, apakah ada perbedaan efek bukan karena adanya kesalahan eksperimen atau pengaruh faktor luar. Hal ini diselesaikan lewat replikasi (ulangan) dan oleh adanya kontrol/pembanding


Desain Percobaan

Percobaan Tunggal

Percobaan Faktorial

Complete Black Desain




Split plot Desain

Randomized Block Desain

Randomized Complete Block Desain

Balanced Letter Desain

Patially Balanced Lettice Desain

Split Plot Desain

Latin Square Desain Complete

Black Desain

Randomized Complete Block Desain

Balanced Letter Desain

Split Plot Desain

Split Plot Desain

1. Complete Randomized Desain (Rancangan Acak Lengkap)

Pada rancangan ini tidak terdapat lokal kontrol, sehingga sumber keragaman yang diamati hanya perlakuan dan galat.

Oleh karena itu RAL umumnya cocok digunakan untuk kondisi lingkungan, alat, bahan, dan media yang homogen. Kondisi seperti ini hanya dapat dilakukan dalam laboratorium dan rumah kaca dimana cuaca dapat dikontrol dan jarang digunakan dilapangan

Randomized dilakukan dengan menempatkan perlakuan secara random terhadap unit percobaan

Random biasa dilakukan dengan menggunakan tabel angga random

Misalnya kita ingin mencoba jenis obat antibakteri (A, B. C, D dan E) dengan 5 pengulangan.


Macam – macam Rancangan Eksperimental Sungguhan

1 B 2 A 3 D 4 B

5 D 6 C 7 A 8 B

9 C 10 D 11 D 12 C

13 B 14 C 15 A 16 C

17 A 18 B 19 A 20 D

1. The Pretest – Postest Control Group DesainRancangan ini dapat digambarkan sebagai berikut;

Contoh Sebuah penelitian ingin mengetahui efek

hepatotoksik dari jamu galian singset. Untuk mengetahui adanya efek hepatotoksik diukur aktivitas enzym SGOT/SGPT darah dan digunakan hewan coba tikus.


Macam – macam Rancangan Eksperimental Sungguhan

R

K

E

-

X

O3

O1

O4

O2

Data I Perlakuan Data II

Rancangan eksperimen sebabagi berikut;Pilih sejumlah tikus secara random dari populasinyaSecara random (R) kelompokan tikus tersebut menjadi

dua kelompok. Yaitu kelompok eksperimen (X) dan kelompok kontrol (K) yang tidak dikenai perlakuan

Ukur SGOT / SGPT dari darah tikus pada keadaan awal baik kelompok eksperimen (O1) maupun kontrol (O3)

Kelompok E dan K dijaga kondisinya selalu sama (makanan, minuman, kandang dan sebagainya ) kecuali pada kelompok E diberi sejumlah tertentu seduhan jamu galian singset, sedangkan kelompok K tidak diberi. Pemberian perlakuan dilakukan dalam jangka waktu tertentu

Ukur SGOT / SGPT dari darah tikus pada akhir waktu eksperimen baik pada kelompok eksperimen (O2) maupun kelompok kontrol (O4).

Uji ada tidaknya perbedaan antara (O2 – O1) dan (O4 – O3) untuk mengetahui effek X dengan uji t atau uji lain yang cocok


Rancangan eksperimen ini dapat diperluas dengan beberapa macam perlakuan misalnya;Rancangan ini dapat digambarkan sebagai berikut;

Untuk mengetahui ada/tidaknya efek X dan untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan efek X1, X2 dan X3 terhadap kontrol dapat dilakukan uji Analisis Covarian (Anakova)


RK

E

X2

X1

O3

O1

O4

O2

Data I Perlakuan Data II

O7

O5

-

X3

O8

O6K

K

Pilih sejumlah tikus secara random dari populasinyaSecara random (R) kelompokan tikus tersebut menjadi dua

kelompok. Yaitu kelompok eksperimen (X) dan kelompok kontrol (K) yang tidak dikenai perlakuan

Ukur SGOT / SGPT dari darah tikus pada keadaan awal baik kelompok eksperimen (O1) maupun kontrol (O3)

Kelompok E dan K dijaga kondisinya selalu sama (makanan, minuman, kandang dan sebagainya ) kecuali pada kelompok E diberi sejumlah tertentu seduhan jamu galian singset, sedangkan kelompok K tidak diberi. Pemberian perlakuan dilakukan dalam jangka waktu tertentu

Ukur SGOT / SGPT dari darah tikus pada akhir waktu eksperimen baik pada kelompok eksperimen (O2) maupun kelompok kontrol (O4).

Uji ada tidaknya perbedaan antara (O2 – O1) dan (O4 – O3) untuk mengetahui effek X dengan uji t atau uji lain yang cocok


Thank‘sfor your attention !!

Thank‘sfor your attention !!

J*ad

bahan kuliah rancangan eksperimental

Documents