Cara Membuat Rancangan Percobaan Yang Baik?

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.

• 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.

I STILAH-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 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.

Suatu perlakuan terjadi lebih dari satu kali atau menempati lebih dari satu unit percobaan disebut perlakuan mengalami ulangan • Untuk menduga galat percobaan • Untuk menduga standard error rerata perlakuan • 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

• 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.

• Egagalan 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 ( S 2 ) menjadi homogen.
3. Keragaman ( S 2 ) 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

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.

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 )

• 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.

• 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 -> p ertumbuhan & 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 t erkait 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 percobaan ada apa saja?

Ilustrasi: Rancangan Percobaan di Laboratorium (Sumber: https://pixabay.com/id/accounts/login/?next=/images/id-33466/&source=like_image) Ketika seorang peneliti melakukan sebuah penelitian maka salah satu hal yang diperlukan adalah data penelitian. Data penelitian dapat berupa data primer maupun data sekunder.

Data primer adalah data yang diperoleh dan diolah sendiri oleh peneliti, sedangkan data sekunder adalah data yang diperoleh dari pihak lain. Sebagai contoh data sekunder adalah data yang diperoleh peneliti dari Badan Pusat Statistik, Bank Indonesia, dan lainnya. Cara mendapatkan data primer dapat dilakukan dengan cara melakukan observasi maupun melalui percobaan.

Pengumpulan data dengan cara observasi, dilakukan melalui pengamatan di lapangan, misalnya bagaimana pendapat masyarakat dengan diberlakukannya aturan ganjil genap. Sedangkan pengumpulan dengan percobaan yaitu dengan melihat respon dari objek yang dikondisikan tertentu.

1. Misalnya peneliti ingin melihat keunggulan beberapa merk pupuk terhadap pertumbuhan tanaman jagung.
2. Pengertian Rancangan Percobaan Ketika seorang peneliti mengumpulkan data melalui percobaan maka diperlukan suatu rancangan percobaan yang baik dan benar.
3. Rancangan percobaan yang baik diperlukan agar data yang dihasilkan berkualitas, dapat memilih alat analisis yang teapat dan tentu saja menghasilkan kesimpulan yang bermanfaat serta relevan dengan permasalahan yang ada.

Secara statistika, rancangan percobaan diperlukan untuk memilih peubah terkendali (X) yang paling berpengaruh dan mendekati terhadap nila harapan variabel respon (Y), dengan nilai keragaman yang terkecil. Prinsip Dasar Rancangan Percobaan Ada tiga hal utama dalam penggunan rancangan percobaan yaitu pengacakan (Randomization), ulangan (Replication) dan pengendalian lingkungan (Local control).

Prinsip pengacakan dimaksudkan agar setiap unit percobaan memiliki peluang yang sama untuk diberikan suatu perlakuan. Hal ini akan berguna untuk menghindari galat sistematik serta memenuhi asumsi kebebasan dalam sebuah model. Sistem pengacakan dapat menggunakan Tabel angka random maupun penggunan software statistik.

Prinsip pengulangan dimaksudkan untuk menduga galat serta standar error perlakuan dan meningkatkan presisi kesimpulan. Prinsip pengendalian lingkungan dilakukan untuk mencegah pengaruh lingkungan/ hal yang lain yang tidak diteliti dalam model. Hal ini juga akan berdampak terhadap presisi kesimpulan.

Lasifikasi Rancangan Percobaan Secara umum rancangan percobaan dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kolompok yaitu rancangan perlakuan, rancangan pengendalian lingkungan dan rancangan respon. Rancangan respon berkaitan dengan bagaimana respon diukur. Rancangan perlakuan berkaitan dengan kondisi-kondisi apa yang akan diberikan terhadap unit-unit percobaan.

Beberapa teknik dalam model ini adalah model faktor tunggal, faktorial, petak terisah ( split plot ), bersarang ( nested ), dan lainnya. Rancangan pengendalian lingkungan berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan itu diterapkan pada unit-unit percobaan.

• Beberapa teknik dalam model ini adalah rancangan acak lengkap (RAK), rancangan acak kelompok lengkap (RAKL), rancangan acak kelompok taklengkap (RAKTL) dan rangcangan bujur sangkar latin (RBSL).
• Aplikasi Rancangan Percobaan Rancangan acak lengkap (RAL) adalah model perancangan percobaan yang menggunakan asumsi bahwa untuk melihat pengaruh satu perlakuan pada target penelitian dengan mengatur faktor-faktor lain menjadi tetap, dengan kata lain kondisi lingkungan untuk setiap satu percobaan adalah sama.

Pengacakan dalam RAL dilakukan terhadap penempatan perlakuan pada satuan percobaan secara sederhana. Contoh kasus model RAL faktor tunggal adalah pengujian pertumbuhan empat varietas tanaman padi dengan masing-masing varietas diulang sebanyak enam kali.

• Metode analisis yang digunakan untuk model ini adalah one way Analisis of Variance (ANOVA).
• Rancangan Acak Kelompok (RAK) adalah model perancangan percobaan yang menggunakan dua faktor sehingga keragaman dapat dikurangi, dimana diupayakan faktor penentu keragaman lebih banyak berasal dari perlakuan.
• Model RAK digunakan pada saat tidak memperoleh satuan percobaan yang homogen.

Contoh kasus model RAK adalah pengujian dosis pemupukan NPK sebanyak 6 tingkatan yaitu 25,50,75,100,125,dan 150 kg/ha pada empat lokasi untuk tanaman mangga. Metode analisis yang digunakan untuk model ini adalah two ways Analisis of Variance (ANOVA). Rancangan acak kelompok taklengkap (RAKTL) adalah model perancangan percobaan, yang merupakan kasus khusus dari RAK tetapi tidak semua taraf perlakuan muncul pada setiap kelompok.

Hal ini dapat terjadi karena perlakuan yang dilibatkan terlalu banyak dan obyek yang tersedia terbatas (langka) atau keterbatasan waktu dan dana. Rancangan bujur sangkar latin (RBSL) adalah model perancangan percobaan yang menerapkan perlakuan terhadap unit percobaan dilakukan secara acak, dengan memperhatikan batasan bahwa setiap perlakuan hanya muncul sekali pada arah baris dan hanya muncul sekali pada arah lajur.

Contoh kasus model RBSL dilakukan percobaan penggunaan lima jenis pupuk dengan pembanding tanpa penggunaan pupuk pada lahan pertanaman jagung. Metode analisis yang digunakan untuk model ini General Linear Model. Rancangan percobaan faktorial adalah percobaan yang dilaksanakan untuk mengkaji pengaruh interaksi dua atau lebih faktor/peubah selain faktor utamanya.

Contoh kasus percobaan faktorial adalah peneliti ingin melihat interaksi dua sistem bajak (bajak tradisional dan traktor) pada satu tipe tanah dan menggunakan tiga varietas padi. Metode analisis yang digunakan untuk model ini Balanced Anova. Apabila kombinasi perlakukan tidak diacak secara sempurna maka model analisis faktorial berkembang menjadi model acak terpisah ( split plot ).

Rancangan percobaan tersarang ( nested ) digunakan apabila dalam beberapa percobaan level suatu faktor (misal A) relatif sama tapi level faktor yang lain (misal B) tidak identik. Sebagai contoh suatu percobaan untuk mengetahui pengaruh pemupukan (tanpa pupuk, NPK dan urea) dan benih (A.B,C,D) terhadap produksi tanaman.

Dalam hal ini bibit dianggap tersarang pada faktor pemupukan. Dari pembahasan di atas, dapat kita simpulkan bahwa ada beberapa jenis metode dalam rancangan percobaan. Dengan mengetahui berbagai kriteria dan asumsi yang digunakan, diharapkan para peneliti/penulis dapat menggunakan metode rancangan percobaan yang tepat sesuai dengan kondisi data yang dimiliki.

Jika uji yang dipilih tepat maka kesimpulan dari hasil yang didapat juga tepat.

Bethel Martumpu