METODE PENELITIAN DESAIN PERCOBAAN Definisi Semua proses yang

METODE PENELITIAN

�DESAIN PERCOBAAN �Definisi : Semua proses yang diperlukan dalam merencanakan dan melaksanakan percobaan (Nasir, 1988) � Kegunaan : Memperoleh keterangan yang maksimum mengenai cara membuat percobaan, bagaimana proses perencanaan serta pelaksanaan percobaan yang dilakukan. v Ciri-ciri desain Percobaan: � Variabel dan kondisi yang diperlukan diatur secara ketat, � Manipulasi (perlakuan) terhadap variabel penelitian, � Variabel yang diteliti dibandingkan dengan variabel kontrol, � Digunakan Analisa Varian yang ditujukan untuk : minimalisasi variansi dari galat, minimalisasi dari variansi variabel yang tidak diteliti, dan maksimalisasi variansi dari variabel yang diteliti.

�VALIDITAS DESAIN PERCOBAAN � Terdapat 2(dua) jenis validitas yg perlu diperhatikan: a. b. c. Validitas Eksternal Hasil percobaan dapat dibuat generalisasi untuk memberi ukuran terhadap populasi secara mantap, randomisasi atau sampling harus diupayakan semaksimal mungkin. b. Validitas Internal Suatu percobaan harus dibuat sedemikian rupa sehingga perbedaan yang terjadi benar-benar disebabkan oleh perlakuan yang diberikan bukan oleh variabel diluar percobaan. � 3 Prinsip Dasar Desain Percobaan A. Replikasi, pengulangan dari percobaan dasar untuk : o Memberikan error estimasi & menentukan jarak interval kepercayaan, o Menghasilkan estimasi yang lebih akurat untuk error percobaan, o Memperoleh estimasi yang lebih baik tentang pengaruh rata-rata (mean effect) dari tiap faktor karena: Sx = E 2/ n E = error percobaan n = banyaknya pengulangan

B. Randomisasi (Pengacakan) , pengamatan harus secara acak untuk menghindari terjadinya bias desain percobaan. C. Kontrol Internal, banyaknya pertimbangan, bloking, dan pengelompokkan dari unit percobaan yang digunakan dalam desain percobaan, yg meliputi : �Grouping : Membagi unit-unit percobaan dlm kelompok yang homogen. �Bloking : Kelompok yang homogen dibagi lagi kedalam kelompok lain. �Balancing : Cara seorang peneliti membagi unit-unit percobaan dalam kelompok, dalam blok, atau menentukan jumlah unit percobaan pada satu perlakuan, sehingga terdapat suatu kesimbangan. �Confounding : Mengurangi terjadinya pengaruh campuran

�KELEBIHAN & KELEMAHAN DESAIN PERCOBAAN � a. b. c. d. e. f. Kelebihan : Terjalin kerjasama antara ahli statistik dgn peneliti (analisa & interpretasi data), Peneliti dapat membuat pre-planning yg sistematis lebih dini, Full attention terhadap hubungan-hubungan tertentu dalam mengukur & mengenal sumber-sumber variasi, Jumlah test yang digunakan dapat ditentukan dgn tingkat kepercayaan yg tinggi, Dengan grouping, pengaruh yang diukur lebih tepat, Kesimpulan yg diperoleh dapat diketahui secara pasti berbasis matematika. � Kelemahan : a. Desain dan analisa percobaan selalu dinyatakan dalam bahasa Statitiska b. Desain percobaan memerlukan biaya yang besar dan waktu yang lama.

�CHEK LIST DALAM DESAIN PERCOBAAN �Penjelasan tentang Masalah : o Jelaskan sejauh mana cakupan area masalah, o Identifikasi outline masalah & limitasi-limitasi yang ada, o Jelaskan scope (jangkauan) dari program & desain percobaan tersebut, o Tentukan hubungan dari masalah yang khas dengan masalah keseluruhan. �Pengumpulan keterangan : o Pelajari & selidiki semua keterangan, dari sumber-sumber yang ada (Pustaka), o Record & tabulasikan data yang ada, dan kaitan hubungan dengan percobaan.

v Pembuatan Program Desain Percobaan : a. Diskusi dengan anggota peneliti tentang hal-hal berikut : o Perumusan hipotesa yang mau diuji, o Pemilihan variabel-variabel yang akan digunakan, o Pembuatan alternatif hasil yang akan dirumuskan, o Pemilihan range (rentang) praktis dari faktor-faktor dan level yg akan dipakai o Penentuan ukuran yang akan digunakan, , o Pertimbangan efek variabilitas sampling & ketetapan yg akan digunakan, o Pertimbangan – pertimbangan tentang kemungkinan interaksi antar faktor, o Penentuan limitasi waktu, biaya, material, tenaga, alat-alat, dan fasilitas lain, o Pertimbangan atas human relationship. b. Rencanakan Program Pendahuluan : o Buat jadwal yang sistematis & kemungkinan perubahan, o Randomisasi, balancing, kontrol internal, o Pemilihan metode statistik untuk analisa, o Survai metode yg tepat untuk perolehan data yang baik.

c. Telaah ulang desain dgn pertimbangan – pertimbangan masak : o Perbaikan terhadap desain yang dipilih lebih awal, , o Review tahapan yang akan dilakukan dalam bahasa yang mudah dimengerti. d. Rencanakan Pelaksanaan Percobaan : o Pilih metode, material serta alat-alat yg percobaan, o Pelaksanaan metode dan teknik-teknik pengujian, o Check ulang semua yang berkenaan dengan desain percobaan, o Record segala modifikasi yg dilakukan, o Kumpulkan data secra cermat dan hati-hati, , o Catat progres dari percobaan. e. Analisa Data : o Kuantifikasi dari data yang diperoleh, , o Pergunakan teknik matematika & statistik yg cocok dan tepat guna.

DESIGN EXPERIMENT SINGLE FACTOR DESIGN Complete Block Design FACTORIAL DESIGN Incomplete Block Design Randomized Block Design Balanced Lattice Design Randomized Complete Block Design Partially Balanced Lattice Design Complete Block Design Randomized Complete Block Design Latin Square Design Incomplete Block Design Balanced Lattice Design Confounding Design Split Plot Design Strip Plot Design

a. RANDOMIZED BLOCK DESIGN : o Percobaan bersifat homogen, cuaca dapat dikontrol, dan di laboratorium, o Perlakuan secara random diberikan kepada unit-unit percobaan. b. RANDOMIZED COMPLETE BLOCK DESIGN : o Unit percobaan dibagi atas beberapa blok terlebih dahulu, o Jumlah blok harus sama dengan jumlah replikasi, o Tiap blok mengandung semua perlakuan yang diberikan, o Dapat digunakan untuk percobaan lapangan. c. LATIN SQUARE DESIGN : o Blocking dapat dilakukan dua arah , sehingga tiap perlakuan muncul hanya sekali pada kolom dan baris, o Jumlah perlakuan dan jumlah replikasi harus sama, o Selang perlakuan hanya sekitar 4 ~ 8 perlakuan unit percobaan, o Error baris dan error kolom. d. LATTICE DESIGN : o Percobaan blok yang tidak komplit, jumlah perlakuan terlalu besar dan jumlah perlakuan tidak perlu sama dengan jumlah blok, o Jumlah plot dalam tiap blok harus sama dengan akar jumlah perlakuan.

CONTOH : RANDOMIZED BLOCK DESIGN : Percobaan mengenai insektisida : A, B, C, dan D, o Replikasi dibuat 5 pengulangan. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Maka Lay out terakhir dari perlakuan adalah sebagai berikut : 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

ANALISIS VARIANS untuk RANDOMIZED BLOCK DESIGN : Untuk analisis data yg diperoleh berdasarkan desain eksperimen RBD : Misal: jumlah perlakuan k, dimana terdapat N i unit percobaan untuk perlakuan i (i=1, 2, …. . k). Jika data pengamatan dinyatakan dengan Yij (i=1, 2, …. k) dan (j=1, 2, ……. . N i) yang berarti Yij = nilai pengamatan dari unit percobaan ke j karena perlakuan ke i, maka disusun Perlakuan Jumlah 1 2 ……… k Y 11 Y 21 ……… Yk 1 Data Pengamatan Y 12 Y 22 ……… Yk 2 …. . ……… …. . Y 1 n 1 Y 2 n 2 ……… Yknk Jumlah J 1 J 2 ……… Jk J= SIGMA Ji untuk nilai i=1 s/d k Banyak Pengamatan n 1 n 2 ……… nk n= SIGMA ni untuk nilai i=1 s/d k Rata-rata Y 1 Y 2 ……… Yk Y= J / SIGMA ni untuk nilai i-=1 s/d k

Maka perhitungan selanjutnya diperlukan : = jumlah kuadrat (JK) semua nilai pengamatan. = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk rata-rata = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) antar perlakuan = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) kekeliruan percobaan.

Maka Daftar Anava dapat disusun sebagai berikut : Sumber Derajat Jumlah Kuadrat Tengah Variasi Kebebasan Kuadrat-kuadrat (KT) (dk) (JK) Rata-rata 1 Ry R = Ry Antar Perlakuan k – 1 Py P = Py / (k-1) Kekeliruan Percobaan Ey Jumlah/ Total

Contoh detail dapat dilihat di buku-buku Text Book Statistik !!

ANALISIS VARIANS untuk RANDOMIZED BLOCK DESIGN : Misal: Untuk analisis data Mesin yang diberi 4 perlakuan diamati selama 4 (hari): jumlah perlakuan 4, dimana terdapat N i unit percobaan untuk perlakuan i (i=1, 2, 3, 4). Jika data pengamatan dinyatakan dengan Yij (i=1, 2, 3, 4) dan (j=1, 2, 3, 4 i) yang berarti Yij = nilai pengamatan dari unit percobaan ke j karena perlakuan ke i, maka disusun Blok Perlakuan (Mesin) Jumlah Rata-rata (Hari) A B C D 1 260 308 323 330 1221 305. 3 Pemgamatan 2 280 358 343 345 1326 331. 5 3 298 353 350 333 1334 333. 5 4 288 323 365 363 1339 334. 8 Jumlah 1126 1342 1381 1371 5220 Rata-rata 281. 5 335. 5 345. 3 342. 8 -

Maka perhitungan selanjutnya diperlukan : 2 + (280) 2 + ……. . +(363) 2 = 1718000 = (260) 2 / 16 = 1703025 = (5220) . 2 + (1326) 2 + (1334) 2 + (1339) 2 (1221) = ------------------------- = 2373. 5 . 4 2 + (1342) 2 + (1381) 2 + (1371) 2 (1126) = ------------------------- = 10885. 5 4 = 1718000 – 1703025 – 2373. 5 – 10885. 5 = 1. 716

Maka Daftar Anava dapat disusun sebagai berikut : Sumber Derajat Jumlah Kuadrat Tengah F Variasi Kebebasan Kuadrat-kuadrat (KT) (dk) (JK) Rata-rata 1 Rata-rata Antar Perlakuan Blok (Hari) 3 Perlakuan (Mesin) 3 ) Kekeliruan 9 Kekeliruan Percobaan Jumlah/ Total 16 / Total 1703025 2373. 5 10885. 5 1716 791. 2 3628. 5 190. 7 1718000 Dari tabel / daftar Nilai Percentil Distribusi F : Didapatkan untuk v 1 3 dan v 2=9 peluang 0. 05 F= 3. 86 < 19. 03 Maka Ho ditolak dan H alternatif diterima. 19. 03