Rancop & Metode Ilmiah
Beni Iskandar
beniiskandar@umpr.ac.id Pertemuan ke-1
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
Pada saat kita mengamati sekumpulan objek, misalnya perkecambahan biji duirian di persemaian, kita melihat perbedaaan. Sehingga menimbulkan pertanyaan:
• Mengapa laju perkecambahannya berbeda?
• Apa yang menyebabkan variasi itu terjadi?
• Apa tindakan yang dapat kita lakukan agar laju perkecambahannya seragam?
• Bagaimana pula Tindakan itu dapat diterapkan? dll
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
Untuk menjawab itu kita memerlukan suatu rangkain tindakan coba-coba (Penelitian eksperimen) dan kadang kala hanya perlu survei dan pengumpulan data saja (Penelitian Non-Eksperimen)
Perbedaan yang mendasar kedua penelitian ini adalah penelitian eksperimen terdapat tindak coba-coba (trial and error), sedangkan penelitian non- eksperimen survei pengumpulan data.
Serangkaian tindakan coba-coba dilakukan terhadap suatu atau kumpulan objek yang pengaruhnya diselidiki ini disebut dengan percobaan (eksperimen)
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
Percobaan adalah serangkaian kegiatan dimana setia tahap dalam rangkaian benar-benar terdefinisikan; dilakukan untuk menemukan jawaban tentang permasalahan yang diteliti melalui suatu pengujian hipotesis.
Pola atau tata cara penerpan tindakan perlakuakn pada kondisi/lingkungan terteu kemudian menjadi dasar penataan dan metode statistik terhadap data hasil disebut rancangan percobaan (Experimental Design)
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
𝑌 = 𝜇 + 𝜎𝑋
Dalam statistik terdapat dua nilai yang diperoleh dari objek pengamatan, yaitu
• Nilai-nilai tidak bebas yang terjadi secara rambang dengan besaran yang tergantung hasil pengamatan/pengukuran Y, sehingga disebut pergam/peubah tak bebas Y (dependent random varible Y)
• Nilai-nilai bebas yang terjadi secara rambang dengan besaran tergantung pada kondisi/cara/waktu pengamatan/pengukuran sehingga disebut pergama/peubah bebas X (Independet random variabel X).
Hubungan kausatif (Dalam percobaan besaran nilai Y ini tergantung pada pengaruh X (perlakuan dan kondisi percobaan)
𝑌 = 𝛽𝑜 + 𝛽1 𝑋
Jika penyelidikan dilakukan lewat jalur pengaruh (Analisis Sidik Ragam = Analysis of variance). Menemukan perlakuan mana yang optimum.
Jika penyelidikan dilakukan lewat jalur Asosiasi (Analisis dan Korelasi). Perlakuan mana yang terbaik melalui persamaan regresi
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
𝐻0 ∶ 𝜎𝑋 = 0 vs
• Pengujian hipotesis membandingkan nilai pengaruh X terhadap ragama Y. Pengaruh perlakuan X akan ada artinya jika pengaruh X ini lebih besar dari peganruh non perlakuan.
• Pengaruh nonperlakuan timbul jika perlakuan X diulang hingga n kali
• Ulangan disebut dengan replikasi. Ragam data akibat pengaruh perlakuan disebut dengan galat (Experimental Error)
𝑌 = 𝜇 + 𝜏𝑗 + 𝜖𝑖𝑗
𝐻1 ∶ 𝜎𝑋 ≠ 0
𝜏𝑗 (tau)= pengaruh perlakuan X terhadap nilai Y; 𝜀𝑖𝑗(𝑒𝑝𝑠𝑦𝑙𝑜𝑛) = galat akibat adanya pengaruh non- perlakuan (replikasi) ke-I pada perlakuan ke-j
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
Ilustrasi statistik 𝜀𝑖𝑗
1. Pada takaran pupuk P0: 1,1 – 1,4 = -0,3 dan 1,7 – 1,4 = 0,3 2. Pada takaran pupuk P1; 3,5 – 3,6 = -0,1 dan 3,7 – 3,6 = 0,1
3. Pada seluruh unit percobaan (rerata galat): 2,3 – 2,5 = -0,2 dan 2,7 - 2,5 = 0,2 Takaran Pupuk
(P)
Ulangan Jumlah Rerata
1 2
P0 (0 kg) 1,1 1,7 2,8 1,4
P1 (100 kg) 3,5 3,7 7,2 3,6
Jumlah (T) 4,6 5,4 10,0 -
Rerata (𝑌)ത 2,3 2,7 - 2,5
Pengertian dan Ruang Lingkup Percobaan
Ilustrasi statistik 𝑡𝑖
1. Pada ulangan 1: 1,1 – 2,3 = -1,2 dan 3,5 – 2,3 = 1,2 2. Pada ulangan 2: 1,7 – 2,7 = -1,0 dan 3,7 – 2,7 = 1
3. Pada seluruh unit percobaan (rerata pengaruh perlakuan): 1,4 – 2,5 = -1,1 dan 3,6 – 2,5 = 1
Takaran Pupuk (P)
Ulangan Jumlah Rerata
1 2
P0 (0 kg) 1,1 1,7 2,8 1,4
P1 (100 kg) 3,5 3,7 7,2 3,6
Jumlah (T) 4,6 5,4 10,0 -
Rerata (𝑌)ത 2,3 2,7 - 2,5
Unsur-unsur Dasar Percobaan
• Pengulangan (
replication
), berfungsi agar dapat menilai galat percobaan (eksperimental error
) atau keragaman bahan percobaan, haruslah setiap perlakuan dicobakan dalam lebih dari satu satuan percobaan.• Pengacakan dilakukan dengan tujuan untuk menjaga agar perlakuan bebas dari bias yang disebabkan oleh perbedaan lingkungan percobaan.
• Lokal kontrol (pengawasan setempat), satuan-satuan percobaan yang mendekati keseragaman dikumpulkan menjadi kelompok-kelompok.
• Perlakuan adalah prosedur atau metoda yang diterapkan pada unit percobaan.
Prosedur dapat berupa pemberian jenis pupuk yang berbeda, dosis pupuk yang berbeda, varietas yang digunakan berbeda.
Unsur-unsur Dasar Percobaan
• Jenis Perlakuan:
✓ Perlakuan Kuantitatif, yaitu bentuk perlakuan dapat dikuantifikasi atau dihitung, seperti dosis pupuk, jarak tanam, panjang setek.
✓ Perlakuan Kualitatif, yaitu bentuk perlakuan yang tidak dapat dikuantifikasi atau tidak mempunyai nilai. Contoh : jenis pupuk N, varietas, jenis pestisida, cara penyiangan.
• Taraf Perlakuan adalah taraf atau tingkat atau level perlakuan adalah banyaknya tingkat faktor perlakuan yang dicobakan / diberikan pada satu unit percobaan.
Contoh: Taraf perlakuan yang dicobakan terdiri dari 50, 100, 150, dan 200 kg urea/ha, maka perlakuan dosis pupuk urea terdiri dari 4 taraf/level/tingkat perlakuan.
Unsur-unsur Dasar Percobaan
Istilah dalam Suatu Percobaan
• Kondifikasi Perlakuan
✓ Untuk mempermudah penulisan perlakuan dan tingkat perlakuan maka biasanya dibuat kode (lambling) perlakuan
✓ Kode harus informative dan mudah diingat
✓ Bila perlakuan kuantitatif, maka kodenya berupa angka berurutan sesuai taraf perlakuannya.
Misalnya U50, U100, U150, U200
✓ Bila perlakuan kualitatif, maka kode taraf perlakuan adalah huruf kecil dari awal katanya yang paling informative. Misalnya perlakuan varietas kedelai terdiri dari varietas Merbabu,
• Unit Percobaan
✓ Unit terkecil dalam suatu percobaan yang diberi suatu perlakuan. Unit percobaan dapat berupa petak lahan, individu tanaman, polibag.
✓ Misalnya dalam penelitian pengaruh perlakuan dosis pupuk N terhadap produksi tanaman kedelai, maka unit percobaannya adalah satu petak lahan yang berukuran 3 x 4 m, yang terdiri dari 15 tanaman.
Unsur-unsur Dasar Percobaan
• Satuan Pengamatan
✓ Satuan pengamatan adalah anak gugus dari unit percobaan tempat dimana respon perlakuan diukur.
✓ Misalnya pada contoh di atas, dalam unit percobaan berupa petak lahan 3x4 m terdapat 15 tanaman yang diberi perlakuan pupuk urea yang berbeda, maka satuan pengamatan untuk peubah pengukuran tinggi tanaman adalah setiap tanaman yang diukur tingginya (misalnya sebanyak 5 tanaman yang terpilih secara acak).
✓ Untuk peubah produksi per petak, maka satuan pengamatannya adalah unit percobaan itu sendiri (petak lahan).
Unsur-unsur Dasar Percobaan
Hal-Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Suatu Percobaan:
✓ Respon yang diberikan oleh objek;
✓ Keadaan tertentu yang sengaja diciptakan untuk menimbulkan respon; dan
✓ Keadaan lingkungan serta keragaman alami
Rancangan mengenai ketiga hal ini dalam suatu rancangan percobaan masing-masing disebut:
rancangan perlakuan, rancangan lingkungan dan rancangan respon
.Unsur-unsur Dasar Percobaan
Rancangan Perlakuan:
Rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan dibentuk, macam perlakuan sangan ditentukan oleh tujuan percobaan atau pertanyaan- pertanyaan yang ingin diperoleh jawabannya melalui suatu percobaan.
✓ Rancangan Satu Faktor:
Rancangan ini hanya melihat pengaruh satu peubah bebas (faktor), terhadap peubah respon. ”
Pengaruh dosis pupuk N terhadap pertumbuhan padi gogo
”✓ Rancangan Dua Faktor atau Lebih:
Rancangan ini digunakan bila diduga ada pengaruh dari dua atau lebih faktor secara simultan terhadap peubah respon. ”
Pengaruh dosis pupun N dan jarak tanam
Unsur-unsur Dasar Percobaan
Jenis-jenis rancangan percobaan
Rancangan Lingkungan:
Rancangan yang berkaitan dengan bagaimana perlakuan-perlakuan ditempatkan pada unit-unit percobaan.
1. Rancangan Acak Lengkap (
Completely Randomized Design
)2. Rancangan Acak Kelompok (
Completely Randomized Block Design
) 3. Rancangan Acak Lengkap Faktorial(Faktorial Randomized Design
)4. Rancangan Acak Kelompok Faktorial (
Faktorial Randomized Bock Design
) 5. Rancangan Petak Terbagi (Split Plot Design
)6. Rancangan Petak Petak Terbagi (
Split Split Plot Design
) 7. Rancangan Bujur Sangkar Latin (Latin Square Design
)Bentuk Perancangan Percobaan
• Rancangan Respon
Rancangan yang berkaitan dengan bagaimana respon diambil dari unit-unit percobaan yang diteliti dan digunakan untuk menilai atau mengukur pengaruh perlakuan serta bagaimana cara melakukan penilaian atau pengukuran itu
• Luas daun
• Tinggi tanaman
• Panjang akar
• Berat tanaman
• Berat tumbuhan
