Rancangan Percobaan

Rancangan Percobaan (Experimental Designs) adalah cara untuk merencanakan eksperimen dengan cermat terlebih dahulu sehingga mendapatkan hasil yang objektif dan valid.

Rancangan percobaan melibatkan:

Pengumpulan data secara sistematis
Fokus pada desain itu sendiri, bukan pada hasilnya
Merencanakan variabel independen (input) dan pengaruhnya terhadap variabel dependen atau variabel respon
Memastikan hasil yang valid, mudah ditafsirkan, dan definitif.

Idealnya, perancangan percobaan harus mampu:

Menjelaskan bagaimana penelitian dialokasikan ke kelompok eksperimen. Metode yang umum adalah rancangan acak lengkap, di mana objek penelitian ditempatkan ke dalam tempat penelitian secara acak. Metode kedua adalah rancangan acak blok (kelompok), di mana objek penelitian dibagi menjadi blok homogen (misalnya, umur benih, kondisi cahaya) sebelum secara acak dimasukkan ke lokasi penelitian.
Minimalkan atau hilangkan variabel pengganggu, yang mungkin memerlukan penjelasan alternatif untuk hasil eksperimen.
Memungkinkan untuk membuat kesimpulan tentang hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat.
Mengurangi variabilitas, untuk kemudahan menemukan perbedaan hasil percobaan.

Prinsip yang penting adalah:

Pengacakan: pengalokasian komponen studi dengan metode acak lengkap, seperti pengambilan sampel acak sederhana. Pengacakan menghilangkan bias dari hasil
Replikasi: eksperimen harus direplikasi untuk mengurangi variabilitas dan error. Ini biasanya dicapai dengan penggunaan statistik seperti kesalahan standar rata-rata sampel atau interval kepercayaan.
Blocking: mengendalikan sumber variasi dalam hasil eksperimen.

Eksperimentasi

Suatu eksperimen dengan sengaja memaksakan suatu perlakuan pada sekelompok objek atau subjek untuk kepentingan mengamati responnya. Ini berbeda dengan studi observasional, yang melibatkan pengumpulan dan analisis data tanpa mengubah kondisi yang ada. Karena validitas eksperimen secara langsung dipengaruhi oleh konstruksi dan pelaksanaannya, perhatian pada desain eksperimen sangat penting.

Perlakuan

Dalam percobaan, perlakuan adalah sesuatu yang peneliti berikan pada unit percobaan. Misalnya, ladang jagung dibagi menjadi empat, setiap bagian 'diperlakukan' dengan pupuk yang berbeda untuk melihat mana yang menghasilkan jagung paling banyak; seorang guru mempraktikkan metode pengajaran yang berbeda pada kelompok yang berbeda di kelasnya untuk melihat mana yang memberikan hasil terbaik; seseorang menguji peningkatan pertumbuhan seedling melalui aplikasi pemupukan untuk melihat dosis mana yang paling efektif. Perlakuan diberikan ke unit percobaan (semai di polibag) dengan beberapa 'tingkat', di mana tingkat menyiratkan jumlah atau besarnya. Misalnya, jika unit percobaan diberi 5g, 10g, 15g pupuk cair, jumlah tersebut akan menjadi tiga tingkat pengobatan.

Faktor

Faktor percobaan adalah variabel bebas terkontrol; variabel yang levelnya ditentukan oleh eksperimen.

Faktor adalah jenis umum atau kategori perlakuan. Perlakuan yang berbeda merupakan tingkat faktor yang berbeda. Misalnya, semai dari tiga jenis pohon yang berbeda dikenakan metode persemaian yang berbeda. Jenis pohon adalah unit percobaan, metode persemaian (naungan, pemupukan, pemangkasan) di mana tiga jenis metode pelatihan merupakan tiga tingkat faktor 'jenis pelatihan'.

Rancangan Percobaan

Perlu diperhatikan analisis data yang dihasilkan dari percobaan. Sebaiknya sediakan waktu dan upaya agar eksperimen dilaksanakan dengan benar untuk memastikan bahwa jenis data yang tepat, dan cukup serta tersedia untuk menjawab pertanyaan penelitian sejelas dan seefisien mungkin. Proses ini disebut desain eksperimental.

Pertanyaan spesifik yang ingin dijawab oleh eksperimen harus diidentifikasi dengan jelas sebelum melakukan eksperimen. Kita juga harus berusaha mengidentifikasi sumber variabilitas yang diketahui atau yang diharapkan dalam unit eksperimen karena salah satu tujuan utama dari eksperimen yang dirancang adalah untuk mengurangi pengaruh sumber variabilitas ini pada jawaban atas pertanyaan yang menarik. Artinya, kami merancang eksperimen untuk meningkatkan ketepatan jawaban kami.

Kontrol

Misalkan seorang petani ingin mengevaluasi pupuk baru. Dia menggunakan pupuk baru di satu bidang tanaman (A), sementara menggunakan pupuknya saat ini di bidang tanaman lain (B). Sistem irigasi di lapangan A baru-baru ini diperbaiki dan menyediakan air yang cukup untuk semua tanaman, sedangkan sistem di lapangan B tidak akan diperbaiki sampai musim depan. Dia menyimpulkan bahwa pupuk baru jauh lebih unggul.

Masalah dengan percobaan ini adalah bahwa petani telah mengabaikan untuk mengontrol efek dari perbedaan irigasi. Ini mengarah pada bias eksperimental, yang lebih menyukai hasil tertentu daripada yang lain. Untuk menghindari bias ini, petani harus menguji pupuk baru dalam kondisi yang sama dengan kelompok kontrol, yang tidak menerima perlakuan. Tanpa mengontrol variabel luar, petani tidak dapat menyimpulkan bahwa pengaruh pupuk, dan bukan sistem irigasi, yang menghasilkan hasil panen yang lebih baik.

Bias lain yang paling terlihat dalam eksperimen medis adalah efek plasebo. Karena banyak pasien yakin bahwa pengobatan akan mempengaruhi mereka secara positif, mereka bereaksi terhadap pengobatan kontrol yang sebenarnya tidak memiliki pengaruh fisik sama sekali, seperti pil gula. Untuk alasan ini, penting untuk memasukkan kelompok kontrol, atau plasebo, dalam eksperimen medis untuk mengevaluasi perbedaan antara efek plasebo dan efek pengobatan yang sebenarnya. Keberadaan kelompok plasebo yang sederhana terkadang tidak cukup untuk menghindari bias dalam eksperimen. Jika anggota kelompok plasebo memiliki pengetahuan (atau kecurigaan) bahwa mereka tidak diberikan pengobatan yang sebenarnya, maka efek pengobatan tidak dapat dinilai secara akurat. Untuk alasan ini, eksperimen double-blind umumnya lebih disukai. Dalam hal ini, baik eksperimen maupun subjek tidak menyadari status kelompok subjek. Ini menghilangkan kemungkinan bahwa para peneliti akan memperlakukan kelompok plasebo secara berbeda dari kelompok perlakuan, yang selanjutnya mengurangi bias eksperimental.

Pengacakan

Karena umumnya sangat sulit bagi peneliti untuk menghilangkan bias hanya dengan menggunakan penilaian ahli mereka, penggunaan pengacakan dalam eksperimen adalah praktik umum. Dalam rancangan percobaan acak, objek atau individu secara acak (secara kebetulan) dimasukkan ke dalam kelompok percobaan. Menggunakan pengacakan adalah metode yang paling dapat diandalkan untuk menciptakan kelompok perlakuan yang homogen, tanpa melibatkan potensi bias atau penilaian. Ada beberapa variasi rancangan percobaan acak, dua di antaranya dibahas secara singkat di bawah ini.

Rancangan Acak Lengkap

Dalam rancangan acak lengkap, objek atau subjek ditempatkan ke dalam kelompok secara acak lengkap. Salah satu metode standar untuk menetapkan subjek ke kelompok perlakuan adalah dengan memberi label pada setiap subjek, kemudian menggunakan tabel nomor acak untuk memilih dari subjek berlabel. Ini juga dapat dilakukan dengan menggunakan komputer. Di MINITAB, perintah "SAMPEL" akan memilih sampel acak dengan ukuran tertentu dari daftar objek atau angka.

Rancangan Acak Kelompok

Jika seorang pelaku eksperimen menyadari perbedaan spesifik di antara kelompok subjek atau objek dalam kelompok eksperimen, ia mungkin lebih memilih rancangan acak kelompok daripada rancangan acak lengkap. Dalam desain blok, subjek eksperimen pertama-tama dibagi menjadi blok-blok homogen sebelum mereka secara acak ditugaskan ke kelompok perlakuan. Jika, misalnya, seorang peneliti memiliki alasan untuk percaya bahwa usia mungkin menjadi faktor signifikan dalam efek obat yang diberikan, ia mungkin memilih untuk membagi subjek eksperimen ke dalam kelompok usia, seperti di bawah 30 tahun, 30-60 tahun. tua, dan lebih dari 60 tahun. Kemudian, dalam setiap tingkat usia, individu akan ditugaskan ke kelompok perlakuan menggunakan rancangan acak lengkap. Dalam desain blok, kontrol dan pengacakan dipertimbangkan.

Contoh. Seorang peneliti sedang melakukan penelitian tentang efektivitas empat krim kulit yang berbeda untuk pengobatan penyakit kulit tertentu. Dia memiliki delapan puluh mata pelajaran dan berencana untuk membagi mereka menjadi 4 kelompok perlakuan masing-masing dua puluh mata pelajaran. Dengan menggunakan rancangan blok acak, subjek dinilai dan dimasukkan ke dalam blok empat sesuai dengan seberapa parah kondisi kulit mereka; empat kasus terberat adalah blok pertama, empat kasus terberat berikutnya adalah blok kedua, dan seterusnya hingga blok kedua puluh. Empat anggota dari setiap blok kemudian secara acak ditugaskan, satu untuk masing-masing dari empat kelompok perlakuan.

Pengulangan

Meskipun pengacakan membantu memastikan bahwa kelompok perlakuan semirip mungkin, hasil percobaan tunggal, yang diterapkan pada sejumlah kecil objek atau subjek, tidak boleh diterima tanpa pertanyaan. Secara acak memilih dua individu dari kelompok empat dan menerapkan pengobatan dengan "sukses besar" umumnya tidak akan mengesankan publik atau meyakinkan siapa pun tentang efektivitas pengobatan. Untuk meningkatkan signifikansi hasil eksperimen, diperlukan replikasi, pengulangan eksperimen pada sekelompok besar subjek. Jika pengobatan benar-benar efektif, efek rata-rata jangka panjang dari replikasi akan mencerminkan nilai eksperimentalnya. Jika tidak efektif, maka beberapa anggota populasi eksperimen yang mungkin bereaksi terhadap pengobatan akan dinegasikan oleh sejumlah besar subjek yang tidak terpengaruh olehnya. Replikasi mengurangi variabilitas dalam hasil eksperimen, meningkatkan signifikansinya dan tingkat kepercayaan yang dapat digunakan peneliti untuk menarik kesimpulan tentang faktor eksperimen.

Projects

Page updated

Report abuse