Pengertian dan Penerapan Metode Eksperimental dalam Penelitian Skripsi Tesis

Apa Itu Eksperimental

desain eksperimen adalah cara cerdas untuk menentukan pilihan kombinasi masukan guna meminimalkan jumlah pengujian model komputer untuk tujuan analisis data, masalah inversi, dan penilaian ketidakpastian masukan.

Desain Eksperimen adalah : proses melakukan penelitian dengan cara yang objektif dan terkendali sehingga presisi dapat dimaksimalkan dan kesimpulan spesifik dapat ditarik terkait pernyataan hipotesis. Secara umum, tujuannya adalah untuk menetapkan pengaruh yang dimiliki faktor atau variabel independen terhadap variabel dependen.

Menurut G. Hanrahan, J. Zhu, S. Gibani, D.G. Patil dalam CHEMOMETRICS AND STATISTICS | Experimental Design, yang dimuat di Encyclopedia of Analytical Science Reference Work, Second Edition, Tahun 2005, disebutkan bahwa :

Metode desain eksperimen memungkinkan peneliti untuk lebih memahami dan mengevaluasi faktor-faktor yang memengaruhi sistem tertentu melalui pendekatan statistik. Pendekatan tersebut menggabungkan pengetahuan teoritis tentang desain eksperimen dan pengetahuan praktis tentang faktor-faktor tertentu yang akan dipelajari. Meskipun pilihan desain eksperimen pada akhirnya bergantung pada tujuan eksperimen dan jumlah faktor yang akan diselidiki, perencanaan eksperimen awal (seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah) sangat penting.

Hubungan antara berbagai faktor dan respons dalam suatu sistem tertentu dapat ditunjukkan secara matematis sebagai berikut:

di mana y adalah respons yang diinginkan dalam sistem dan x adalah faktor-faktor yang memengaruhi respons ketika nilainya berubah.

Secara umum, jenis-jenis faktor berikut dapat dibedakan:

1. kontinu, misalnya, suhu; dan
2. diskrit, misalnya, peneliti.

Faktor-faktor dianggap independen jika tidak ada hubungan di antara mereka dan dependen jika ada hubungan. Nilai atau pengaturan yang dikaitkan untuk setiap faktor disebut level. Setiap percobaan yang dijalankan dalam studi desain percobaan mengharuskan satu atau lebih perlakuan (stimulus yang diterapkan pada satu atau lebih faktor) diterapkan pada sistem dan respons diukur.

 

Dalam wikipedia disebutkan bahwa percobaan atau disebut juga eksperimen berasal dari bahasa latin yakni ex-periri yang berarti menguji coba, merupakan suatu set tindakan dan pengamatan, yang dilakukan untuk mengecek atau menyalahkan hipotesis atau mengenali hubungan sebab akibat antara gejala.

Menurut Cochran (1957) mengartikan eksperimen sebagai sebuah atau sekumpulan percobaan yang dilakukan melalui perubahan-perubahan terencana terhadap variabel input suatu proses atau sistem sehingga dapat ditelusuri penyebab dan faktor-faktor sehingga membawa perubahan pada output sebagai respon dari eksperimen yang telah dilakukan.

Menurut Zulnaidi (2007: 17) mengungkapkan bahwa metode eksperimen adalah prosedur penelitian yang dilakukan untuk mengungkapkan hubungan sebab akibat dua variabel atau lebih, dengan mengendalikan pengaruh variabel yang lain. Metode ini dilaksanakan dengan memberikan variabel bebas secara sengaja (bersifat induse) kepada objek penelitian untuk diketahui akibatnya di dalam variabel terikat.

Dalam penelitian dengan metode eksperimen, terdapat tiga prinsip dasar yang terdapat dalam desain eksperimen, antara lain sebagai berikut: 1) replikasi, merupakan pengulangan dari eksperimen dasar; 2) randomization, prinsip ini digunakan pada uji signifikan valid. Uji signifikan akan valid bila pengamatan didistribusikan secara bebas yang dilakukan dengan pengambilan sampel secara random atau acak; 3) blocking, merpakan prinsip yang digunakan untuk mengisolasi treatment dari pengaruh faktor lain supaya hasil eksperimen menjadi lebih akurat.

Adapun tujuan dari metode eksperimen menurut Dedi Sutedi (2009: 54) adalah untuk menguji efektifitas  dan efisiensi dari suatu pendekatan, metode,teknik, atau media pengajaran dan pembelajaran, sehingga hasilnya bisa diterapkan jika memang baik atau tidak digunakan jika memang tidak baik dalam pengajaran sebenarnya. Sedangkan menurut Nazir (1988: 75) mengemukakan tujaun dari penelitian eksperimental adalah untuk menyelidiki ada-tidaknya hubungan sebab akibat serta berapa besar hubungan sebab akibat tersebut dengan cara memberikan perlakuan-perlakuan tertentu pada beberapa kelompok eksperimental dan menyediakan kontrol perbandingan.

 

BEBERAPA KRITERIA UMUM

Nazir (1988: 76) mengungkapkan bahwa kriteria umum dari metode eksperimental tidak jauh berbeda dengan penelitian-penelitian dengan menggunakan metode lain. Beberapa kriteria yang penting dari metode eksperimental adalah sebagai berikut:

1. Masalah yang dipilih harus masalah yang penting dan dapat dipecahkan
2. Faktor-faktor serta variabel dalam percobaan harus didefinisikan seterang-terangnya
3. Percobaan harus dilaksanakan dengan desain percobaan yang cocok, sehingga maksimisasi variabel perlakuan dan meminimisasikan variabel pengganggu dan variabel random
4. Ketelitian dalam observasi serta ketepatan ukuran sangat diperlukan
5. Metode, material serta referensi yang digunakan dalam penelitian harus dilukiskan seterang-terangnya karena kemungkinan pengulangan percobaan ataupun penggunaan metode dan material untuk percobaan lain dalam bidang yang serupa
6. Interpretasi serta uji statistik harus dinyatakan dalam beda signifikan dari parameter-parameter yang dicari atau yang diestimasi.

MERENCANAKAN PERCOBAAN

Secara singkat Nazir (1988: 76) mengemukakan bahwa terdapat dua hal penting dalam merencanakan eksperimen, yakni:

1. Langkah-langkah dalam percobaan. Dalam langkah-langkah ini terdapat tiga hal penting yang perlu dijelaskan, yakni: 1) rumusan masalah serta pernyataan tentang tujuan percobaan atau penelitian; 2) gambaran dari percobaan yang akan dilakukan, termasuk tentang besarnya percobaan, jumlah dan jenis perlakuan, material yang dipakai, dan sebagainya; 3) outline dari penganalisaan yang akan dikerjakan.
2. Desain penelitian percobaan. Desain percobaan merupakan langkah yang utuh dan berurutan yang dibuat terlebih dahulu sehingga keterangan yang ingin diperoleh dari percobaan akan mempunyai hubungan yang nyata dengan masalah penelitian.

 

MELAKSANAKAN PERCOBAAN

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melaksanakan percobaan antara lain adalah pengenalan terhadap material yang digunakan dalam percobaan, dapat juga menggunakan checklist bilamana diperlukan. Mencatat berbagai hal yang berhubungan dengan penelitian, dapat menggunakan buku catatan sebagai record book. Dalam buku catatan tersebut dapat berisikan berbagai data kuantitatif ataupun kualitatif tentang performance dari penelitian tersebut. Setelah melakukan penelitian percobaan, maka dilanjutkan dengan melakukan analisa, interpretasi serta generalisasi dari penemuan-penemuan.

 

Desain Eksperimen yang Ideal 

Menurut International Encyclopedia of Human Geography, 2009, Desain Eksperimen sebagai bagian dari investigasi ilmiah merupakan pendekatan penelitian yang populer dan banyak digunakan. Inti dari desain eksperimen dan mungkin alasan terpenting peneliti memilih untuk merancang dan melakukan eksperimen adalah ketepatan dalam menganalisis hubungan antara variabel dan membuat analisis tersebut seobjektif mungkin. Jika dilihat dari perspektif lain, desain eksperimen meminimalkan ambiguitas dan berupaya menghilangkan kebingungan.

Desain eksperimen yang sebenarnya bergantung pada pengujian hubungan antara variabel; secara umum, satu variabel, yaitu variabel bebas, dikendalikan untuk mengukur pengaruhnya terhadap variabel lain yang bergantung. Perhatian utama dari setiap peneliti yang menggunakan desain eksperimen adalah pengendalian; dalam eksperimen, peneliti memilih intervensi yang terkait dengan variabel bebas dan mengendalikan bagaimana intervensi tersebut diterapkan atau diperkenalkan ke dalam lingkungan penelitian. Jika desain eksperimen diterapkan dengan benar, maka hubungan kausal dapat dibangun antara variabel bebas dan variabel terikat.

Nazir (1988: 83-84) mengemukakan bahwa terdapat beberapa syarat pokok dalam mengadakan penelitian eksperimen yang baik antara lain adalah:

1. Percobaan harus bebas dari bias

Percobaan harus sedemikian rupa direncanakan sehingga tidak bias. Ketidakbiasakan satu percobaan dapat dijamin dengan adanya desain yang baik. secara garis besar, adanya randomisasi mengurangi sifat bias dar percobaan.

2. harus punya ukuran terhadap error

Dengan adanya desain yang baik, maka error dapat diukur. Dalam istilah desain percobaan error tidak sama artinya dengan kesalahan. Yang dimaksud dengan error adalah semua variasi ekstra, yang juga mempengaruhi hasil di samping pengaruh perlakuan-perlakuan. Dengan adanya ukuran error, maka percobaan menjadi objektif sifatnya. Ukuran error ini bergantung pada desain percobaan yang dipilih.

3. Percobaan harus punya ketetapan

Percobaan harus dilakukan dengan desain yang dapat menambah ketepatan. Ketepatan dapat terjamin jika error teknis dapat dihilangkan dan adanya replikasi pada percobaan. Ketepatan atau presisi dapat ditingkatkan jika error teknis, seperti kurang akuratnya alat penimbang, kurang baiknya dalam menggunakan meteran, dan sebagainya, maka jumlah replikasi dapat menambah ketetapan percobaan.

4. Tujuan harus didefinisikan sejelas-jelasnya

Tujuan percobaan harus dibuat sejelas-jelasnya, ditambah dengan alasan-alasan yang kuat mengapa memilih perlakukan demikian. Pada kondisi mana hasilnya akan diaplikasikan serta pada daerah ilmu mana sasaran penelitian tersebut ingin diterapkan. Tujuan percobaan didefinisikan dan dapat dituangkan dalam hipotesa-hipotesa nol yang akan dikembangkan.

5. Percobaan harus punya jangkauan yang cukup

Tiap percobaan harus mempunyai jangkauan atau scope yang cukup sesuai dengan tujuan penelitian. Scope dari percobaan sangat penting artinya untuk keperluan mengadakan perulangan percobaan satu faktor sudah kita atur konstan. Tetapi pada dewasa ini dengan adanya teknik percobaan faktorial, pengulangan percobaan telah dapat dilakukan secara simultan.

 

Menganalisis dan Melaporkan Hasil Secara Tidak Bias

Menurut S.L. Simpson, O. Campana and K.T. Ho, dalam buku Marine Ecotoxicology Current Knowledge and Future Issues, Tahun 2016, menyebutkan bahwa  desain eksperimen yang baik seharusnya telah menghilangkan sebagian besar potensi bias, dengan faktor-faktor seperti alokasi acak organisme di antara perlakuan dan penggunaan nama perlakuan dan sampel yang memfasilitasi penilaian titik akhir dan analisis terkait yang “buta” dan tidak bias. Perlu dipastikan bahwa tidak ada harapan, atau tekanan bagi pengujian untuk mencapai hubungan dosis-respons yang ideal, atau bahwa penilaian memiliki hasil tertentu. Saat menganalisis, melaporkan, dan membahas hasil, pertimbangan tambahan meliputi:

• diskusi sistematis tentang ketidakpastian yang berkaitan dengan variabilitas dan pengulangan.
• membahas kondisi paparan yang dicapai dan seberapa representatif kondisi tersebut terhadap kondisi yang diharapkan untuk sedimen di lingkungan lapangan yang diusulkan.
• apakah dosis-respons yang diamati di laboratorium kemungkinan besar terjadi di lapangan. Misalnya, apakah laju pertukaran air atau dinamika yang lebih besar yang diharapkan di lapangan dapat menghasilkan hasil yang berbeda?
• apakah dosis-respons nonmonotonik (misalnya yang tidak menciptakan kurva sigmoidal ideal) mungkin merupakan hasil dari faktor-faktor pengganggu, termasuk desain atau teknik eksperimen yang buruk.
• mendiskusikan apakah hubungan konsentrasi paparan–respons masuk akal berdasarkan semua bukti yang ada (paparan, kondisi, pengamatan, pengukuran, respons).
• mempertimbangkan apakah dampak yang dikaitkan dengan sedimen disebabkan oleh jalur paparan partikulat atau terlarut dan apakah paparan yang dijelaskan dapat terjadi secara realistis di lapangan.

Perlu diperhatikan untuk tidak membuat ekstrapolasi berlebihan di luar pengujian atau paparan lingkungan.

 

Pendekatan dalam Desain Eksperimental

Desain Faktorial Penuh (Two Levels per Factor)

Desain dua tingkat yang paling umum adalah desain faktorial penuh dan digambarkan sebagai desain 2 ^k di mana basis 2 menunjukkan jumlah tingkat faktor dan k jumlah faktor yang masing-masing bernilai tinggi dan rendah. Dalam desain faktorial penuh, tingkat faktor dipilih sedemikian rupa sehingga mencakup seluruh ruang faktor. Sering kali, hanya tingkat bawah dan atas yang dipilih.

Dengan dua faktor, ini mendefinisikan persegi dalam ruang faktor, dan dengan tiga faktor, ini mendefinisikan kubus. Tingkat yang lebih rendah biasanya ditandai dengan tanda ‘berkelompok’; tingkat yang lebih tinggi dengan tanda ‘berkelompok’.

Metode ini dapat diilustrasikan secara grafis dalam contoh yang disederhanakan: pengaruh suhu reaksi dan pH dalam menentukan respons spektrofotometri (absorbansi) larutan analit standar.

Jika kita memasukkan variabel lain (misalnya, konsentrasi reagen) dalam percobaan, maka kita dapat merepresentasikan faktor-faktor tersebut sebagai sisi pada satu atau lebih kubus dengan respons pada titik-titiknya. Distribusi titik-titik percobaan dalam jenis domain percobaan ini (desain 2 ³ ) ditunjukkan secara skematis dalam Gambar berikut.

 

Desain Faktorial Fraksional

Desain faktorial fraksional bisa dibilang merupakan desain yang paling banyak digunakan dalam investigasi eksperimental, dan terutama digunakan untuk bagian penyaringan eksperimen. Desain semacam itu merupakan alternatif yang baik untuk desain faktorial penuh, terutama pada tahap awal proyek, dan dianggap sebagai bagian yang ditentukan dengan cermat dan representatif dari desain faktorial penuh. Dalam desain faktorial fraksional, jumlah eksperimen dikurangi dengan angka p menurut desain 2 ^k?p .

Dalam desain fraksional yang paling umum digunakan, desain setengah fraksional ( p =1), tepat setengah dari eksperimen desain penuh dilakukan.

Desain faktorial fraksional didasarkan pada metode aljabar untuk menghitung kontribusi faktor terhadap total varians dengan jumlah eksperimen yang kurang dari jumlah faktorial penuh. Desain semacam itu berguna ketika jumlah faktor potensial relatif besar karena mengurangi jumlah total percobaan yang diperlukan untuk keseluruhan percobaan. Namun, dengan mengurangi jumlah percobaan, desain faktorial fraksional tidak akan dapat mengevaluasi dampak beberapa faktor secara independen.

 

Kotak Latin

Kotak Latin adalah desain blok dengan susunan huruf Latin v menjadi larik v × v (tabel dengan v baris dan v kolom). Desain kotak Latin sering digunakan dalam eksperimen di mana subjek diberi perlakuan selama periode waktu tertentu, di mana waktu dianggap memiliki pengaruh besar pada respons eksperimen.

Misalkan perlakuan diberi label A, B, dan C. Dalam situasi khusus ini, desainnya adalah

Jenis rancangan ini memungkinkan pemisahan faktor tambahan dari sejumlah blok dan perlakuan yang sama. Jika terdapat lebih dari tiga blok dan perlakuan, maka sejumlah rancangan kotak Latin dapat digunakan. Dapat dicatat bahwa rancangan kotak Latin setara dengan rancangan faktorial fraksional tertentu (misalnya, rancangan kotak Latin 4×4 setara dengan rancangan faktorial fraksional 4 ^{3?1 ).}

 

Kotak-kotak Yunani-Latin

Desain persegi Greco-Latin melibatkan dua persegi Latin yang ditumpangkan satu sama lain. Desain ini berisi dua faktor perlakuan, bukan satu, dan berisi empat faktor secara keseluruhan, bukan tiga. Contoh desainnya adalah sebagai berikut:

Desain Persegi Greco-Latin

 

Desain Permukaan Respons (More than Two Levels for One or More Factors)

Metodologi permukaan respons dirancang untuk memungkinkan peneliti memperkirakan interaksi, sehingga memberi mereka gambaran tentang bentuk permukaan respons yang sedang mereka selidiki. Pendekatan ini sering digunakan ketika model linier dan interaksi sederhana tidak memadai, misalnya, eksperimen jauh dari wilayah kondisi optimum. Di sini, peneliti dapat memperkirakan kelengkungan akan lebih lazim dan akan memerlukan model matematika, yang dapat mewakili kelengkungan.

Model yang paling sederhana memiliki bentuk kuadrat:

yang berisi suku-suku linear untuk semua faktor, suku-suku kuadrat untuk semua faktor, dan produk dari semua pasangan faktor. Dua desain yang paling umum digunakan dalam pemodelan permukaan respons adalah desain komposit sentral dan desain Box–Behnken. Dalam desain ini, masukan mengambil tiga atau lima level yang berbeda, tetapi tidak semua kombinasi nilai-nilai ini muncul dalam desain.

Desain komposit pusat berisi desain faktorial atau faktorial fraksional yang tertanam dengan titik pusat yang ditambah dengan sekelompok titik aksial (bintang) yang memungkinkan estimasi kelengkungan.

 

Kotak–Desain Behnken

 

Desain Campuran

Dalam percobaan rancangan campuran, faktor-faktor independen adalah proporsi komponen-komponen berbeda dari campuran dan sering diukur berdasarkan porsi-porsinya, yang berjumlah 100% atau dinormalisasi menjadi 1.

 

JENIS METODE EKSPERIMEN

Zulnaidi (2007: 17) mengemukakan bahwa dalam penggunaan metode eksperimen dapat dibedakan menjadi dua jenis bila ditinjau dari segi tujuannya, yaitu:

1. Eksperimen eksploratif

Eksperimen ini bermaksud untuk mempertajam masalah dan perumusan hipotesa tentang hubungan sebab akibat antara dua variabel atau lebih. Untuk itu eksperimen eksploratif biasanya mempergunakan binatang atau benda percobaan. Penggunaan manusia percobaan dalam eksperimen ini sangat terbatas karena mengandung resiko yang cukup besar.

2. Eksperimen pengembangan

Eksperimen ini dilakukan untuk menguji/ mengetes atau membuktikan hipotesa dalam rangka menyusun generalisasi yang berlaku umum.

Lebih lanjut lagi Zulnaidi (2007: 17-18) menjelaskan bahwa bila didasarkan cara pelaksanaannya metode eksperimen dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, yakni:

1. Eksperimen murni

Di dalam eksperimen ini perlakuannya sengaja dibuat akan dikenakan pada objek penelitian dengan kata lain kondisi objek penelitian sengaja dirubah dengan memberikan perlakuan tertentu dan mengontrol variabel lain secara cermat selama jangka waktu tertentu.

Nazir (1988: 86) memberikan contoh metode eksperimen murni atau sungguhan, yakni:

Penelitian tentang pengaruh dua metode mengajar bahasa Inggris pada kelas II SLA sebagai fungsi dari taraf intelegensia (tinggi, sedang, rendah) dan besarnya kelas (besar, kecil), dimana guru ditempatkan secara random berdasarkan intelegensi, besarnya kelas dan metode mengajar.

Contoh lain:

Percobaan faktorial tentang pengaruh pemupukan dan jarak tanam dengan adanya kontrol pada percobaan faktorial. Replikasi juga sangat ketat di awasi

2. Eksperimen berpura-pura

Di dalam eksperimen ini kondisi objek penelitian sulit untuk dirubah dalam bentuk memberikan perlakukan tertentu. Oleh karena itu, di dalam kondisi yang sudah berlangsung itu diusahakan memisah-misahkan variabel yang ada, sehingga seolah-olah terdapat perlakuan dan variabel kontrol serta variabel-variabel lain seperti terdapat di dalam eksperimen yang sebenarnya. Dengan demikian eksperimen bukanlah percobaan yang sesungguhnya, melainkan yang bersifat pura-pura (quaisy)

Nazir (1988: 86) memberikan contoh metode eksperimen berpura-pura atau semu, yakni:

Penelitian untuk mengetahui pengaruh dua macam cara menghafal kata-kata asing pada 4 buah kelas SLA tingkat I tanpa menentukan penemapatan murid-murid pada perlakuan secara random atau mengawasi waktu latihan secara cermat.

Contoh lain:

Penelitian untuk menilai efektivitas 3 cara mengajar konsep-konsep dasar suatu ilmu di SD apabila guru-guru tertentu dapat secara suka rela tanpa random memilih cara mengajar tertentu karena guru-guru tersebut tertarik akan bahan ajaran tersebut.

 

 

PENELITIAN PERCOBAAN VS PENELITIAN EX POST FACTO

Terdapat perbedaan pokok yang terdapat antara penelitian eksperimen dan penelitian deskriptif (ex post facto), yakni:

PEMBEDA	PENELITIAN EKSPERIMEN	PENELITIAN DESKRIPTIF
Kontrol	Terdapat kontrol terhadap variabel	Tidak adanya kontrol terhadap variabel
Peneliti	Peneliti dapat mengadakan manipulasi terhadap variabel	Tidak dapat mengadakan manipulasi terhadap variabel, karena variabel yang diteliti berada dalam keadaan apa adanya
Objek	Objek diatur terlebih dahulu, untuk dilakukan berbagai perlakuan	Tidak dapat melakukan pengaturan objek, karena data dikumpulkan setelah kejadian berlalu (ex post facto)

Incoming search terms:

• metode eksperimental
• eksperimental
• eksperimental adalah
• pengertian metode eksperimental
• metode eksperimental adalah
• metode experimental