Bahan_3 Dasar-dasar Rancangan Eksperimental

8/16/2019 Bahan_3 Dasar-dasar Rancangan Eksperimental

http://slidepdf.com/reader/full/bahan3-dasar-dasar-rancangan-eksperimental 1/13

(bahan kuliah_03)

POLA DASAR DAN JENIS RANCANGAN EKSPERIMENTAL

Rancangan penelitian eksperimental (disebut juga rancangan percobaan, rancangansebab-akibat) ialah penelitian yang dikembangkan untuk mempelajari fenomena dalamkerangka korelasi sebab-akibat. Korelasi sebab-akibat ini dipelajari dengan memberikanperlakuan atau manipulasi pada subjek penelitian, untuk kemudian dipelajari efekperlakuan tersebut.

Dibandingkan dengan rancangan penelitian observasional, rancangan eksperimentalmempunyai ‘kapasitas’ uji korelasi yang paling tinggi. Pada penelitian-penelitianobservasional, pengujian hanya sampai pada tingkat ada tidaknya korelasi antarafenomena kausa (faktor risiko) dengan fenomena efek (penyakit), sementara kedalamankorelasi sebab-akibat tidak dapat diuji secara empirik. Kesimpulan adanya mekanismesebab-akibat pada penelitian-penelitian observasional hanya sampai pada tingkat dugaanatau dugaan keras, berdasar atas landasan teoretik atau penelaahan logik yang dilakukanpeneliti.

Dasar Perancangan EksperimentalBagaimana korelasi sebab-akibat dapat diungkap dengan rancangan penelitianeksperimental? Seperti dikemukakan di atas, inti rancangan penelitian eksperimentalialah adanya manipulasi atau perlakuan peneliti terhadap subjek penelitian, kemudianefek manipulasi diobservasi. Sementara itu, peneliti melakukan pengendalian terhadap

variabel luar. Dengan uraian di atas diketahui bahwa pada rancangan penelitianeksperimental ada tiga ciri esensial yang harus ada, yaitu:

(1) manipulasi suatu variabel,(2) memonitor perubahan (efek) pada variabel lain,(3) pengendalian pengaruh variabel yang tidak dikehendaki.

Tiga hal tersebut dapat digambarkan seperti pada skema sebagai berikut.



2

(Skema tiga unsur utama rancangan eksperimental)

Model Manipulasi Subjek. Di atas telah dikemukakan, bahwa manipulasi pada subjekdilakukan terhadap variabel eksperimental, yang tidak lain adalah variabel bebas atauvariabel pengaruh. Akan tetapi, dalam praktek tidak terhadap semua variabel bebas

dapat dilakukan manipulasi (dijadikan sebagai variabel eksperimental). Dalam kaitan inidikenal dua macam variabel bebas, yaitu variabel tetap dan variabel aktif.

(a) Variabel tetap (disebut juga variabel endogen, variabel internal, atribut): ialah variabelyang berasal atau merupakan ciri subjek penelitian. Variabel ini tidak dapat dimanipulasi,sehingga tidak dapat dijadikan sebagai variabel eksperimental.Contoh:

- jenis kelamin,- usia,- faktor genetis,- status ekonomi,- status pendidikan,- ras, dan sebagainya.

(b) Variabel aktif (variabel lingkungan, variabel eksternal): ialah variabel yang berasaldari luar subjek atau lingkungan penelitian. Variabel ini yang dapat dimanipulasi,sehingga dapat dijadikan sebagai variabel eksperimental. Contoh:

- macam, dosis, cara pemberian obat,

MANIPULASIvariabel

eksperimental

MEMONITORefek pada

variabel tercoba

PENGENDALIAN

variabel

luar



3

- cara pengobatan, cara (teknik) operasi,- latihan fisik,- kondisi lingkungan, dan sebagainya.

Dalam rancangan eksperimental, variabel tetap (atribut) dapat dipelajari pengaruhnya

dengan menjadikan variabel tersebut sebagai variabel "para eksperimental", yaitu variabelbebas yang diukur dan dianalisis korelasi pengaruhnya terhadap variabel tercoba. Sepertitalah dikemukakan, berbeda dengan variabel eksperimental, pengaruh variabel ini tidakdapat dibuktikan secara empirik (ditetapkan) sampai tingkat mekanisme sebab akibat.

Macam perlakuanMengenai macam perlakuan atau manipulasi terhadap subjek, dikenal tiga macam model,yaitu:

(1) Perlakuan eksperimental lawan tanpa perlakuan Skema:

KP : X OpKK : (-) Ok

(2) Perlakuan eksperimental lebih banyak lawan perlakuan eksperimentallebih sedikit. Skema:

KP : XXX OpKK : X Ok

(3) Perlakuan eksperimental lawan perlakuan lain.

Skema:KP : X OpKK : Z Ok

Keterangan:KP = kelompok perlakuan; KK = kelompok kontrol;X = perlakuan; Z = perlakuan lain;Op = observasi variabel pada KP; Ok = observasi variabel pada KK;Selisih (Op-Ok) mencerminkan besar efek perlakuan.Kesimpulan yang dapat diambil dari ketiga macam model tersebut dengan sendirinyaberbeda. Misalkan dalam suatu uji klinik (clinical trial), dilakukan uji coba suatu obatterhadap kesembuhan penyakit tertentu, maka:



4

Model perlakuan pertama: KP diberi obat, KK tidak diberi obat atau diberi plasebo. Darimodel perlakuan ini peneliti dapat menguji secara kualitatif ada tidaknya pengaruh(efikasi, khasiat) obat tersebut terhadap kesembuhan penyakit.

Pada model yang kedua, semua kelompok diberi obat, tapi yang berbeda adalah dosis

obatnya, KP diberi dosis tinggi dan KK diberi dosis rendah. Untuk model perlakuan inibiasanya subjek dibagi menjai lebih dari dua kelompok. Kesimpulan yang dapatdiperoleh dari model ini ialah ada tidaknya pengaruh besar dosis terhadap kesembuhan,dan dapat diketahui pula dosis terkecil yang dipandang efektif.

Model ketiga adalah untuk membandingkan tingkat "kemanjuran" obat tersebut denganobat lain (obat lama yang sudah baku, atau obat yang biasa dipakai). Subjek-subjek dalamKP diberi obat yang diujicobakan, sementara subjek-subjek KK diberi obat lama. Modelketiga ini akan mengungkap efikasi relatif obat atau perlakuan baru terhadap yang baku.Dalam praktek, biasanya suatu penelitian merupakan kombinasi antara dua atau ketiga

macam perlakuan di atas, tergantung pada tujuan atau permasalahan penelitian yangdihadapi.

Pengendalian terhadap variabel luar

Pengendalian terhadap variabel luar yang dimaksud ialah pengendalian denganrancangan bukan dengan statistik. Pengendalian dengan rancangan penelitian ialahpengendalian yang diupayakan dengan menyamakan kondisi variabel tersebut padasubjek-subjek perlakuan dengan subjek-subjek kontrol. Sebagaimana telah dikemukakan

di depan, cara pe-ngendalian dengan rancangan ini ada empat macam, yaitu:(1) dengan menyamakan subjek,(2) dengan randomisasi (random assignment, random alocation),(3) dengan cara matching , dan(4) dengan rancangan sama-subjek.

Untuk rancangan eksperimental, ketiga cara terakhir yang sering digunakan.

Kalau keadaan-keadaan yang diuraikan di atas mengganggu validitas dalam maupunvaliditas luar penelitian secara langsung, maka variabel-variabel berikut merupakanpengganggu validitas penelitian baik secara langsung (mempengaruhi variabel tercoba),maupun secara tidak langsung, yaitu dengan menimbulkan terciptanya salah satukeadaan sumber invaliditas, terutama invaliditas dalam.

Variabel pengacau ini ada empat macam menurut sumbernya, yaitu: (a) variabel subjek,(b) variabel lingkungan, (c) variabel pengukuran, dan (d) variabel peneliti. Berikut ini,secara lebih terinci dikemukakan sumber-sumber invaliditas penelitian yang berkaitandengan variabel luar dan cara pengendaliannya.



5

Variabel subjek. Variabel subjek ini, menurut pengertian yang telah dikemukakan didepan, tidak lain adalah variabel pasif atau variabel endogen. Terhadap variabel inipengendalian dapat dilakukan dengan:

• randomisasi dalam pengelompokan subjek,

• pengelompokan subjek secara matching,

•

menggunakan rancangan sama subjek,• memasukkan variabel tersebut sebagai variabel "para-eksperimental", untuk

kemudian dikendalikan pengaruhnya dengan statistik.

Variabel lingkungan. Variabel lingkungan, menurut pengertian yang telah dikemukakandi depan, tidak lain adalah variabel aktif. Variabel lingkungan ialah keadaan lingkungan(baik fisik, biologik, maupun psiko- sosial) yang mempe-ngaruhi variabel tercoba selamapenelitian berlangsung. Sebagai contoh misalnya: cuaca, sinar, kebisingan, kesibukan,suasana sosial, dan sebagainya. Pengendalian terhadap variabel lingkungan dilakukandengan:

•

membuat lingkungan tetap ajeg (konstan) selama penelitian berlangsung,• melakukan randomisasi subjek,

• memperlakukan variabel tersebut sebagai variabel "para-eksperimental".

Sumber pengukuran. Yang termasuk dalam sumber peng-ukuran ialah cacat yang terjadipada hasil observasi (peng-ukuran), baik karena metode maupun karena alat ukurnya.Cacat dapat menyangkut objektivitas, validitas maupun reliabilitas pengukuran.Pengendalian dilakukan dengan:

• meningkatkan validitas dan reliabilitas pengukuran,

• melakukan counter balance, yaitu pengukuran subjek kelompok perlakuan dan

kelompok kontrol dilakukan secara berselang-seling.

Sumber peneliti. Yang termasuk dalam sumber peneliti ialah faktor subjektivitas penelitiyang akan menimbulkan bias terutama pada waktu melakukan pengukuran.Pengendalian terhadap variabel peneliti dilakukan dengan:

• blind experiment, yaitu peneliti tidak mengetahui mana subjek dari kelompokperlakuan, mana subjek dari kelompok kontrol,

• pengukuran dilakukan oleh lebih dari seorang pengukur, dan kalau mungkinsecara berulang.

Dalam praktek sering dijumpai bahwa peneliti ragu tentang adanya variabel luar, yang

walaupun telah dikendalikan de-ngan rancangan, yang masih berpengaruh terhadapvariabel tercoba. Kemungkinan lain ialah oleh karena kesulitan teknik, variabel luar tidakdapat dikendalikan sepenuhnya dengan rancangan. Untuk menghadapi keadaan tersebut,maka peneliti menggunakan analisis statistik sebagai cara untuk mengendalikan variabelluar. Dalam hal ini variabel luar tersebut dijadikan sebagai variabel "para-eksperimental"(bukan variabel eksperimental, tapi yang diperhitungkan pe-ngaruhnya terhadap variabeltercoba). Terhadap variabel ini juga dilakukan pengukuran untuk kemudian dikendalikan



6

pengaruhnya dengan model-model analisis statistik tertentu (analisis kovarians, korelasiparsial, dan sebagainya).

Jenis Rancangan Eksperimental

Dikenal banyak sekali model-model rancangan penelitian eksperimental. Namundemikian secara sederhana dapat dikelompokkan seperti pada ikhtisar berikut.

1. Rancangan Eksperimental Murni:1.1. Rancangan dengan 1 variabel perlakuan

1.1.a. Rancangan Perlakuan Sederhana 1.1.b. Rancangan Pra-pasca Perlakuan 1.1.c. Rancangan Perlakuan Solomon 1.1.d. Rancangan Random Silang

1.2. Rancangan dengan 2 atau lebih variabel perlakuan (rancangan faktorial murni)

2. Rancangan Eksperimental Kuasi (Semu):2.1. Rancangan Pra-pasca Perlakuan Non-random 2.2. Rancangan Pengamatan Seri 2.3. Rancangan Pengamatan Seri Berkontrol 2.4. Rancangan Perlakuan Sama-subjek 2.5. Rancangan Silang Non-random

3. Rancangan Eksperimental Gabungan

( Rancangan Faktorial Tak Murni)

Rancangan Eksperimental Murni

Rancangan eksperimental murni (true experimental design) adalah rancangan yang palingideal untuk mempelajari mekanisme korelasi sebab-akibat, oleh karena hampir semuasumber-sumber invaliditas dapat terkontrol dengan baik oleh rancangan. Ciri khas danesensial rancangan eksperimental murni ialah pengelompokan subjek dilakukan dengan

teknik random (random assignment), sehingga apabila jumlah subjek memenuhi syarat,secara metodologik semua variabel luar terdistribusi secara merata pada tiap kelompok.

1. Rancangan dengan 1 variabel perlakuanPada rancangan ini, peneliti hanya akan mempelajari pengaruh satu variabel perlakuansaja terhadap variabel tercoba. Sementara variabel bebas yang lain dikategorikan sebagaivariabel luar, yang peneliti harus mengendalikannya.



7

1.a. Rancangan Perlakuan Sederhana. Rancangan Perlakuan Sederhana, yang disebut juga posttest randomized control group design, adalah rancangan eksperimental murniyang paling sederhana tapi cukup adekuat. Dalam rancangan eksperimental sederhanasubjek dibagi dalam dua kelompok atau lebih secara random, perlakuan diberikan pada

satu atau beberapa kelompok (disebut kelompok perlakuan), dan kelompok lain tidakdiberi perlakuan, atau diberi perlakuan dengan "dosis" yang berbeda, atau diberiperlakuan lain (di-sebut kelompok kontrol). Setelah waktu yang ditentukan, kemudiandiobservasi variabel tercoba pada kedua kelompok tersebut (lihat skema). Perbedaanhasil observasi antara kedua kelompok (O1 dan o2) menunjukkan efek perlakuan.

X O1R : -------------

(-) O2

(rancangan 1)

Keunggulan rancangan ini dari rancangan eksperimental murni yang lain ialah secarateknis lebih sederhana, lebih ekonomis, dan lebih alamiah. Karena keunggulan tersebut,rancangan ini merupakan rancangan yang paling sering dipergunakan pada penelitianeksperimental di bidang kedokteran, terutama pada uji klinik. Model aplikasi statistikyang digunakan tergantung pada tingkat pengukuran (level of measurement) variabeltercoba. Apabila tingkat pengukurannya interval atau ratio, maka dapat digunakan uji-tatau analisis varians, tergantung pada jumlah kelompok yang dihadapi.

1.b. Rancangan Pra-pasca Perlakuan. Rancangan pra-pasca Perlakuan, yang juga disebutpretest-posttest randomized control group design, merupakan bentuk pengembanganrancangan eksperimental sederhana, yaitu dengan melakukan pengukuran atau observasiawal sebelum perlakuan diberikan. Dengan demikian, pada rancangan eksperimentalulang ini diperoleh dua atau lebih pasang observasi variabel tercoba, tergantung pada jumlah kelompok yang dihadapi. Untuk dua kelompok, skemanya dapat adalah sebagaiberikut.

O1 -- (X) O2R: --------------------

O3 -- ( - ) O4

(rancangan 2)

Model aplikasi statistik yang digunakan tergantung pada tingkat pengukuran (level ofmeasurement) variabel tercoba. Apabila tingkat pengukurannya interval atau ratio, makadapat digunakan analisis kovarians, yaitu menilai hasil uji akhir (O2 dengan O4) dengan



8

mengendalikan hasil uji awal (O1 dan O3) sebagai kovariabel. Dari sisi lain, pengujianperbedaan antara uji awal dan uji akhir juga akan memberi gambaran "laju" perubahanvariabel tercoba akibat pengaruh perlakuan.

1.c. Rancangan Perlakuan Solomon. Rancangan perlakuan Solomon, secara lengkap

disebut Solomon four groups design, merupakan penggabungan lanjut dua rancanganekperimental sebelumnya. Rancangan ini tidak membagi kelompok subjek menjadi dua,melainkan membagi empat secara random. Kelompok pertama dan kedua dilakukan ujiawal, sementara kelompok ketiga dan keempat tidak diberi uji awal.

O1 -- (X) O2R: --------------------

O3 -- (-) O4R: --------------------

(X) O5

R: --------------------(-) O6

(rancangan 3)

Belum ada model aplikasi statistik yang sekaligus dapat menganalisis data hasilrancangan Solomon ini. Biasanya analisis statistik untuk rancangan empat kelompok inidipecahkan dengan cara sebagai berikut.Pertama, dengan mengabaikan efek dari uji awal dan interaksi uji awal dengan perlakuan.Untuk ini digunakan: analisis kovarians antara O2 lawan O4dengan menggunakan O1dan O3 sebagai kovariabel, analisis varians atau uji-t untuk menilai perbedaan O5 denganO6.Kedua, dengan mengabaikan hasil uji awal (kelompok pertama dan kedua), sehingga yangdiperhitungkan hanya hasil uji akhir dari keempat kelompok saja (O2, O4, O5, dan O6).Untuk ini digunakan rancangan analisis varians dua jalan dengan tabel kerja sebagaiberikut:

Uji awal Perlakuan (+) Perlakuan (-)

(+) O-2 O-4

(-) O-5 O-6

Interpretasi:(a) F-kolom mengestimasi efek perlakuan(b) F-baris mengestimasi efek uji awal





10

Pengelompokan subjek:

(Rancangan perlakuan di halaman berikut)

Variabel tercobanya ialah kesembuhan tercapainya normotrofi otot (dihitung dalamsatuan hari sejak pengobatan). Dengan menggunakan rancangan penelitian di atas, berarti

subjek penelitian dikelompokkan menjadi enam (2x3) secara random, kemudian diberiperlakuan sebagai berikut:

• kelompok satu diberi obat roboransia dan elektroterapi (A-1; B-1)

• kelompok dua diberi obat roboransia dan hidroterapi (A-1; B-2)

• kelompok tiga diberi obat roboransia dan mekanoterapi (A-1; B-3)

• kelompok empat diberi obat tonika dan elektroterapi (A-2; B-1)

• kelompok lima diberi obat tonika dan hidroterapi (A-2; B-2)

• kelompok enam diberi obet tonika dan mekanoterapi (A-2; B-3)

Apa yang dapat dicapai dengan Rancangan Faktorial untuk contoh penelitian tersebutialah jawaban atas pertanyaan-pertanyaan:

• perbedaan khasiat antara obat tonika dengan obat roboransia terhadap atrofiinaktivitas otot;

• perbedaan kecepatan kesembuhan atrofi otot tersebut antara pengobatanelektroterapi, hidroterapi dengan mekanoterapi;

SUBJEK

A-1

A-2 dst

A-1, B-1

A-1, B-2, dst.

A-2 dst, B-1

A-2 dst, B-2 dst

random assignment



11

• perngaruh interaksi (gabungan) antara pengobatan medikamentosa denganpengobatan fisioterapi tersebut.

Rancangan perlakuan:

(rancangan 5)

Model aplikasi statistik yang digunakan untuk Rancangan Faktorial dua jalan tergantungpada tingkat pengukuran variabel tercoba. Apabila tingkat pengukurannya interval atauratio maka digunakan analisis varians dua jalan. Namun kalau peneliti merasa perlumengendalikan variabel luar, maka dapat digunakan analisis kovarians dua jalan dengansekor variabel luar sebagai kovariabelnya.

2.b. Rancangan Faktorial Tiga Jalan. Rancangan Faktorial Tiga Jalan digunakan untukmempelajari pengaruh tiga variabel perlakuan terhadap variabel tercoba.

SUBJEK

A-1, B-1 Xa-1,Xb-1 O

A-1, B-2 Xa-1,Xb-2 O

A-2, B-1 Xa-2,Xb-1 O

A-2, B-2 Xa-2,Xb-2 O

randomisasi

subjek



12

Skema pengelompokan subjek:

SUBJEK

A-1

A-2

dst

A-1,B-1

A-1,

B-2 dst.

A-2 dst,

B-1

A-2 dst,

B-2 dst

random assignmentA-1, B-1

A-1, B-2 dst.

A-1, B-1

A-1, B-2 dst.

A-1, B-1

A-1, B-2 dst.

A-1, B-1

A-1, B-2 dst.



13

Rancangan perlakuan:

(rancangan 5)

Model aplikasi statistik yang digunakan untuk Rancangan Faktorial Tiga Jalan tergantungpada tingkat pengukuran variabel tercoba. Apabila tingkat pengukurannya interval atauratio maka digunakan analisis varians tiga jalan. Namun kalau peneliti merasa perlumengendalikan variabel luar, maka dapat digunakan analisis kovarians tiga jalan dengansekor variabel luar sebagai kovariabelnya.

SUBJEK

A1,B1,C1 Xa1,Xb1,Xc1 O




randomisasi subjek

erlakuan observasi





Documents

Bahan_3 Dasar-dasar Rancangan Eksperimental