MAKALAH METODOLOGI PENELITIAN BIOLOGI

Prinsip dan Prosedur Penelitian Eksperimen

Disusun oleh :

Aisyah Resita Rahmawati(13304241053)

Fransisca Kiki Fajarwati (13304241067)

Nurhayatun Nikmah (13304244007)

Prasetyo Adi Nugroho (13304241027)

Kelas :

Pendidikan Biologi C

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2015

Pengertian Penelitian Eksperimen

Penelitian eksperimen adalah penelitian dimana peneliti melakukan intervensi dengan

cara memanipulasi variable bebas yang dijadikan faktor, untuk mengetahui akibat yang

ditimbulkannya. Peneliti akan mengontrol secara ketat semua faktor lain yang diduga dapat

mempengaruhi atau menekan/mengganggu hasil eksperimen (Subali, Bambang. 2010:4).

Penelitian Eksperiment adalah penelitian yang dilakukan dengan mengadakan

manipulasi terhadap objek penelitian serta adanya kontrol. Tujuan 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 untuk perbandingan (Nazir,

Moh.1985:74-75)

Menurut Emmory, penelitian ekperimen merupakan bentuk khusus investigasi yang

digunakan untuk menemukan varibel-varibel apa saja dan bagaimana bentuk hubungan antara

satu dengan yang lainnya. Sedangkan Menurut Borg&Gall dalam Jaedun,Amat (2011),

menyatakan bahwa penelitian eksperimen merupakan penelitian yang paling valid yang dapat

diandalkan keilmiahannya (paling valid), karena dilakukan dengan pengontrolan secara ketat

terhadap variabel-varibel pengganggu diluar yang dieksperimenkan.

Penelitian eksperimen merupakan penelitian dimana peneliti memanipulasi variabel bebas

untuk dijadikan “faktor perlakuan” (treatment factor) atau disingkat dengan istilah faktor. Faktor

tersebut dimanipulasi dengan sengaja oleh peneliti sehingga merupakan manipulated factor.

Dengan memanipulasi faktor, diharapkan akan memberi pengaruh terhadap variabel tergayut.

Dengan demikian pada penelitian eksperimen, hubungan antara faktor dengan variabel tergayut

merupakan hubungan sebab akibat. Variabel bebas atau faktor berkedudukan sebagai prediktor,

dan variabel tergayut sebagai variable respons atau disebut pula dengan criterion. Agar dapat

diyakini bahwa perbedaan respons yang ditimbulkan benar-benar diakibatkan oleh pengaruh

faktor maka peneliti akan mengontrol semua variabel lain yang sekiranya dapat berkedudukan

sebagai variabel penekan/pengganggu (suppressor variable) yang dapat mempengaruhi variabel

respons. Pengontrolan dilakukan dengan cara menghomogenkan kondisi dari setiap variabel

penekan/pengganggu tersebut.

Penelitian Eksperimen merupakan penelitian kausal (sebab-akibat) yang

pembuktiannya diperoleh melalui perbandingan antara :

a. kelompok eksperimen(yang diberi perlakuan) dengan kelompok kontrol (yang tidak

diberikan perlakuan), atau

b. kondisi subjek sebelum diberikan perlakuan dengan sesudah diberi perlakuan.

Prinsip dasar penelitian ekserimen

Menurut Moh. Nazir (1985), ada 3 prinsip dasar yang perlu diketahui yaitu : Replikasi

Randomisasi dan kontrol internal.

1. Replikasi

Replikasi adalah pengulangan dari percobaan dasar. Replikasi berguna untuk :

Memberikan suatu eror estimasi, eror estimasi diperlukan untk mengukur

signifikansi dan jarak interval kepercayaan.

Memberikan estimasi yang tepat terhadap eror percobaan.

2. Randomisasi

Randomisasi dilakukan untuk pengambilan sempel secara acak pada

penelitian. Randomisasi digunakan untuk membuat uji signifikasi menjadi valid dan

juga untuk mengurangi bias yang disebabkan oleh pilih kasih.

3. Kontrol internal

Kontrol internal adalah banyaknya perimbangan, bloking dan pengelompokan

dari unit-unit percobaan yang digunakan dalam penelitian. Kontrol internal ini

berguna untuk membuat prosedur uji lebih kuat, lebih efisien dan lebih sensitif.

Sedangkan menurut Kirk (), Sebuah eksperimen adalah ditandai dengan (1)

manipulasi oleh peneliti dari satu atau lebih independen variabel, (2) menggunakan kontrol

seperti tugas acak mata pelajaran untuk percobaan kondisi untuk meminimalkan efek dari

variabel pengganggu, dan (3) observasi yang cermat pengukuran dari satu atau lebih variabel

dependen.

Kriteria umum dari penelitian eksperiment

a. Masalah yang dipilih harus masalah yang penting dan dapat dipecahkan

b. Faktor-faktor serta variabel dalam percobaan harus didefinisikan seterang-terangnya

c. Percobaan harus dilaksanakan dengan desain percobaan yang cocok sehingga

maksimisasi variabel perlakuan dan meminimisasikan variabel pengganggu dan

variabel random

d. Ketelitian dalam pengukuran serta ketepatan ukuran sangat diperlukan

e. Metode, materi 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

f. Interpretasi dan uji statistik harus dinyatakan dalam beda signifikan dari parameter-

parameter yang dicari atau yang diestimasikan

Syarat-syarat penelitan eksperimen yang baik

a. Percobaan harus bebas dari biasPercobaan harus sedemikian rupa direncanakan sehingga tidak bias. Ketidakbiasan satu percobaan dapat dijamin dngan adanya desain yang baik. Secara garis besar , adanya randomisasi mengurangi sifat bias dari percobaan

b. Harus ada ukuran terhadap errorDengan adanya desain yang baik maka error dapat diukur. Dalam istilah desain

percobaan errortidak sama artinya dengan kesalahan. Yan dimaksud dengan error

adalah emua variasi ekstra yang juga mempengaruhi hasil di samping pengaruh

perlakuan-perlakuan. Dengan adanya ukuran error , maka percobaan menjadi objektf

sifatnya.ukuran error ini bergantung pada desain percobaan yang dipilih.

c. Percobaan harus punya ketepatan

Percobaan harus dilakukan dengan desain yang dapat menambah ketepatan. Ketepatan

dapat dijamin jika error teknis dapat dihilangkan dan adanya replikasi pada

percobaan. Ketepatan dapat diingkatkan jika error teknis, seperti kurang akuratnya

alat penimbang, kurang baiknya dalam menggunakan meteran dan sebagainya, maka

jumlah replikasi dapat menambah ketepatan percobaan

d. Tujuan praktikum harus jelas

Tujuan percobaan harus dibuat sejelas-jelasnya ditambah dengan alasan-alasan yang

kuat. Pada kondisi mana hasilnya akan diaplikasikan serta pada daerah ilmu mana

sasaran penelitian tersebut akan diterapkan. Tujuan percobaan didefinisikan dan dapat

ditungkan dalam hipotesa-hipotesa nol yang akan dikembangkan.

e. Percobaan harus punya jangkauan yang cukup

Setiap percobaan harus mempunyai jangkauan atau skope yang cukup sesuai dengan tujuan penelitian.

Kempthorne (1962) memberikan langkah-langkah dalam merencanakan percobaan sebagai berikut :a. Rumusan permasalahan

b. Formulasikan hipotesa

c. Pengaturan teknik serta desain percobaan

d. Penyelidikan atas kemungkinan-kemungkinan hasil yang diperoleh dari percobaan

dan menghubungkan kembali pada alasan-alasan mengapa percobaan harus

dilakukan.

e. Memberikan pertimbangan terhadap teknik dan prosedur statistik yang akan

digunakan untuk meyakinkan bahwa kondisi yang diperlukan untuk menggunakan

teknik tersebut cukup valid dan dapat dipertanggungjawabkan.

f. Melaksanakan percobaan

g. Mengaplikasikan teknik statistik terhadap percobaan tersebut

h. Menarik kesimpulan dari estimasi-estimasi yang diperoleh serta dari tiap kuantitas

yang diperoleh serta dari tiap kuantitas yang dievaluasikan dengan ukuran

reliabilitas yang lazim digunakan.

i. Memberikan evaluasi terhadap penelitian dan membandingkan dengan penelitian

lain yang telah dilakukan dengan masalah yang serupa atau hampir serupa.

Kelebihan dan Kelemahan Penelitian Eksperimen

Menurut Moh. Nazir (1985), desain penelitian eksperimen umumnya memiliki kelebihan dan

kelemahan, sebagai berikut :

Kelebihan

1. Dapat menunjukkan hubungan sebab akibat dan seberaa besar hubungan sebab akibat

tersebut.

2. Jumlah uji yang digunakan dapat ditentukan lebih dahulu dengan tingkat kepercayaan

yang tinggi.

3. Dengan adanya pengelompokan, maka pengaruh yang diukur bisa lebih tepat.

4. Kesimpulan yang diperoleh dapat diketahui secara pasti dengan kepastian statistika.

Kelemahan

1. Desain dan analisa percobaan selalu dinyakan dalam bahasa ahli-ahli statistika

2. Desain percobaan memerlukan biaya yang besar dan dan memakan waktu yang lama.

Teknik Pengambilan Sampel dalam Penelitian Eksperimen Biologi

Populasi di dalam penelitian eksperimen biologi boleh dikatakan hampir semuanya

berupa populasi tak terbatas atau populasi tak berhingga (infinite population). Penelitian

eksperimen memiliki jangkauan generalisasi yang luas. Artinya, hasil yang diperoleh dari

suatu eksperimen diharapkan akan selalu tetap jika dilakukan secara berulang-ulang pada

objek yang sama sepanjang cara/metode eksperimennya sama, baik dilakukan di tempat lain

dan/atau waktu yang berbeda.

Selain itu, eksperimen biologi umumnya menghindarkan diri untuk dilaksanakan pada

tingkat populasi. Jadi hampir tidak ada penelitian eksperimen yang bersifat sensus karena

akibat eksperimen akan membawa konsekuensi terjadinya perubahan. Mengingat penelitian

eksperimen merupakan penelitian sampling (dilakukan pada tingkat sampel) maka batasan

atau definisi populasinya harus benar-benar jelas, harus diingat bahwa ketidakjelasan

populasi akan sangat berisiko bagi penarikan kesimpulan dan generalisasinya (Subali,

Bambang.2011:12).

Beberapa desain eksperimen yaitu :

1. Completely Randomized Design

Disebut juga Rancangan Acak Lengkap (RAL). Desain ini sering digunakan

jika percobaan bersifat homogen seperti percobaan dalam laboratorium dimana cuaca

dapat dikontrol dan jarang digunakan di lapangan/ observasi. Randomisasi dilakuakn

dengan menempatkan secara random (acak) terhadap unit percobaan. Randomisasi

biasanya dilakukan dengan menggunakan tabel angka random.

Contoh : terdapat 4 jenis insektisida A, B, C dan D dengan 5 kali pengulangan. Jumlah sampel yang digunakan adalah 20, sebagai berikut :

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

17 18 19 20

Kemudian secara random kita tentukan jenis perlakuan yang lakukan untuk masing-masing plot. Misalnya lay out terakhir dari perlakuan adalah sebagai berikut :

1B 2A 3D 4B

5D 6C 7A 8B

9C 10D 11D 12C

13B 14C 15A 16C

17A 18B 19A 20D

2. Design Randomized Complete Block

Desain ini banyak digunakan dalam percobaan pertanian. Desain ini mempunyai ciri

khas, dimana unit percobaan dibagi dulu atas beberapa blok. Jumlah blok harus sama dengan

jumlah replikasi. Tiap blok kemudian dibagi dalam plot, yang mana jumlah plot tiap blok

sama dengan jumlah perlakuan. Sehingga randomisasi perlakuan dilakukan di masing-

masing blok secara terpisah. Dengan adanya bloking, maka akan terdapat heterogenitas

antarblok, dan akan diperoleh homogenitas yang relatif tinggi dalam masing-masing blok.

Randomisasi dilakulan biasanya dega menggunakan tabel angka random.

3. Design Latin Square

Pada desain latin square, bloking dapat dilakukan dalam 2 arah. Hal ini dapat

dilakukan dengan mengatur sedemikian rupa sehingga setiap perlakuan muncul hanya

sekali dalam tiap kolom dan baris. Desain ini mmeberikan kepada kita error kolom

dan error baris, yang tidak dapat diperoleh dari desain –desain sebelumnya. Syarat

dari desain ini yaitu : jumlah perlakuan dan jumlah replikasi harus sama, sehingga

desain ini hanya diguakan pada percobaan yang memakai 4-8 perlakuan saja. Berikut

contoh eksperimen dengan 5 buah perlakuan A, B, C, D, E dan 5 replikasi yang telah

dirandomisasi:

A B C D E

B A E C D

C D A E B

D E B A C

E C D B A4. Design Lattice

Desain lattice adalah desain blok yang tidak komplit. Desain ini digunakan jika

jumlah perlakuan terlalu besar, sehingga tidak efisien lagi dikerjakan dengan desain

lainnya. Contoh:

Seorang peneliti mencoba 9 perlakuan pada sepetak lapangan percobaan. Karena

perlakuannya adalah 9, dan dengan menggunakan 3 blok, jumlah replikasi adalah 4

untuk desain balanced lattice. Rencana desain adalah sebagai berikut:

- Bagi tanah atas 4 buah replikasi

- Kemudian, tiap replikasi dibagi menjadi 3 blok, sehingga seluruh percobaan mempunyai 4 x 3 = 12 blok

- Sesudah itu, tiap blok dibagi atas 3 plot percobaan

- Penempatan perlakuan harus dilakukan secara random. Randomisasi dilakukan

dengan menggunakan Tabel Angka Random dan terdiri dari 2 langkah, yaitu:

1. randomisasi replikasi

2. Randomisasi blok untuk untuk setiap replikasi

Teknik analisis yang digunakan dalam menguji atau membuktikan penelitian

eksperiment antara lain:

1. Uji Z atau uji t

2. Uji khai kuadrat (X2)

Uji ini digunakan untuk menguji hipotesa tentang distribusi dari ukuran atau variabel-

variabel penelitian tersebut dan digunakan untuk mencari kecocokan ataupun menguji

keberadaan hubungan beberapa populasi.

3. Analisa varian

4. Regresi dan korelasi

Analisis regresi digunakan untuk mengetahui seberapa erat hubungan antara satu atau

beberapa variabel independen dengan sebuah variabel dependen. Sedangkan korelasi

digunakan untuk melihat derajat (tingkat) hubungan yang terjadi antara satu variabel

dengan variabel yang lain.

Jenis-jenis peneltian Eksperiment

1. True Eksperiment ( Eksperiment sungguhan )

Menyelidiki kemungkinan hubungan sebab akibat dengan desain dimana secara

nyata ada kelompok perlakuan dan kelompok kontrol dan membandingkan hasil

perlakuan dengan kontrol secara ketat. Validitas internal dan eksternal cukup utuh.

2. Quasi Eksperiment ( Eksperiment semu )

Penelitian yang mendekati percobaan sungguhan dimana tidak mungkin

mengadakan kontrol atau memanipulasikan semua variabel yang relevan. Harus

ada kompromi dalam menentukan validitas internal dan eksternal sesuai dengan

batasan-batasan yang ada.

Contoh Penelitian Eksperimen