Rancangan Percobaan

Diah IndrianiDepartemen Biostatistika dan KependudukanFakultas Kesehatan MasyarakatUniversitas Airlangga

Tiga Unsur Utama

1. Ulangan (replikasi)2. Pengacakan (randomisasi)3. Pengendalian lokal untuk

memperkecil kesalahan (galat percobaan)

Ulangan

Adalah Pemberian perlakuan lebih dari satu kali dalam satu satuan percobaan

Apa tujuan pengulangan?Supaya memungkinkan adanya kesalahan dalam percobaan (?????)

Ulangan

Berapa ulangan yang optimal?Bergantung homogenitas obyek dan tempat percobaan dilakukanBergantung dengan sifat perlakuan yang diberikanBergantung dengan tingkat presisi yang diinginkan

Pengacakan

TujuanMenghindari subyektifitas penelitiMemberikan kesempatan yang sama pada semua anggota populasi untuk diambil sebagai sampel Memberikan kesempatan yang sama pada semua anggota sampel untuk mendapat jenis perlakuan tertentu

Pengendalian lokal untuk memperkecil kesalahan / galat percobaan

Galat percobaan adalah ketidak mampuan obyek percobaan yang diperlakukan sama untuk berperilaku samaSuatu perlakuan yang diberikan pada obyek percobaan secara berulang akan menghasilkan nilai pengamatan yang berbedaGalat/ kesalahan yang diharapkan peneliti tentunya adalah perbedaan yang terjadi secara alamiah bukan karena kesalahan dalam merancang percobaan

Pengendalian lokal untuk memperkecil kesalahan / galat percobaan

Obyek percobaan janganlah dipaksa homogen kalau kenyataannya tidak homogen. Obyek percobaan tersebut dikelompokkan dalam grup/kelompok yang homogen, kemudian barulah perlakuan diberikanMisalnya: Percobaan pemberian perlakuan pengasapan pada ikan. Ikan terdiri dari berbagai jenis dan berbagai berat ikan. Kondisi yang berbeda tidak boleh dianggap homogen. Ikan harus dikelompokkan dalam beberapa grup, supaya dalam satu grup lebih homogen.

Randomized Complete Design

Disebut juga rancangan acak lengkap (RAL)Penempatan obyek-obyek percobaan pada

satuan percobaan diacak secara lengkapMisalnya:

Sebuah penelitian akan meneliti tentang optimalisasi pengawetan dengan garam (penggaraman) pada telur bebek. Terdapat 15 sampel telur bebek dengan 3 kadar garam sebagai perlakuan. Percobaan ini dilakukan dengan 5 kali pengulangan

Randomized Complete Design

2 1 11 2 13 3 14 4 6 5

t2 t2 t1 t2 t3

5 6 9 7 1 8 3 9 12 10

t2 t3 t1 t3 t3

8 11 10 12 4 13 15 14 7 15

t2 t1 t1 t3 t1

t1 = pemberian garam dosis 1

t2 = pemberian garam dosis 2

t3 = pemberian garam dosis 3

Contoh RAL

Kadar 5%

Kadar 10% Kadar 15%

30 40 32

32 45 31

32 48 33

29 45 35

25 41 31

Sebuah penelitian akan meneliti tentang optimalisasi pengawetan dengan garam (penggaraman) pada telur bebek. Terdapat 15 sampel telur bebek dengan 3 kadar garam sebagai perlakuan. Percobaan ini dilakukan dengan 5 kali pengulangan

Randomized Block Design

Disebut juga rancangan acak kelompok (RAK)

Penempatan obyek percobaan acak untuk setiap kelompok

Kenapa ada kelompok?Karena obyek percobaan tidak homogen, sehingga diperlukan pengelompokan. Sehingga dalam kelompok homogen

Randomized Block Design

Misalnya:Dari percobaan pengawetan telur, ingin diteliti juga perbedaannya untuk jenis telur ayam, telur bebek dan telur itik.

Karena terdapat keheterogenan, maka jenis telur dikelompokkan menjadi kelompok.

Randomized Block Design

2 1 5 2 1 3 4 4 3 6 5

t2 t2 t1 t1 t3 t3

2 6 1 7 4 8 3 9 6 5 10

t2 t1 t1 t3 t3 t2

1 11 3 12 4 13 6 14 2 5 15

t1 t3 t1 t3 t2 t2

Kelompok1

Kelompok2

Kelompok3

Berikut adalah percobaan dengan 2 kali ulangan

Telur ayam

Telur bebek

Telur itik

Factorial Design

Merupakan percobaan yang menggunakan lebih dari satu faktor dan perlakuannya merupakan kombinasi dari level-level satu faktor dengan level-level faktor yang lain.

Factorial dengan 2 faktor dapat dituliskan Faktorial A x B

Factorial DesignFaktorial A x B

Jika A mempunyai 2 level = a1 dan a2

B mempunyai 3 level = b1, b2 dan b3

maka dapat dituliskan Faktorial 2 x 3dimana A, B, C, … = faktor

a, b, c,… = level faktorSedangkan kombinasi faktor yang dipelajari pada Faktorial 2 x 3 diatas adalah

a1b1, a1b2, a1b3

a2b1, a2b2, a2b3

Faktorial A x B / Faktorial (2 x 3)

Faktor A

Faktor B

b1 b2 b3

a1 a1b1 a1b2 a1b3

a2 a2b1 a2b2 a2b3

Factorial Design

Rancangan factorial (Factorial Design) dapat disusun secara RAL/ Rancangan Acak Lengkap dan secara RAK/ Rancangan Acak Kelompok/ Randomized Block Design

Rancangan Faktorial yang disusun secara RAL

Rancangan Faktorial yang disusun secara RAK

Contoh Factorial DesignSuatu penelitian tentang optimalitas dosis bahan pembentuk vaksin flu burung dicobakan pada 12 unggas yang terinfeksi flu burung yang diambil secara acak dari sebuah peternakan. Terdapat kombinasi 2 zat pembentuk vaksin yang ditelliti yaitu:Zat A dengan dosis 0,1 ml dan dosis 0,2 ml Zat B dengan dosis 1 gr/ml dan dosis 1,5 gr/ml  Kombinasi perlakuan yang dipelajari adalah

)( 2a)( 1b )( 2b

11ba21ba 12ba 22ba

)( 1a

Jika percobaan dilakukan secara RAL dengan asumsi kondisi 12 unggas homogen dan dilakukan dengan 3 kali ulangan maka proses pengacakannya sbb:

Jika percobaan dilakukan secara RAK dengan asumsi kondisi 12 unggas dibagi menjadi 3 kelompok umur, maka proses pengacakannya sbb:

Contoh Faktorial dengan RAK

Pencemaran air laut menjadi ancaman juga bagi kesehatan tubuh manusia. Karena konsumsi masyarakat akan hasil laut cukup tinggi. Peneliti ingin mempelajari pengaruh pemberian asam cuka dan proses pemasakan pada ikan laut yang terbukti tercemari logam berat Merkuri. Diambil sampel acak 12 ikan yang diambil dari ikan di muara laut, di tengah laut, dan daerah tanjung.Hasil pengamatannya sebagai berikut :

 Proses

Pemasakan

KadarAsam Cuka

Kadar Penurunan Merkuri

Muara Laut

Tengah Laut

Tanjung

Direbus 

25%50%

0,150,21

0,120,19

0,160,17

Digoreng 

25%50%

0,180,19

0,160,17

0,180,20

Contoh Faktorial Dengan RAL

Pencemaran air laut menjadi ancaman juga bagi kesehatan tubuh manusia. Karena konsumsi masyarakat akan hasil laut cukup tinggi. Peneliti ingin mempelajari pengaruh pemberian asam cuka dan proses pemasakan pada ikan laut yang terbukti tercemari logam berat Merkuri. Diambil sampel acak 12 ikan yang diambil dari ikan di nelayan X. Dengan asumsi keadaan semua ikan homogen.Hasil pengamatannya sebagai berikut :

Proses Pemasakan

Kadar Asam Cuka

Kadar Penurunan Merkuri

Direbus 25% 0,150,120,16

50% 0,210,190,17

Digoreng 25% 0,180,160,18

50% 0,190,170,20

Same Subject Design

Merupakan suatu rancangan untuk menganalisis pengaruh perlakuan yang diberikan pada subyek percobaan, dimana setiap subyek mendapat perlakuan lebih dari satu perlakuan dalam percobaan yang sama (pemberian perlakuan secara berpasangan)

Same Subject Design

Inti dari rancangan :

Satu subyek diberi lebih dari satu perlakuan. Terdapat washing out periode (waktu senggang antar perlakuan untuk menghilangkan efek residu perlakuan sebelumnya)

Same Subject DesignSuatu program diet untuk pasien overweight diperuntukkan untuk menjaga kesehatan pasien. Tiga program diet diujikan untuk mengetahui perbedaan rata-rata perubahan berat badan yang dihasilkan.

 Pasien

Program Diet

A B C

12345678

2,11,22,22,31,61,92,12,0

3,22,52,82,52,62,52,42,3

1,92,12,22,52,31,61,42,4