DUE-like PS TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNRAM
MASALAH DAN PERTANYAAN STATISTIKA PADA PENELITIAN TEKNOLOGI PANGAN Oleh:
Ir. I Gde Ekaputra Gunartha, M.Agr., Ph.D. Laboratorium Statistika dan Komputasi Fakultas Pertanian Unram mataram, 2003
PERUMUSAN
MASALAH IDENTIFIKASI
PERANAN STATISTIKA DALAM PENELITIAN
PENGENALAN PENDEFINISIAN KHASANAH
Penalaran DEDUKSI
PENGETAHUAN
Koherensi
ILMIAH
PENYUSUNAN
KERANGKA BERPIKIR
PERUMUSAN HIPOTESIS
Korespondensi
PENGUJIAN
HIPOTESIS
DITERIMA ?
Percobaan/Survei PENGUMPULAN DATA ANALISIS DATA
ya
KESIMPULAN
(GENERALISASI)
1. Formulasi Tujuan dan Hipotesis Penelitian 2. Pelanggaran Prinsip Dasar Percobaan 3. Percobaan Faktorial dan Percobaan Tersarang 4. Percobaan Faktorial dengan Kontrol Terpisah 5. Rancangan Percobaan dengan Peubah Waktu 6. Tuntunan Memilih Analisis Statistika 7. Makna Signifikansi 8. Penyajian Hasil Penelitian © Dr. Ekaputra G. - 3
1
Bandingkan … Tujuan: untuk mengetahui pengaruh konsentrasi CaCl2 terhadap perubahan kadar gula reduksi buah mangga varietas Manalagi selama penyimpanan. Hipotesis: diduga perendaman dengan beberapa konsentrasi CaCl2 menyebabkan terjadinya perubahan kadar gula reduksi buah mangga varietas Manalagi selama penyimpanan. © Dr. Ekaputra G. - 4
Tujuan Penelitian : ingin mengetahui (1) apakah dengan perendaman dapat meningkat kan kadar gula reduksi buah mangga selama penyimpanan; (2) apakah perendaman dengan CaCl2 dapat meningkatkan kadar gula reduksi dibandingkan perendaman dengan air; (3) apakah bentuk hubungan fungsional antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl2 cenderung berbentuk linier atau kuadratik
© Dr. Ekaputra G. - 5
Hipotesis Penelitian : (1) diduga kadar gula reduksi buah mangga selama penyimpanan yang diperlakukan dengan perendaman lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa perendaman; (2) diduga perendaman dengan CaCl2 dapat meningkatkan kadar gula reduksi selama penyimpanan dibandingkan dengan perendaman hanya menggunakan air; (3) diduga terdapat hubungan linier antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl2 ; (4) diduga terdapat hubungan kuadratik antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl2 © Dr. Ekaputra G. - 6
2
Replikasi Percobaan Yang Baik
Pengacakan Pengawasan Galat
Tujuannya untuk : (a) pendugaan galat, (b) meningkatkan presisi percobaan, (c) memperluas cakupan kesimpulan, dsb Tujuannya untuk : (a) meminimisasi bias, (b) memperoleh pengamatan yang tidak berkorelasi (independen), dsb. Dapat dilakukan dengan: (a) melakukan stratifikasi (pengelompokan/blok), (b) menggunakan pengamatan pengiring, (c) mengatur ukuran & bentuk unit percobaan, (d) pemilihan rancangan percobaan & analisis data yang sesuai, dan sebagainya.
© Dr. Ekaputra G. - 7
K asus-1 : Lack of Replication Faktor-1: Lama Blanching: b1, b2, dan b3 Faktor-2: Cara Pengeringan: MATAHARI dan OVEN Menurut Mahasiswa JUMLAH ULANGAN = 3????
Sim ak …
Apakah ini ‘ulangan’?
MATAHARI
OVEN
Jumlah unit percobaan =
Jumlah unit percobaan =
3 kombinasi x 3 ulangan
3 kombinasi x 3 ulangan
DIJEMUR BERSAMAAN
DIOVEN BERSAMAAN © Dr. Ekaputra G. - 8
K asus-2 : Lack of Replication Perlakuan suhu : misal ada 6 aras 50oC
55oC
60oC
•••
75oC
Jika diulang 3 kali, maka Aparatus suhu 50oC harus ada 3 55oC harus ada 3 60oC harus ada 3 … 75oC harus ada 3
Lalu bagaimana caranya agar ulangan bisa dibuat jika jumlah aparatus suhu hanya ada 6 buah? © Dr. Ekaputra G. - 9
K asus-3 : Lack of Randomization
Jika perlakuan diberikan pada sisir-sisir tersebut maka makna pengacakan ‘tidak ada’ (???). © Dr. Ekaputra G. - 10
3
Percobaan Faktorial: 1. Kita ingin melakukan penyelidikan secara bersamaan efek dari beberapa faktor perlakuan yang dikaji, masing-masing faktornya terdiri atas beberapa aras/taraf (level); 2. Dicirikan oleh adanya persilangan antar setiap aras dari masing-masing faktor yang kemudian membentuk kombinasi perlakuan. 3. Kajian utama terletak pada adanya INTERAKSI antar faktor yang dikaji (apabila perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan perubahan nilai peubah respon, yang berbeda pada tiap aras faktor yang lain). © Dr. Ekaputra G. - 11
Percobaan Tersarang (Nested Experiment) 1. Para percobaan tersarang aras faktor tidak saling silang membentuk kombinasi perlakuan. Aras suatu faktor hanya berlaku untuk faktor itu sendiri tidak berlaku untuk faktor yang lain. Misal faktor-1 adalah bahan preservasi pangan (3 aras) dan faktor-2 adalah konsentrasi (4 aras). Maka satu pertanyaan yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi apakah termasuk percobaan faktorial atau percobaan tersarang, adalah: “APAKAH ANTARA BAHAN PRESERVASI DAN KONSENTRASINYA TERJADI PERSILANGAN SEHINGGA MEMBENTUK KOMBINASI PERLAKUAN” 2. Pada percobaan tersarang tidak ada INTERAKSI antara faktorfaktor yang dikaji.
© Dr. Ekaputra G. - 12
a1
Faktor A
Faktor B
Observasi
b1
a2
b2
b1
b2
X111
X121
X211
X221
X112
X122
X212
X222
X113
X123
X213
X223
Pertanyaan: Apakah jenis percobaan diatas? Lihat warna Aras Faktor sama-sama warna merah, jadi terdapat cross-factorial (ada interaksi).
Jawab: FAKTORIAL © Dr. Ekaputra G. - 13
a1
Faktor A
Faktor B
Observasi
b1
a2
b2
b3
b4
X111
X121
X231
X241
X112
X122
X232
X242
X113
X123
X233
X243
Pertanyaan: Apakah jenis percobaan di atas? Lihat warna Aras Faktor sama merah-satu biru, jadi tidak terdapat cross-factorial (tidak ada interaksi).
Jawab: TERSARANG © Dr. Ekaputra G. - 14
4
Faktor-1 (Suhu Pengentalan): s aras Faktor-2 (Konsentrasi Gula): k aras Kontrol: Pembanding dari “SAR BUAH”
Jumlah Perlakuan: (s*k +1)
Uji Hipotesis: 1. Kontrol vs Kombinasi Perlakuan dengan Uji Kontras Ortogonal 2. Interaksi antar faktor dengan ANOVA Faktorial Biasa © Dr. Ekaputra G. - 15
5
1. Penelitian Teknologi Pangan sering melibatkan PEUBAH WAKTU (LAMA SIMPAN), BERARTI PULA TERJADI PENGAMATAN BERULANG (REPEATED MEASUREMENT). 2. Dengan demikian terdapat interes untuk mencari INTERAKSI antara PERLAKUAN dengan WAKTU LAMA SIMPAN. 3. Pendekatan analisis statistika yang sesuai untuk percobaan ini adalah ANALISIS SPLIT PLOT DESIGN, dengan menempat-kan WAKTU LAMA SIMPAN sebagai anak petak dan PERLAKUAN pada petak utama. © Dr. Ekaputra G. - 16
6
Data sekunder dan data primer Data kualitatif dan data kuantitatif Data nominal, ordinal, selang, dan nisbah Data sensorik (organoleptik) © Dr. Ekaputra G. - 17
1. IDENTIFIKASI CARA PENGUMPULAN/PENGUKURAN DATA 2. PLOT DATA MENGGUNAKAN SOFTWARE GRAFIK, DIANTARANYA EXCEL. LIHAT KECENDERINGAN KARAKTERISTIKNYA. 3. JIKA TIDAK MEMENUHI ASUMSI ANOVA SEPERTI BERSIFAT MULTIPLIKATIF LAKUKAN TRANSFORMASI DATA. 4. PILIH ALAT UJI HIPOTESIS YANG PALING SESUAI DENGAN KARAKTERISTIK DATA. © Dr. Ekaputra G. - 18
JENIS DATA
kontinu
Tipe Pertanyaan? pendugaan/pembandingan
diskret
hubungan
Uji - X2
Apakah ada peubah bebas yang sebenarnya?
(satu contoh dan 2 contoh)
ya
Analisis Regresi
ragam
tidak
Analisis Korelasi
Uji Barlett, dsb (uji homogenitas)
parametrik
r - Pearson
Perbedaan antar apa? (rerata atau ragam)
non-parametrik
r - Spearman
Barapa jumlah group contoh? (2 group atau lebih)
≤ 2 group
> 2 group
Apakah sesuai asumsi? parametrik
Uji-t & Uji-z
Apakah sesuai asumsi? non-parametrik Uji Tanda, Uji Wilcoxon, dsb
parametrik
ANOVA
non-parametrik Kruskal-Wallis, Friedman, dsb.
H0 ditolak (p < α), uji lanjut, BNT, dsb. © Dr. Ekaputra G. - 19
Uji Rerata Contoh Tests of Means 1-Contoh (H0: µ = µ0)
2-Contoh (H0: µ1 = µ2)
2-Contoh atau lebih (H0: µ1 = µ2 = … = µt )
Apakah contoh berpasangan? uji beda
berpasangan
Apakah σ diketahui?
ANOVA tak-berpasangan
ya
tidak
1-contoh Uji-Z
1-contoh Uji-t
ya 2-contoh Uji-Z
tidak ya
tidak
Apakah σ1 dan σ2 diketahui?
σ 1 = σ 2?
takberpasangan
Uji-t
© Dr. Ekaputra G. - 20
7
1. Kemungkinan dalam kenyataannya memang tidak terdapat beda antar rerata perlakuan yang dikaji. 2. Jika terjadi beda antar rerata perlakuan (in reality) sangat kecil dibandingkan kemampuan alat uji statistika yang digunakan untuk mendeteksinya. 3. Kemungkinan adanya high background noises. 4. Rancangan percobaan yang digunakan kurang sesuai (poor design), kurang mengindahkan prinsip dasar percobaan, i.e. lack of replication, lack of randomization. © Dr. Ekaputra G. - 21
8
1. PERCOBAAN FAKTOR TUNGGAL: * Perlakuan KUALITATIF (DISKRET) – TABEL dan GRAFIK BALOK/BATANG * Perlakuan KUANTITATIF (KONTINYU) – GRAFIK GARIS 2. PERCOBAAN FAKTORIAL: * Interaksi antar faktor yang dikaji – GRAFIK DIMENSI GANDA dan TABEL DIMENSI GANDA (DUA ARAH) * Jika interaksi = NS sama dengan Percobaan Faktor Tunggal. 3. PERCOBAAN PENGAMATAN BERULANG, gunakan GRAFIK GARIS UNTUK MELIHAT TREND. © Dr. Ekaputra G. - 22
