BUKU AJAR

Research Methodology

&

Statistics

Oleh

Joko Sedyono

Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

2018

Daftar Isi

BAB 1 RISET ILMIAH

Tujuan Riset

Batasan Riset

Karya Tulis Ilmiah

Kenyataan atau Fakta

Penalaran

BAB 2 METODE ILMIAH

Pengertian

Langkah-langkah dalam Metode Ilmiah

BAB 3 PENGEMBANGAN DAN PEMILIHAN TOPIK RISET

Pendahuluan

Proses Pengembangan Topik Riset

BAB 1

RISET ILMIAH

1. Tujuan Riset

Riset identik dengan suatu kreasi, inovasi, dan kemajuan. Secara sederhana, riset

adalah suatu metode untuk investigasi atau mengumpulkan informasi. Menurut kamus, istilah

riset didefinisikan sebagai suatu kegiatan investigasi secara sistematik untuk menetapkan

fakta atau prinsip atau untuk mengumpulkan informasi suatu subyek (Jamasri, 2003).

Tujuan riset bermacam-macam, sebagian orang melakukan riset karena didorong

untuk melakukannya atau karena dorongan keingintahuan akan sesuatu kenyataan atau fakta.

Jadi kesimpulan yang ditarik dari analisis itu adalah kenyataan atau fakta mengenai masalah

yang ingin dicari pemecahannya dalam riset tersebut.

Perubahan tujuan riset adalah hal biasa. Tetapi yang penting adalah bagaimana riset

tersebut dilakukan, metode yang mana yang akan digunakan, gaya riset yang mana yang akan

diadopsi.

Pertanyaan yang lebih mendasar yang perlu dijawab adalah bagaimana kita akan

mengidentifikasi topik riset tertentu dan areanya yang akan memenuhi kebutuhan, yang

dalam jangka panjang akan memberikan dampak sukses.

Kenyataan atau fakta dapat berwujud atau dalam bentuk:

a) Peristiwa (kejadian) seperti: jatuhnya pesawat, runtuhnya jembatan, dsb.

b) Fisik seperti adanya baja, keramik, dll.

Kenyataan atau fakta dapat bersifat:

a) Statis, kenyataan yang tidak terikat dengan tempat dan waktu

b) Dinamis, kenyataan yang terikat dengan tempat dan waktu

2. Batasan (Definisi) Riset

Riset berasal dari kata reseach (search – mencari; re – kembali), yang berarti mencari

kembali kenyataan atau fakta. Riset ilmiah (secara umum) adalah riset yang dilakukan

dengan menganut aturan-aturan dan prosedur-prosedur tertentu yang terdapat dalam metode

ilmiah.

Banyak batasan riset, salah satu contohnya adalah riset adalah proses menarik

kesimpulan atau cara pemecahan masalah berdasarkan data dengan menggunakan langkah-

langkah (metode ilmiah) yakni perumusan masalah, penyusunan kerangka berfikir, pengajuan

hipotesis, pengujian hipotesis dan penarikan kesimpulan.

Manfaat dari sebuah riset dan riset yang baik adalah dapat dilihat dan dinilai dari kemampuan

peneliti untuk:

a) Mengembangkan bidang ilmu tertentu (pure science).

b) Memecahkan suatu masalah yang dihadapi (applied research).

Riset yang baik sering dijadikan sumber informasi atau bahan acuan bagi ilmuwan dan

peneliti lainnya.

3. Karya Tulis Ilmiah

Hasil riset dilaporkan dalam bentuk karya tulis ilmiah yang sedapat mungkin

disebarkan secara luas melalui media ilmiah (jurnal).

Skripsi adalah suatu karya tulis ilmiah yang lebih bersifat memberikan gambaran atau

diskripsi tentang sesuatu atau melukiskan kenyataan atau fakta berdasarkan hasil suatu riset.

Tesis adalah suatu karya tulis ilmiah yang lebih bersifat mengemukakan pendapat

tentang kenyataan atau fakta tertentu.

Disertasi adalah suatu karya tulis ilmiah untuk mendapatkan predikat tertinggi dalam

bidang ilmu tertentu.

Dalam pembuatan karya tulis ilmiah, penulis dianjurkan memiliki tiga kemampuan dasar,

yaitu:

a) Pengetahuan teoritis mengenai masalah yang ditulis

b) Metodologi riset

c) Menguasai tata tulis karya ilmiah tertentu.

4. Kenyataan atau Fakta

Pekerjaan menghimpun kenyataan (pengumpulan data) masih dalam taraf

pengetahuan (knowledge). Taraf selanjutnya, adalah riset ilmiah yakni pekerjaan yang

menunjukkan hubungan antara kenyataan yang satu dengan kenyataan yang lainnya

berdasarkan metode ilmiah.

Dilihat dari segi pengaturan, hubungan antara kenyataan atau fakta dapat bersifat:

a) Hubungan fungsional

b) Hubungan material.

Dalam mengamati suatu kenyataan atau fakta dapat berbentuk data yang bersifat:

a) Kuantitatif (angka-angka)

b) Kualitatif (keterangan bukan dalam bentuk angka)

5. Penalaran

Tujuan ilmu pengetahuan adalah untuk mendapatkan kebenaran.

Cara Mengembangkan Pengetahuan

a) Manusia mempunyai bahasa yang dapat dipergunakan untuk berkomunikasi. Bahasa

mempunyai tiga fungsi, yaitu fungsi-fungsi simbolik, emotif, dan afektif. Dalam

komunikasi keilmuan, fungsi simboliklah yang perlu diusahakan menonjol, antara lain

lewat penggunaan tata-istilah yang khas dan spesifik maknanya dan gaya yang ringkas

dan jelas.

b) Manusia mampu mengembangkan pengetahuan dengan cepat dan mantap karena

mempunyai cara berfikir yang disebut penalaran. Penalaran adalah suatu proses berfikir

dalam menarik suatu kesimpulan yang berupa pengetahuan.

Kegiatan (proses) berfikir terdiri dari:

a) Penalaran dengan ciri-ciri:

Logika yakni cara berfikir menurut suatu pola tertentu.

Analitik yakni suatu cara berfikir yang menyandarkan pada suatu analisis atau uraian.

Penalaran ilmiah merupakan suatu kegiatan analisis yang menggunakan logika ilmiah.

b) Intuisi (perasaan), berperan dalam cara berfikir yang tidak analitis. Perasaan sangat

membantu dalam riset.

c) Wahyu, adalah petunjuk mengenai kebenaran yang diturunkan Tuhan melalui Rasul-

Rasul-Nya.

Wahyu dan intuisi bersumber dari Tuhan, sedangkan penalaran bersumber dari rasio

dan fakta.

Penalaran ilmiah merupakan cara berpikir dalam penarikan kesimpulan yang disebut

dengan induktif dan deduktif. Penalaran induktif (untuk mudah mengingat: masuk menyatu)

yaitu suatu penarikan kesimpulan pengalaman-pengalaman individual (khusus) untuk

mendapatkan kesimpulan secara umum (generalisasi). Penalaran deduktif (untuk mudah

mengingat: keluar menyebar) adalah suatu penarikan kesimpulan dari umum (teori,

konsensus, hukum) untuk mendapatkan kesimpulan secara khusus. Dalam riset biasanya

penalaran induktif dilakukan untuk menarik suatu kesimpulan.

BAB 2

METODE ILMIAH

1. Pengertian

Metode ilmiah (scientific method) adalah prosedur yang mencakup berbagai tindakan

pikiran, pola kerja, tata langkah, dan cara teknis untuk memperoleh pengetahuan baru atau

mengembangkan pengetahuan yang sudah ada.

Menurut sebuah ensiklopedi (The World of Science Encyclopedia), metode ilmiah

pada umumnya diartikan sebagai prosedur yang dipergunakan oleh ilmuwan dalam pencarian

sistematika terhadap pengetahuan baru dan peninjauan kembali pengetahuan yang sudah ada.

Dalam sebuah kamus (Dictionary of Behavioral Science) diberikan definsi demikian:

teknik-teknik dan prosedur-prosedur pengamatan dan percobaan yang menyelidiki alam yang

dipergunakan oleh ilmuwan-ilmuwan untuk mengolah fakta-fakta, data, dan penafsirannya

sesuai dengan asas-asas dan aturan-aturan tertentu.

2. Langkah-langkah dalam Metode Ilmiah

Dalam kepustakaan metodologi ilmu tidak ada kesatuan pendapat mengenai jumlah,

bentuk, dan urutan langkah yang pasti dalam metode ilmiah, tetapi ada langkah-langkah baku

yang meliputi:

a) Penentuan masalah

b) Perumusan hipotesis

c) Pengumpulan data

d) Perumusan kesimpulan

e) Pengujian atau verifikasi hasil

BAB 3

PENGEMBANGAN DAN PEMILIHAN TOPIK RISET

3.1. Pendahuluan

Pada umumnya, kegiatan riset memiliki patron kegiatan yang dilakukan seperti

disajikan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Patron dan contoh kegiatan dalam riset

3.2. Proses Pengembangan Topik Riset dan Organisasi

3.2.1. Proses Pengembangan Topik Riset

Contoh

1KEBUTUHAN: Alasan

utama melakukan risetUntuk mencari tahu dan solusi dari suatu problem yang ada

2

TOPIK/AREA:

Memutuskan topik atau

area spesifik yang akan

diteliti

Heat dan mass transfer, mekanika bahan, mekanika fluida, aerodinamika, hidrodinamika,

ergonomic, pembakaran, manufaktur, rekayasa biologi, safety dan sebagainya.

3TUJUAN: Identifikasi

tujuan

Ilmu pengetahuan: untuk memperkaya khasanah dan pengembangan ilmu pengetahuan.

Nasional: untuk memecahkan problem negara.

Industri: untuk memecahkan problem di dalam industri atau memperbaiki mutu produk,

proses industri dan sebagainya.

4

METODE: Memutuskan

dan merencanakan

bagaimana cara

mengumpulkan

informasi

Meneliti berbagai metode yang ada: kuesioner, interview, eksperimen di laboratorium,

eksperimen di lapangan, dan sebagainya. Benchmarking (membandingkan) metode yang

sudah ada dan ketersediaan peralatan.

5IJIN: Mengurus

perijinan

Mencari perijinan pada yang berwajib jika perlu, pemilik usaha, pemilik peralatan dan

sebagainya.

6

DOKUMENTASI:

Membuat dokumen

untuk pengumpulan

data

Menyiapkan daftar pertanyaan untuk kuesioner jika menggunakan cara pengumpulan data

seperti ini. Apabila eksperimen di laboratorium, dokumentasinya adalah peralatan dan

prosedur operasi atau protocol peralatan (prinsip-prinsip bagaimana data tersebut

dikumpulkan).

7

BENCHMARKING:

Meneliti riset yang

sebidang

Membaca laporan riset di jurnal-jurnal, artikel, buku yang mungkin orang lain telah

melakukan hal yang sama dengan yang kita lakukan saat ini.

8

ORGANISASI

(TIMESCALE): Membuat

timescale dan atau

menentukan jumlah

staf yang akan terlibat

Susun time table yang berisi tentang tugas yang akan dilakukan dan jumlah staf yang akan

terlibat selama riset berlangsung.

9ANALISIS DATA: Analisis

informasi/data

Membandingkan jawaban, mencari kemiripan, catat temuan dan kalau mungkin menarik

suatu kesimpulan.

10

PRESENTASI: Presentasi

hasil temuan

(mengapa, bagaimana,

kapan, di mana dan

apa)

Menulis artikel ilmiah lengkap dengan gambar grafik dan chart (kalau ada) untuk

memudahkan pembaca cepat memahami hasil temuan. Artikel ilmiah ini bisa dimuat dalam

jurnal ilmiah atau surat kabar.

11LAPORAN: Menulis

laporan riset

Laporan ditulis sebagai tanda bahwa riset sudah selesai dan dilaporkan kepada, misalnya

penyandang dana.

Patron

Suatu riset yang benar adalah suatu riset yang mengikuti konsep building strategy ,

yaitu riset yang dilakukan secara berkesinambungan, berkelanjutan dan merupakan

penyempurnaan hasil riset yang sebelumnya.

Dalam mengembangkan topik riset, terdapat 3 kutub keilmuan yang dapat diadopsi

yang kutub satu dan lainnya bermula dari satu muara, yaitu sains, teknologi, dan rekayasa

(Eto, 1993). Gambar 1 menyajikan gambaran diagramatik ketiga kutub keilmuan tersebut.

Gambar 3.1. Tiga kutub pengembangan riset

Dari Gambar 1 tersebut nampak bahwa, semakin jauh dari titik muara, topik riset

cenderung berkembang ke arah sain murni, rekayasa murni, dan teknologi murni.

Dalam praktek, pada umumnya riset yang dilakukan merupakan kombinasi dua atau

tiga kutub seperti disajikan dalam Tabel 3.2, sehingga ada 7 kombinasi yaitu SS, TT, RR, ST,

SR, RT, dan STR. Sering kali sulit untuk memisahkan satu dengan lainnya.

Secara umum, perbedaan karakteristik ketiga kutub tersebut disajikan dalam Tabel 3.3

(Eto, 1993).

Suatu riset yang menganut konsep building strategy, dapat dibedakan menjadi dua

yaitu:

a) Riset baru

b) Riset penyempurnaan.

Riset baru adalah riset yang dilakukan berdasarkan hal baru karena sebelumnya tidak ada.

Riset jenis ini ditandai dengan tak tersedianya informasi pendukung yang memadai dari riset-

riset sebidang sebelumnya, sehingga semua informasi pendukung yang dibutuhkan harus

dicari sendiri dengan carda memecah topik besar tersebut menjadi topik-topik kecil (sub-

topik). Sedangkan riset penyempurnaan adalah riset yang dilakukan berdasarkan riset-riset

yang telah dilakukan sebelumnya. Ini banyak dilakukan karena murah dan manfaatnya bisa

langsung dirasakan.

Ada dua macam motivator yang mendorong mengapa suatu riset dilakukan:

a) Need Pull. Pada tipe ini, riset dilakukan karena suatu kebutuhan untuk menyelesaikan

suatu masalah.

b) Technology Push. Pada tipe ini, riset dilakukan berdasarkan teknology yang dimiliki.

Riset ini umumnya dilakukan oleh negara yang kaya dengan teknologi yang dimiliki

memadai karena mahal biaya risetnya.

Kombinasi antara tiga kutub dengan dua motivator riset di atas dirangkum dalam tabel

matriks seperti disajikan dalam Tabel 3.4, memberikan 6 kemungkinan kombinasi yaitu riset

sains (NpS), teknologi (NpT), dan rekayasa (NpR) yang semuanya dikategorikan karena

kebutuhan, dan riset sains (TpS), teknologi (TpT), dan rekayasa (TpR) karena didorong oleh

tersedianya teknologi.

Proses Pengembangan Riset Berdasarkan Need Pull

Langkah-langkah proses pengembangan konsep riset ini disajikan dalam Gambar 3.2

dengan penjelasan sbb.:

1) Misi. Secara garis besar, misi berisi tentang tujuan dan sasaran rinci (aims dan

objectives) riset tersebut dilakukan, berapa lama waktu, biaya yang diperlukan dan

siapa penelitinya.

2) Identifikasi kebutuhan. Identifikasi kebutuhan berisi tentang langkah-langkah

mengidentifikasi kebutuhan berdasarkan suatu problem yang ada di masyarakat dan

dipandang penting untuk segera dicari solusinya,

3) Penetapan tema riset berisi tentang tema riset yang akan dilakukan. Tema ini

umumnya berperan sebagai payung riset. Di dalam tema berisi topik-topik riset.

4) Pengembangan topik berisi tentang pembuatan topik-topik riset berdasarkan tema

yang telah ditetapkan (pada tahap ini mungkin akan dihasilkan lebih dari 5 topik

dalam satu tema)

5) Pemilihan topik berisi tentang bagaimana caranya memilih salah satu topik dari

sejumlah topik yang telah dikembangkan (pemilihan topik ini dapat dilakukan

menggunakan metode screening atau scoring).

6) Penyempurnaan topik berisi tentang topik yang telah disempurnakan. Pada tahap ini

mungkin dilakukan modifikasi pada topik yang telah dipilih agar sesuai dengan misi

riset yang sudah dicanangkan.

7) Perencanaan riset berisi tentang rencana riset lengkap dengan perencanaan biaya dan

personil tim riset

8) Pelaksanaan riset.

Gambar 3.2. Diagram blok proses pengembangan konsep riset

Siklus riset seperti Gambar 3.2 tersebut selalu diulang untuk setiap kali melakukan riset-riset

berikutnya.

3.2.2. Organisasi

Riset yang sukses pada umumnya didukung oleh organisasi atau tim riset yang

kompak, personil yang kompeten dan kapabel serta manajemen yang efisien. Tim riset terdiri

dari ketua tim riset (PI : principal investigator) dan anggota tim riset. Keanggotaan tim pada

umumnya dipilih sesuai dengan kebutuhan akan fungsi dan tugasnya selama persiapan dan

riset berlangsung.

Gambar 3.3. Tipe-tipe organisasi

Untuk bidang ilmu sosial, teknisi atau laboran mungkin tidak diperlukan, akan tetapi

mungkin surveyor atau pengambil data menggunakan kuesioner diperlukan.

Sedangkan untuk bidang sains dan keteknikan, teknisi atau laboran pendukung di

laboratorium atau workshop diperlukan.

Tipe-tipe organisasi riset meliputi 4 tipe:

1. Organisasi Fungsional

2. Organisasi Proyek

3. Organisasi Matriks Proyek Lighweight

4. Organisasi Matriks Proyek Heavyweight

Tipe organisasi fungsional adalah anggotanya terdiri dari orang-orang yang memiliki

keahlian yang sama, sedangkan tipe proyek anggotanya terdiri dari orang-orang dengan

beragam bidang keahlian. Untuk tipe matriks disebut juga tipe campuran. Pada tipe

lightweight, kegiatan fungsionalnya dilakukan dengan cara lintas berbagai kompetensi,

sedangkan tipe heavyweight kegiatan fungsionalnya dilakukan pada anggota yang memiliki

kompetensi sama.

Untuk topik yang cakupannya besar dan luas, sehingga harus mengakomodasi

berbagai kompetensi dan sinergi antar keahlian maka tipe yang sesuai adalah tipe matriks.

Semakin spesifik topik risetnya, organisasi yang sesuai adalah tipe proyek dan

kemudian apabila lebih spesifik dan dalam keilmuannya maka tipe fungsional.

Kegiatan riset yang kompleks merupakan kegiatan interdisipliner. Cara yang paling

sederhana untuk menciptakan tim interdispiner tersebut, tahap pertama yaitu munculkan

benda fisik atau virtual yang akan diteliti, dan tahap kedua yaitu memilih keahlian yang

diperlukan untuk mendukung pemecahan masalah yang akan diteliti dan tahap ketiga baru

memilih personel yang kompeten sesuai dengan bidang keahlian yang diperlukan.

Apabila dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsinya secara langsung dan tidak

langsung, maka keanggotaan tim riset dapat terdiri dari tim inti dan tim tambahan. Tim inti

terdiri dari anggota yang pekerjaan dan kompetensinya berkaitan langsung dengan topik riset

yang akan dilakukan. Sedangkan tim tambahan adalah merupakan perluasan atau pendukung

tim yang pekerjaan dan kompetensi anggotanya tidak terkait langsung dengan kegiatan riset

yang dilakukan.

Gambar 3.4. Tim riset: tim inti dan tambahan

3.3. Identifikasi Kebutuhan Riset (KR)

KR (khususnya untuk yang need pull) didefinisikan sebagai sesuatu yang dibutuhkan

untuk pemecahan masalah (problem-solving based) dan atau sesuatu yang dibutuhkan untuk

pengembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan rekayasa.

KR perlu dikenali agar supaya riset yang akan dikembangkan sesuai dengan yang

diperlukan pengguna sehingga dapat memberikan kontribusi baik bagi masyarakat, dan perlu

dikenali agar supaya riset yang dilakukan merupakan riset yang orisinil, yang bukan

merupakan riset ulangan dari peneliti lainnya sehingga menghemat biaya dan dapat

memberikan sumbangan pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Identifikasi KR dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain dengan cara

melakukan

1. Penelusuran pustaka terkini di jurnal-jurnal nasional dan internasional,

2. Menghadiri seminar nasional dan internasional,

3. Mengikuti workshop,

4. Mengikuti diskusi dengan pakar secara aktif,

5. Melakukan diskusi dengan para industriawan di industri terkait,

6. Melakukan diskusi dengan masyarakat profesional (misal Persatuan Insinyur

Indonesia atau PII, Ikatan Ahli Tekni Otomotif atau IATO dsb.),

7. Diskusi dengan pakar di lembaga riset di perguruan tinggi, di lembaga patent,

8. Penelusuran informasi melalui situs internet,

9. Melakukan pengamatan kehidupan di sekitar kita dsb.

Berikut ini disajikan contoh identifikasi KR:

Berdasarkan hasil diskusi dengan industriawan bidang sintering: bahwa kelemahan mesin

selective laser sintering yang telah dipasarkan sekarang ini adalah akurasi dimensi masih

relatif rendah yaitu sekitar 0,01 mm dan belum bisa lebih akurat lagi, serta adanya bonus-

Z atau tambahan dimensi ke arah sumbu Z, sehingga apabila digunakan untuk membuat

saluran berpenampang lingkaran dengan posisi mendatar, bentuk penampang bagian atas

bukan berbentuk lingkaran akan tetapi sedikit datar sehingga masih perlu dilakukan

permesinan yang tentu saja menambah biaya. Berdasarkan kondisi seperti ini, maka riset

yang dibutuhkan adalah riset untuk menemukan penyebabnya melalui riset pada perilaku

materialnya apabila dikenai panas, mencari pengaruh komposit serbuk dan blok material,

interaksi antar berbagai parameter proses misalnya ukuran partikel, daya laser atau heat

flux, ukuran spot laser, kecepatan scanning dan scanning space.

3.4. Menetapkan Tema Riset

Ditentukan oleh kelompok bidang keilmuan, misalnya : teknik mesin dan industri

Kelompok keilmuan antara lain : perpindahan panas dan massa, mekanika fluida,

mekanika perpatahan, aerodinamika, mekanika bahan, konversi energi, proses

manufaktur, ergonomi, turbin (gas,uap, air), pompa dan compressor, pendingin dan

pemanas, bahan bakar, suara dan getaran mekanik, sintering, brazing, pengelasan,

metalurgi fisik, kesehatan kerja, surface enginering, teknologi nano, dsb.

Ditentukan oleh penyandang dana (pemerintah , swasta) misalnya riset RUT tahun 2003

penyandang dananya pemerintah indonesia dengan tema riset yang diunggulkan adalah

kelapa sawit yang mencakup milai dari daun, buah, batang dan akarnya. Tema riset ini

cukup luas bidang kajiannya sehingga bisa menjadi poihon riset yang sebenarnya. Bidang

keilmuan yang bisa berpartisipasi adalah bidang agronomi , kelompok industri dan

kelompok material dan prosesnya. Tetapi tidak menutup kemungkinan kelompok lain

dapat berpartisipasi sepanjang kompetensinya berkaitan dengan topik riset kelapa sawit.

Tema riset bisa berbeda kemungkinan setiap tahunya bergantung dengan urgensi

kebutuhan pemerintah indonesia.

3.5. Mengembangkan Topik Riset

Setelah tema riset ditetapkan misalnya proses manufaktur maka topik riset dikembangkan

berdasarkan tema riset yang telah ditetapkan. Jadi topik adalah bagian dari tema. Untuk

mengembangkan topik ada 3 tahapan yaitu klarifikasi permasalahan, eksplorasi topik

secara eksternal dan internal.

Tahap 1. Klarifikasi Problem

Membentuk tim riset -->Mendefinisikan problem untuk mencari solusi sesuai misi riset --

> Kebutuhan pennguna hasil riset.

Pendefinisian ini adalah pemahaman problem yang ada

REFERENSI Dictionary of Behavioral Science. (n.d.).

Eto, H. (1993). Research and Development Strategies in Japan. Elsevier.

Jamasri. (2003). Metodologi dan Implementasi Riset. Yogyakarta: Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik UGM.

The World of Science Encyclopedia. (n.d.).