BIOSTATISTIKA, oleh L. Indah Murwani Yulianti Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283 Telp: 0274-889398; Fax: 0274-889057; E-mail: info@grahailmu.co.id Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memper banyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN: 978-602-262-282-6 Cetakan ke I, tahun 2014

KATA PENGANTAR Biostatistika memiliki peran yang cukup sentral dalam pelaksanaan penelitian. Meskipun tidak semua penelitian menggunakan analisis ini namun diharapkan setiap mahasiswa di Fakultas Teknobiologi memahami prinsip dasar dan aplikasi dalam berbagai bentuk penelitian. Buku Ajar Biostatistika ini disusn berdasarkan Kurikulum Berbasis Kompetensi Fakultas Teknobiologi Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Buku ini diarahkan untuk meningkatkan kemampuan dasar dalam analisis statistic dilengkapi dengan banyak latihan dan contoh riil penelitian-penelitian biologi Seluruh strandar kompetensi dalam kurikulum tertuang dalam buku ini. Standar kompetensi tersebut akan menjadi kualifikasi kemampuan minimal peserta didik yang menggambarkan penguasaan pengetahuan, Standar kompetentensi dalam matakuliah biostatistik ini adalah: mahasiswa dapat menggunakan atau memilih aplikasi statistik dalam penelitian biologi baik secara manual maupun dengan alat bantu SPSS secara benar, melakukan analisis dan menyimpulkannya Dari standar kmpetensi tersebut dijabarkan dalam 7 (tujuh) kompetensi dasar, yaitu: 1. KD1: Mahasiswa bisa membedakan statistik dan statistika, sampel dan populasi serta dapat menjelaskan kembali manfaat statistik dalam berbagai keperluan 2. KD2: Mahasiswa dapat menghitung mean,modus, median, kuartil, desil, persentil, ukuran simpangan, dispersi dan variasi serta pemanfaatan dalam berbagai topik penelitian 3. KD3: Mahasiswa mampu menghitung peluang dan mengaplikasikan dalam penelitian biologi dengan menggunakan Distribusi Rata-rata, Distribusi Proporsi, Distribusi simpangan baku, Distribusi selisih rata-rata, Distribusi selisih proporsi 4. KD4: Mahasiswa bisa menyusun suatu hipotesis statistik dan dapat melakukan pengujian hipotesis baik menguji rata-rata (1 dan 2 pihak), menguji proporsi (1 dan 2 pihak), menguji varian, kesamaan dua rata-rata, kesamaan dua proporsi, Chi Kuadrat

vi Biostatistika 5. KD5: Mahasiswa bisa menjelaskan kembali prinsip-prinsip dalam membuat rancangan percobaan, menganalisis dengan RAL, RAK dan Faktorial membaca hasil analisis dan membuat kesimpulan serta mengaplikaikannya dalam penelitian 6. KD6: Mahasiswa bisa menjelaskan dan membedakan analisis korelasi dan regresi, syarat data yang diperlukan, menganalisis, membaca hasil analisis, membuat kesimpulan dan menyusun persamaan regresi serta mengaplikasikannya dalam penelitian 7. KD7: Mahasiswa dapat menerapkan penggunaan statistik non parametrik dalam analisis data yang tidak memungkinkan dengan menggunakan analisis parametrik serta mampu membuat kesimpulan dari analisis yang sudah dilakukan Materi-materi dalam buku ini terbagi menjadi beberapa kajian yaitu: pengumpulan, pengolahan, penyajian dan analisis data penelitian serta penarikan kesimpulan dari hasil analisis data yang telah dilakukan. bahan kuliah meliputi konsep dasar statistika; pengolahan data; penyajian data; analisis univariatif deskriptif; regresi dan korelasi; teori probabilitas; distribusi teoritis; pengujian hipotesis; anava ; uji kai kuadrat; uji non parametrik. Materi tersebut akan digunakan sebagai acuan bagi mahasiswa. Lebih dari itu, kreativitas dosen maupun mahasiswa lebih menentukan isi dan jalannya proses belajar. Materi yang tersaji lebih bersifat sebagai pemandu, dan tetap diperlukan seorang fasilitator maupun motivator. Oleh karena itu, sangatlah diharapkan dosen berperan sebagai fasilitator dan motivator. Proses pembelajaran tetap berada pada aktivitas peserta didik sebagai subjek melalui pendekatan Student Centered Learning (SCL). Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung dan membantu penyusunan buku ini dari awal hingga akhir. Buku ini akan terus dikaji dan dilakukan penyempurnaan untuk bisa terus mendukung dalam kegiatan belajar mengajar. Yogyakarta, April 2014 Penyusun

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI vii BAB 1 PENDAHULUAN 1 A. Statistik dan Statistika 1 B. Populasi dan Sampel 1 C. Penyajian Data 2 BAB 2 DAFTAR DISTRIBUSI FREKUENSI 5 A. Pendahuluan 5 B. Membuat Tabel Distribusi Frekuensi 6 C. Histogram dan Poligon Frekuensi 8 BAB 3 UKURAN GEJALA PUSAT DAN LETAK 11 A. Rata-rata Atau Rata-rata Hitung 11 B. Modus 12 C. Median, Kuartil, Desil dan Persentil 13 D. Kuartil 16 BAB 4 UKURAN SIMPANGAN, DISPERSI DAN VARIASI 21 A. Simpangan Baku 21 B. Angka Baku (Z-Score) 24 BAB 5 SAMPLING DAN DISTRIBUSI SAMPLING 33 A. Pengertian 33 B. Distribusi Sampling Rata-Rata 33

viii Biostatistika C. Distribusi Proporsi 35 D. Distribusi Selisih dan Jumlah Rata-Rata 36 E. Distribusi Selisih Proporsi 37 BAB 6 PENGUJIAN HIPOTESIS 39 BAB 7 RANCANGAN PERCOBAAN 53 A. Pengertian 53 B. Menentukan Jumlah Ulangan Dalam Percobaan 54 C. Macam Rancangan Percobaan 54 D. Uji Beda Nyata Terkecil 56 BAB 8 KORELASI DAN REGRESI 83 A. Statistika Parametrik dan Statistika Nonparametrik 93 B. Keuntungan dan Kekurangan Statistika Non Parametrik 93 BAB 9 STATISTIK NON PARAMETER 93 A. Mann-Whitney Test (Uji U) 94 B. Uji Peringkat Bertanda (Wilcoxon) Untuk Data Sepadan 99 C. Uji Kruskal-Wallis 101 D. Uji Friedman 103 DAFTAR PUSTAKA 115 -oo0oo-

BAB 1 PENDAHULUAN A. STATISTIK DAN STATISTIKA Statistik menyatakan kumpulan data yang sering disajikan dalam bentuk tabel, diagram garis, diagram batang, diagram lingkaran, histogram, polygon frekuensi yang mengambarkan suatu persoalan tertentu. Jadi statistik merupakan hasil dari suatu pengamatan atau penelitian dan ketika dibuat suatu laporan perlu diberi penjelasan, uraian atau kesimpulan tentang persoalan yang diamati atau diteliti. Sebelum dibuat suatu kesimpulan dari hasil pengamatan atau penelitian membuat kesimpulan diperlukan pengumpulan keterangan atau data, mempelajari data, menganalisa dengan berdasarkan cara pengolahan data yang benar baru bisa diambil suatu kesimpulan yang benar dan bisa dilaporkan / dipaparkan dalam bentuk statistik yang sesuai. Proses inilah yang dinamakan dengan statistika. Jadi statistika adalah pengetahuan yang berhubungan dengan cara-cara pengumpulan data, pengolahan atau penganalisisannya dan penarikan kesimpulan berdasarkan kumpulan data dan analisis yang dilakukan. B. POPULASI DAN SAMPEL Populasi adalah wilayah generalisasi yang terdiri atas obyek atau subyek yang mempunyai kualitas dan karakteristik tertentu yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari dan kemudian ditarik kesimpulannya (Sugiyono, 2003). Jadi populasi menyangkut semua nilai baik hasil perhitungan maupun pengukuran, baik kuantitatif maupun kualitatif, dari karakteristik tertentu mengenai sekelompok objek yang lengkap dan jelas. Sebagian dari populasi yang akan diteliti dan yang dianggap dapat menggambarkan karakteristik populasinya (Fraenkel, 1990) disebut sampel. Proses pemilihan individu-individu dari sebuah populasi yang akan dijadikan sebagai sampel yang akan berpartisipasi di dalam penelitian disebut sebagai teknik pengambilan sampel (Fraenkel, 1990)

2 Biostatistika Sampel Populasi Dalam pengumpulan data harus JUJUR, kebenaran datanya dapat dipercaya. Proses pengumpulan data dapat dilakukan dengan SENSUS atau SAMPLING. Pada data yang kecil, sensus lebih baik untuk dilakukan tetapi apabila populasi itu tak terhingga (tidak diketahui) maka peneliti tidak mungkin melakukan sensus sehingga harus dilakukan sampling. Ada enam alasan melakukan sampling (Sujana:1992), yaitu ukuran populasi, faktor biaya, faktor waktu, percobaan yang sifatnya merusak/mengganggu, faktor kecermatan penelitian dan faktor ekonomis. Roscoe dalam Sugiyono (2006) memberikan saran untuk ukuran sampel: 1. Ukuran sampel yang layak dalam penelitian adalah antara 30 500 2. Bila sampel dibagi dalam kategori (mis.pria-wanita; PNS-Swasta dsb) maka jumlah anggota sampel setiap kategori minimal 30 3. Bila dalam penelitian akan melakukan analisis dengan multivariate (mis.korelasi, regresi ganda) maka jumlah anggota sampel minimal 10 kali dari jumlah variabel yang diteliti. Misalnya ada 3 variabel penelitian baik yang independen maupun dependen maka jumlah anggota sampel adalah 10 X 3 atau sebanyak 30 sampel 4. Untuk penelitian eksperimen sederhana yang menggunakan kelompok eksperimen dan kelompok kontrol, maka jumlah anggota sampel masing-masing antara 10-20 C. PENYAJIAN DATA Data yang diperoleh dalam penelitian dapat disajikan dalam bentuk tabel, diagram garis, diagram batang, diagram lingkaran, histogram, polygon frekuensi 1. TABEL JUDUL TABEL Judul baris Judul Kolom Sumber:..