Apa Itu Sampel, Mengapa Diperlukan, dan Bagaimana Menentukannya?

Pada tulisan-tulisan sebelumnya saya sudah menyebut istilah sampel (cuplikan, percontoh). Mengingat sampel begitu penting artinya dalam penelitian maka saya perlu mendalami tentang sampel ini. Saya juga merasa perlu mendalami tentang sampel ini karena meskipun penting, ternyata tidak diajarkan sebagai matakuliah tersendiri sebagaimana halnya matakuliah mengenai perancangan percobaan. Padahal, sampel merupakan rancangan penelitian survei, satu di antara metode penelitian yang dapat digunakan untuk melakukan penelitian dalam program studi agroteknologi. Bahkan sampel, dinamakan sub-sampel, juga digunakan dalam penelitian dengan metode eksperimen. Saya tidak tahu sebabnya mengapa pengambilan sampel begitu diabaikan, padahal penelitian dalam bidang agroteknologi juga dapat dilakukan dengan menggunakan metode survei.

Menurut Wikipedia, sampel merupakan sejumlah obyek yang diambil dari keseluruhan obyek dengan menggunakan cara yang tidak bergantung pada karakteristik obyek. Proses penentuan sampel dari suatu populasi penelitian (berbeda dengan populasi dalam biologi) disebut pengambilan sampel (sampling). Keseluruhan obyek dari mana sampel diambil merupakan populasi penelitian dari obyek, sedangkan cara yang digunakan agar sampel yang terambil tidak bergantung pada karakteristik individu obyek disebut pengacakan (randomisasi, randomization). Pengambilan sampel secara acak dikenal sebagai pengambilan sampel peluang (probability sampling), sedangkan sebaliknya disebut pengambilan sampel bukan peluang (non-probability sampling). Pengambilan sampel secara acak memungkinkan sampel dapat merepresentasikan populasi penelitian dari mana sampel diambil, sedangkan pengambilan sampel secara tidak acak sebaliknya. Karena merupakan representasi populasi penelitian maka kesimpulan yang diperoleh dari sampel acak dapat digunakan untuk melakukan generalisasi terhadap populasi penelitian.

Pengambilan sampel secara acak memerlukan apa yang disebut kerangka pengambilan sampel (sampling frame), yang merupakan daftar seluruh individu obyek dalam populasi penelitian, misalnya daftar rumah tangga miskin di suatu desa untuk mengambil sampel rumah tangga miskin di desa tersebut. Setiap individu dalam kerangka pengambilan sampel disebut satuan sampel (sampling unit), dalam hal ini satu rumah tangga miskin merupakan satuan sampel. Kerangka pengambilan sampel diperlukan agar dapat dilakukan pengacakan, antara lain dengan penarikan lotere, menggunakan tabel bilangan acak, menggunakan perangkat lunak yang disebut pseudo-random number generator, atau dengan menggunakan perangkat keras khusus untuk menghasilkan bilangan acak. Pengambilan sampel secara tidak acak tentu tidak memerlukan kerangka pengambilan sampel. Bahkan, di kalangan positivis, pengambilan sampel secara tidak acak dipandang bukan sebagai pengambilan sampel.

Pengambilan sampel, baik secara acak maupun tidak acak, memerlukan apa yang disebut rancangan pengambilan sample (sampling design). Pada dasarnya, rancangan pengambilan sampel berkaitan dengan segala sesuatu mengenai bagaimana sampel diambil dari populasi penelitian. Rancangan pengambilan sampel acak terdiri atas dua rancangan pengambilan sampel dasar (basic sampling design) sebagai berikut:

• Rancangan pengambilan sampel acak sederhana (simple random sampling): digunakan bila sebaran satuan sampel dalam ruang bersifat acak, setiap satuan sampel diambil secara acak dari kerangka pengambilan sampel
• Rancangan pengambilan sampel sistematik sederhana (simple systematic random sampling): digunakan bila sebaran satuan sampel dalam ruang bersifat mengelompok, satuan sampel pertama diambil secara acak dan satuan sampel berikutnya dengan kriteria tertentu, tidak memerlukan kerangka pengambilan sampel

Dari kedua rancangan dasar tersebut di atas kemudian dikembangkan dua rancangan pengambilan sampel lanjutan (advanced sampling design) sebagai berikut:

• Rancangan pengambilan sampel berstrata (stratified sampling design): populasi statistik dibagi menjadi N strata dan kemudian dari setiap strata diambil n satuan sampel (strata tidak disampel)
• Rancangan pengambilan sampel bertahap (multi-stage random sampling): populasi penelitian dibagi menjadi N bagian untuk kemudian diambil p bagian sebagai sampel (p<N) dan setiap satuan p kembali dibagi menjadi q bagian untuk kemudian diambil r bagian sebagai sampel (r<q), dan seterusnya (bagian disampel)

Rancangan pengambilan sampel berstrata dan rancangan pengambilan sampel bertahap masing-masing dapat menggunakan salah satu dari rancangan pengambilan sampel dasar (acak sederhana atau sistematik sederhana). Dengan demikian, dikenal misalnya rancangan pengambilan sampel acak berstrata (stratified random sampling), pengambilan sampel sistematik bertahap (stratified systematic sampling), rancangan pengambilan sampel acak berstrata (multi-stage random sampling), dst.

Rancangan pengambilan sampel acak lain yang dapat digunakan bila kerangka pengambilan sampel tidak tersedia adalah sebagai berikut:

• Pengambilan sampel gugus (cluster sampling): populasi penelitian dipilah menjadi N gugus dengan kriteria tertentu dari mana kemudian diambil n gugus (n<N) yang masing-masing beranggota sebanyak p yang seluruhnya digunakan sebagai satuan sampel.
• Pengambilan sampel wilayah (area sampling): populasi penelitian dipilah ke dalam N wilayah dengan kriteria tertentu dari mana kemudian diambil n sub-wilayah (n<N) yang masing-masing terdiri atas sebanyak p sub-subwilayah yang seluruhnya digunakan sebagai satuan sampel.

Seluruh rancangan pengambilan sampel di atas merupakan rancangan pengambilan sampel acak dengan jumlah satuan sampel yang tetap. Dalam kasus tertentu, misalnya dalam pengambilan sampel untuk menentukan apakah rerata sampel telah mencapai nilai tertentu, pengambilan satuan sampel dengan jumlah tetap dapat menjadi membuang-buang tenaga, waktu, dan biaya. Dalam keadaan demikian, bila rerata populasi terlalu tinggi atau terlalu rendah maka pengambilan beberapa satuan sampel saja sebenarnya sudah dapat digunakan untuk menentukan apakah rerata sudah tercapai atau belum. Rancangan pengambilan sampel seperti ini dikenal sebagai rancangan pengambilan sampel beruntun (sequential sampling design). Untuk menggunakan rancangan pengambilan sampel beruntun, terlebih dahulu perlu ditentukan batas atas dan batas bawah penghentian pengambilan satuan sampel dalam bentuk rencana pengambilan sampel (sampling plan).

Sampel diambil sebagai representasi populasi penelitian. Untuk itu, selain harus diambil dengan menggunakan rancangan pengambilan sampel tertentu, sampel juga harus diambil dalam jumlah satuan sampel minimum tertentu. Jumlah satuan sampel minimum yang perlu diambil tersebut disebut ukuran sampel (sample size). Pada dasarnya, ukuran sampel bergantung pada keberagaman populasi dan toleransi terhadap galat pengambilan sapel (sampling error). Dalam hal ini, semakin beragam populasi dan semakin kecil galat yang ditoleransi maka semakin besar ukuran sampel yang perlu diambil. Ukuran sampel minimum untuk keberagaman populasi tertentu dan toleransi melakukan galat pengambilan sampel tertentu dapat dapat ditentukan, masing-masing untuk mengestimasi nilai rerata maupun nilai proporsi. Saya masih mempelajari cara menghitung ukuran sampel tersebut sebelum dapat memaparkannya melalui tulisan lain pada waktu-waktu mendatang. Untuk sementara, silahkan kawan-kawan mempelajari bersama saya, teori mengenai penentuan ukuran sampel dari situs The Institute of Food and Agricultural Sciences (IFAS), University of Florida (sesekali ikut membaca materi kuliah universitas luar negeri, supaya tidak ketinggalan) atau hal yang sama sebagai pembanding dari artikel online International Jourbal of Ayurveda Research yang tersedia pada situs National Center for Biotechnology Information, USA.

Selain pengambilan sampel peluang (secara acak), juga terdapat pengambilan sampel bukan peluang (tidak secara acak). Pemabilan sampel bukan peluang secara tidak acak tersebut dilakukan dengan rancangan sebagai berikut:

• Pengambilan sampel bertujuan (purposive sampling): tidak memerlukan kerangka pengambilan sampel, tidak memerlukan pengacakan, satuan sampel diambil berdasarkan kriteria tertentu
• Pengambilan sampel bola salju (snowball sampling): tidak memerlukan kerangka pengambilan sampel, tidak memerlukan pengacakan, satuan sampel pertama diambil berdasarkan informasi tertentu dan satuan-satuan sampel berikutnya diambil dengan memperhatikan masukan dari satuan sampel berikutnya
• Pengambilan sampel kebetulan (accidental sampling): tidak memerlukan kerangka pengambilan sampel, tidak memerlukan pengacakan, sampel diambil begitu saja asalkan dapat ditemukan.

Data hasil pengambilan sampel bukan peluang tidak memenuhi syarat untuk dianalisis secara statistik karena tidak memenuhi syarat acak yang menjadi asumsi setiap teknik analisis statistika.

Pengambilan sampel untuk suatu penelitian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

• Menentukan populasi penelitian dan tujuan pengambilan sampel, populasi penelitian merupakan kumpulan obyek penelitian dari mana sampel akan diambil
• Menentukan satuan sampel, satuan-satuan obyek penelitian yang diambil sebagai satu satuan sampel
• Menentukan rancangan pengambilan sampel, dengan menggunakan satu rancangan tertentu berupa rancangan dasar atau rancangan pengembangan tertentu yang dipilih sesuai dengan tujuan penelitian, kondisi satuan sampel, sebaran ruang satuan sampel (acak, teratur, atau mengelompok), dan karakteristik peubah penelitian. Contoh pemilihan rancangan pengambilan sampel dalam ilmu lingkungan dapat diperoleh dari US EPA.
• Menentukan kerangka pengambilan sampel, daftar seluruh obyek penelitian yang akan digunakan untuk melakukan pengacakan. Bila pengambilan sampel tidak dilakukan secara acak untuk setiap satuan sampel maka kerangka pengambilan sampel tidak diperlukan. 
• Menentukan ukuran sampel, menghitung jumlah satuan sampel minimum yang perlu diambil agar sampel yang diambil dengan menggunakan rancangan pengambilan sampel tertentu dapat merepresentasikan populasi. Penentuan ukuran sampel untuk mengestimasi proporsi dan rerata diberikan oleh Wikipedia, sedangkan untuk mengestimasi proporsi dapat diperoleh dari situs Creative Research Systems dalam bentuk kalkulator ukuran sampel (sample size calculator).
• Menenrukan frekuensi dan waktu pengambilan sampel, diperlukan hanya bila pengumpulan data dilakukan lebih dari satu kali (berulang).
• Melakukan pengambilan sampel, dilakukan dengan berdasarkan rencana pengambilan sampel yang berisi keterangan mengenai populasi, satuan sampel, rancangan pengambilan sampel, kerangka pengambilan sampel, ukuran sampel, serta frekuensi dan waktu pengambilan sampel.

Pengambilan sampel terutama diperlukan pada penelitian survei, khususnya bila kesimpulan akan digunakan untuk melakukan generaslisasi. Saya akan memaparkan apa itu penelitian survei pada tulisan berikutnya, sebab saya masih harus mempelajarinya.

Revisi belum pernah dilakukan

Hakcipta tulisan ini dilindungi berdasarkan Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.

Untuk memahami tulisan singkat ini secara lebih tuntas, silahkan klik setiap tautan yang tersedia. Bila Anda masih mempunyai pertanyaan, silahkan sampaikan melalui kotak komentar di bawah ini.