Cakupan dan prasyarat
Kerangka kerja ACT, revisi Februari 2026. Kasus-kasus kelas di sini bukan format ACT resmi.
- Identifikasi variabel independen, dependen, dan terkontrol di seluruh eksperimen
- Pilih tindak lanjut yang mengisolasi penjelasan yang diusulkan
- Terapkan kriteria dan batasan teknik pada perbandingan desain
Prasyarat: Variabel independen/dependen; kontrol; batasan desain.
Jelaskan dan pilih metode
Teks Ringkasan Penelitian mendeskripsikan eksperimen dengan desain terkait namun berbeda. Buat tabel ringkas tentang apa yang berubah, apa yang diukur, dan apa yang tetap tetap. Bandingkan nomor eksperimen dengan hati-hati: bahan yang sama mungkin digunakan dengan volume, suhu, atau durasi yang berbeda. Kontrol menyediakan perbandingan untuk efek yang dinyatakan; itu tidak selalu merupakan percobaan tanpa perlakuan dalam setiap kemungkinan eksperimen.
Untuk mengisolasi variabel, tahan alternatif relevan tetap konstan dan variabelkan variabel tersebut secara sengaja. Percobaan berulang menilai variabilitas dan mengurangi ketergantungan pada satu observasi. Alokasi acak dapat mengurangi perbedaan kelompok sistematis ketika desain mengizinkannya. Hasil dari satu alat, durasi, atau populasi tidak otomatis digeneralisasi ke yang lain.
Eksperimen tindak lanjut harus membedakan penjelasan yang diusulkan. Prediksikan apa yang akan diharapkan masing-masing dan pilih pengukuran yang mampu memisahkannya. Memperluas studi ke rentang baru menguji umumitas, tetapi mengubah beberapa kondisi secara bersamaan dapat mencegah interpretasi kausal. Nyatakan apakah tugas baru mengeksplorasi hubungan atau mengisolasi penjelasan.
Tugas teknik menambahkan tujuan, kriteria terukur, dan batasan seperti biaya, massa, atau defleksi yang diperbolehkan. Sebuah desain dapat diterima hanya jika memenuhi batasan yang diperlukan. Mengoptimalkan satu pengukuran tidak selalu membuatnya terbaik secara keseluruhan. Perbandingan yang adil menerapkan beban uji dan prosedur yang sama, dengan percobaan berulang di mana memungkinkan.
Perbandingan terkontrol mengubah penyebab yang diusulkan sementara menahan penyebab alternatif tetap. Desain teknik harus memenuhi setiap batasan yang dinyatakan. Pengulangan memperkirakan variasi; hal itu tidak membatalkan perubahan pada kedua material dan ketebalan.
Contoh terpecahkan. Studi teknik asli: balok A dan B diuji pada beban 10 N dengan panjang dan penyangga yang identik. A biaya 4 unit dan melengkung 3 mm; B biaya 7 dan melengkung 1 mm. Biaya yang dibutuhkan ≤5 dan kelengkungan ≤4 mm. A memenuhi kedua batasan; B gagal biaya meskipun kelengkungan lebih kecil. Untuk menguji apakah ketebalan menjelaskan kelengkungan, gunakan balok dengan material, panjang, dan geometri penyangga yang sama pada beberapa ketebalan di bawah beban yang sama. Menguji satu balok kayu tebal dan satu balok logam tipis mencampuradukkan material dengan ketebalan. Pengukuran berulang dapat mengungkapkan variasi, tetapi pengulangan saja tidak menghilangkan pencampuran itu.
Bahan latihan
Ringkasan penelitian hipotetis asli — Lengan pendingin
Sebuah tim laboratorium menguji lengan yang dimaksudkan untuk menurunkan suhu sensor kecil selama operasi. Semua sensor dimulai dari 22°C. Suhu diukur setelah sepuluh menit penggunaan dengan pengaturan daya, kondisi ruangan, dan instrumen pengukuran yang sama. Lengan A berharga 4 unit, B berharga 7 unit, dan sensor tanpa lengan adalah kontrol. Brief desain mensyaratkan biaya tidak lebih dari 5 unit dan suhu akhir tidak lebih dari 35°C. Suhu yang lebih rendah saja bukan satu-satunya kriteria desain.
Percobaan 1 menggunakan sensor identik dan mencatat tiga percobaan independen per lengan. Suhu akhir dalam °C adalah: kontrol 41,42,43; A 33,34,35; B 30,31,32. Tim mengatur ulang suhu awal dan memeriksa muatan sensor sebelum setiap percobaan. Mereka melaporkan rata-rata dan seluruh rentang yang diamati. Rentang ini mendeskripsikan percobaan tersebut, bukan setiap hasil di masa depan. Tim belum mengukur ketahanan lengan.
Percobaan 2 menyelidiki ketebalan untuk material A. Setiap lengan memiliki panjang dan kepasangan yang sama; ketebalannya adalah 1,2,3 mm. Rata-rata suhu akhir masing-masing adalah 38,34,32°C. Semua kondisi lain yang disebutkan cocok dengan Percobaan 1. Mengubah ketebalan juga mengubah jumlah material, sehingga tinjauan desain di masa depan harus mengukur biaya alih-alih menganggapnya tetap di 4 unit. Seorang siswa mengusulkan menguji lengan 3-mm pada material B dibandingkan dengan lengan 1-mm pada material A untuk mengidentifikasi efek ketebalan. Perbandingan ini akan mengubah dua faktor sekaligus.
Dua model asli menjelaskan pola suhu yang diamati. Model P mengatakan suhu akhir hanya bergantung pada ketebalan, terlepas dari material. Model Q mengatakan baik ketebalan maupun material penting; pada ketebalan yang sama, ia memprediksi bahwa material B menghasilkan suhu akhir yang lebih rendah daripada A di bawah kondisi yang sama. Kedua model memprediksi suhu akhir yang lebih rendah saat ketebalan meningkat dalam interval 1–3 mm yang diuji. Tren penurunan saja oleh karena itu tidak dapat memisahkannya.
Eksperimen 3 menguji sleeve A dan B baru, masing-masing setebal 2 mm, dalam kondisi yang cocok. Suhu akhir rata-rata adalah A 34°C dan B 31°C. Resolusi yang disebutkan instrumen pengukur adalah 0.1°C, dan tim memeriksa kalibrasinya dengan referensi. Percobaan berulang tetap diperlukan untuk memetakan variabilitas dan menyingkirkan perbedaan lain dalam pembuatan. Hasilnya bertentangan dengan prediksi P tentang independensi material dan konsisten dengan arah Q; ini bukan bukti bahwa Q adalah satu-satunya penjelasan yang mungkin.
Deret waktu terpisah untuk satu sensor dengan sleeve A mencatat suhu 22,28,32,34°C pada 0,2,4,6 menit. Pengamatan ini menunjukkan pemanasan dengan peningkatan dua menit yang semakin kecil. Tidak ada pengukuran beyond enam menit yang disediakan dalam deret ini. Usulan untuk melanjutkan kemiringan interval pertama hingga dua belas menit adalah asumsi model yang dapat ditentang oleh pengukuran kemudian, bukan pembacaan dari tabel.
Latihan dengan penalaran
Latihan 1
Temukan rata-rata dan jangkauan yang diamati untuk kontrol, A, dan B dalam Eksperimen 1. Sleeve mana yang memenuhi kedua batasan desain dalam percobaan ini?
Penalaran. Rata-rata kontrol 42°C, jangkauan 41–43°C; A rata-rata 34°C, jangkauan 33–35°C; B rata-rata 31°C, jangkauan 30–32°C. A berharga 4≤5 dan mencapai maksimal 35°C, sehingga memenuhi keduanya dalam percobaan ini. Suhu B yang lebih rendah tidak mengatasi biaya 7>5. Ini tidak menjamin daya tahan atau suhu di masa depan.
Latihan 2
Identifikasi variabel yang diubah dan diukur dalam Eksperimen 2. Mengapa usulan siswa mengenai A versus B gagal mengisolasi ketebalan?
Penalaran. Ketebalan diubah dan suhu akhir diukur. Material, panjang, kepasangan, suhu awal, dan kondisi operasional dikontrol dalam Eksperimen 2. Usulan tersebut mengubah material dan ketebalan secara bersamaan, sehingga salah satunya bisa menjelaskan perbedaan; pengulangan tidak akan menghilangkan percampuran itu.
Latihan 3
Usulkan tindak lanjut untuk desain A 3-mm yang memenuhi persyaratan yang sebelumnya tidak diukur dan mempertahankan perbandingan suhu yang adil.
Penalaran. Ukur biaya dan daya tahannya yang sebenarnya, sambil mengulang uji suhu akhir yang cocok dengan material, panjang, kepasangan, daya, suhu awal, dan durasi yang sama. Biaya sleeve yang lebih berat tidak dapat diasumsikan tetap. Tentukan batas penerimaan sebelum memilih, daripada memutuskan berdasarkan pendinginan saja.
Batasan dan penggunaan selanjutnya
Eksperimen yang dikacaukan secara berulang tetap dikacaukan. Kinerja terbaik pada satu metrik dapat gagal memenuhi brief desain.
Ini adalah tugas latihan orisinal yang ditulis khusus untuk kursus ini, bukan soal ujian resmi.