Metode Penelitian Sains-Desain atau Design-Science Research adalah suatu metode penelitian yang bertujuan untuk membuat produk yang baru (artifacts) dan mengujinya apakah produk ini berguna sesuai tujuannya.
Metode Penelitian Sains-Desain (Design-Science Research) merupakan metode yang sangat populer dan umum digunakan di rumpun ilmu Computing (termasuk di dalamnya Ilmu Komputer (Computer Science), Teknik Komputer (Computer Engineering), Rekayasa Perangkat Lunak (Software Engineering), Teknologi Informasi, dan Sistem Informasi). Bahkan Penelitian Design-Science dan Penelitian Behavioral Science diyakini sebagai 2 kelompok penelitian terpenting dalam di disiplin ilmu Sistem Informasi (Hevner et all., 2004).
Penelitian-penelitian Behavioral Science, yang berakar dari Natural Science Research, menghasilkan Teori-Teori yang mampu menjelaskan dan memprediksi paradigma-paradigma terkait manusia dan organisasi yang terlibat langsung maupun tidak langsung dalam analisis, desain, implementasi, manajemen, dan penggunaan Sistem Informasi. Teori-teori dalam Behavioural Science akan mampu menjelaskan interaksi antara manusia, teknologi, dan organisasi yang harus dikelola agar sebuah Sistem Informasi mampu meningkat efisiensi dan efektivitas sebuah organisasi. Teori-teori ini juga akan mempengaruhi keputusan-keputusan desain (perancangan) sebuah Sistem Informasi, terkait Metodologi Pengembangan Sistem yang akan digunakan, Kapabilitas fungsional yang perlu dibangun, konten informasi, dan user-interface yang paling cocok untuk target pengguna.
Sementara Penelitian-Penelitian Sains-Desain (Design-Science Research) tumbuh dari disiplin ilmu Teknik (Engineering) dan Sains artificial oleh manusia. Paradigma Sains Desain pada intinya adalah paradigma Penyelesaian Masalah (Problem-solving). Kajian Sains Desain selalu mencoba mencari inovasi-inovasi ide, cara kerja (praktik), kemampuan teknis, dan produk (artifacts) agar analisis, perancangan, implementasi, manajemen, dan pemanfaatan Sistem Informasi dapat dilakukan dengan lebih efisien dan efektif.
Penelitian Behavioral Science dan Design-Science sangat penting dan saling melengkapi dalam Penelitian disiplin ilmu Sistem Informasi. Keduanya seperti 2 sisi mata uang. Penelitian Behavioral Science menghasilkan Teori (pengetahuan tentang fenomena manusia dan organisasi) sementara Penelitian Design-Science menghasilkan Artifacts yang merupakan Pemanfaatan dari Teori-Teori Behavioral Science dalam bentuk Artifacts yang efektif untuk implementasi praktis manusia/organisasi dalam menyelesaikan permasalahannya. Hasil-hasil penelitian Design-Science khususnya dalam bentuk peralatan Komputasi semakin meningkatkan kemampuan penyelesaian masalah manusia dan organisasi. Di sisi lain pengembangan dan penggunaan produk-produk Teknologi tersebut juga akan diikuti oleh Teori-Teori yang akan mengkaji aplikasi dan pengaruh dari penggunaan produk-produk Teknologi
Design-Science seeks to create innovations
that define the ideas, practices, technical capabilities, and products through which the analysis, design, implementation, management, and use of information systems can be effectively and efficiently accomplished (Denning 1997; Tsichritzis 1998).
“DESAIN” (Design)
Desain (Design) memiliki 2 makna: Desain sebagai Kata Kerja (Verb) berarti PROSES (kelompok Aktivitas) dan Desain sebagai Kata Benda (Noun) berarti PRODUK (ARTIFACTs).
There are 2 design Processes and 4 design Artifacts produced by design-science research in IS. The two processes are build and evaluate. The artifacts are constructs, models, methods, and instantiations (March and Smith 1995)
March dan Smith (1995) menyatakan bahwa terdapat 2 PROSES Desain dan 4 ARTIFACTs Produk dalam Penelitian Sains-Desain disiplin ilmu Sistem Informasi.
Dua PROSES Desain dalam Penelitian Sains-Desain SI adalah:
(1) Pengembangan (Build)
(2) Evaluasi (Evaluation)
Empat ARTIFACTs Produk Penelitian Sains-Desain SI adalah:
(1) Constructs, contoh: Perceived Usefulness, Master Data, Primary Key.
(2) Model, contoh: TAM, Entity-Relationship Model.
(3) Metode, contoh: SOP, Prosedur, Kerangka Kerja, Standar.
(4) Instantiations, contoh: aplikasi, prototype hardware, perangkat evaluasi.
PROSES Penelitian Sains-Desain
Proses atau kelompok aktivitas dalam Penelitian Sains-Desain, khususnya dalam disiplin ilmu Sistem Informasi, terdiri dari 2 Proses yakni Pengembangan (Build) dan Evaluasi (Evaluation).
Pengembangan desain (Build) adalah sistematika aktivitas-aktivitas yang dilakukan Ahli untuk menghasilkan Produk yang Inovatif (yakni Artifact hasil Desain).
Sebaliknya Evaluasi (Evaluation) terhadap Artifact hasil desain memberikan informasi dan pemahaman yang lebih baik terhadap permasalahan guna meningkatkan kualitas Produk maupun Proses desain. Pembuatan artifacts dalam Sains Desain umumnya berdasarkan teori-teori Hukum Ilmu Alam (Natural laws) dan Perilaku (Behavior), yang diaplikasikan, diuji, dimodifikasi, dan dikembangkan melalui pengalaman, kreativitas, intuisi, dan kemampuan penyelesaian masalah dari peneliti (Markus et al. 2002; Walls et al. 1992).
Dalam Penelitian Sains Desain (Design-Science Research) iterasi siklus Proses Pengembangan – Evaluasi Artifacts dilakukan berulang-ulang hingga diperoleh desain akhir artifact yang benar-benar menunjukkan fungsi penyelesaian masalah yang diinginkan (Markus et al. 2002).
ARTIFACTs Penelitian Sains-Desain
Apa itu “Artifact”? Dalam terjemahan Bahasa Inggris ke Bahasa Indonesia adalah “Objek yang dibuat oleh Manusia“. Penelitian Sains Desain (Design Science Research) adalah penelitian yang bertujuan membuat inovasi Artifacts dan mengujinya apakah benar-benar memenuhi tujuan pembuatannya. Dalam penelitian Sistem Informasi, tujuan pembuatan artifacts umumnya adalah Penyelesaian Masalah Organisasi/Perusahaan/Sistem Sosial.
Artifacts dalam Penelitian Sistem Informasi dapat berupa 4 macam produk:
(1) Constructs adalah istilah atau konsep untuk mengomunikasikan Ide, Orang, Organisasi, Kejadian, dan/atau Obyek. Contructs adalah cara untuk menjelaskan sebuah Teori agar mudah dimengerti dengan menjelaskan komponen-komponen dari Teori tersebut. dapat bersifat abstrak dan tidak dapat diukur secara langsung, contoh: kecerdasan, kepuasan.
Contoh Construct lainnya:
* “Ikatan hukum antara laki-laki dan perempuan sehingga menjadi suami dan istri” = diwakili construct “Pernikahan” (Marriage)
* “Ombak besar akibat gempa bumi” = construct “Tsunami”
Contoh construct terkait Ide:
Rasisme, Polusi Udara, Pernikahan, Kepercayaan Diri
Contoh construct terkait Manusia:
Berat Badan, Umur, Obesitas, Energi
Contoh construct terkait Organisasi:
Tata kelola, Manajemen, Kinerja Keuangan, Outsourcing
Contoh construct terkait Kejadian:
Perang, Urbanisasi
Contoh construct terkait Obyek:
matahari, bumi, virus, bunga
Contructs biasanya didetailkan lagi menjadi Variabel-Variabel yang membentuk (dimensi) dari sebuah Contruct dan dapat diukur, contoh: Variabel dari kecerdasan Matematika adalah Kemampuan Aritmetika, Kemampuan Aljabar, Kemampuan Geometri yang dapat diukur dengan nilai ujian di 3 dimensi tersebut.
(2) Models menggunakan Contructs untuk mendeskripsikan (penyederhanaan) situasi nyata sebenarnya, termasuk pemasalahan dan solusinya (Simon, 1996). Model membantu pemahaman permasahan dan solusi secara lebih mudah dan lebih baik, termasuk hubungan antara masalah dengan komponen-komponen solusi sehingga memungkinkan mengekplorasi keputusan perubahan-perubahan desain terhadap hasil solusinya.
Model dapat berbentuk:
– Diagram variabel dan hubungan antar variabel
– Rumus Matematika
– Gambar
– Miniatur Obyek sebenarnya
Contoh Model adalah TAM (Technology Acceptance Model) yang menjelaskan variabel yang menyebabkan seseorang bersedia Menggunakan sebuah teknologi adalah karena variabel Niat Memakai, variabel Sikap Mental terhadap pemakaian (Attitude towards use), variabel Persepsi Kemudahan Pemakaian (Perceived Easy of Use) dan variabel Persepsi Manfaat Pemakaian (Perceived Usefulness).
Contoh lain Model: Model proses bisnis; Entity Relationship Model untuk menggambarkan isi basis data dalam bentuk entitas, atribut dan relasinya.
(3)Methods atau Metode yakni panduan proses (aktivitas-aktivitas) yang harus dilakukan untuk menyelesaikan masalah. Metode dapat berupa:
– Algoritma Matematika
– Algoritma langkah-langkah
– Best Practice dituliskan dalam bentuk teks
(4) Instantiations yakni perwujudan bagaimana Construct, Model, dan/atau Metode dapat diimplementasikan di sistem sebenarnya. Contoh Instantiations adalah: Aplikasi Komputer, Perangkat Keras Komputer, Dokumen Tata Kelola/Manajemen Teknologi Informasi.
Pada dasarnya Institatiations adalah feasibilitas apakah Proses desain dan Produk yang ingin didesain benar-benar dapat direalisasikan.
Instantiations dibutuhkan Peneliti untuk:
– Menguji apakah Constructs, Model, dan/atau Metode yang dirumuskan benar-benar dapat diimplementasikan?
– Memastikan apakah Artifacts benar-benar dapat menunjukkan fungsinya dan menyelesaikan permasalahan yang diinginkan?
– Membantu Peneliti memahami dunia praktis sebenarnya, bagaimana artifacts mempengaruhi lingkungan obyek praktis sebenarnya, dan bagaimana target pengguna bersikap dalam pemanfaatan artifacts?
TAHAPAN-TAHAPAN Penelitian Sains-Desain (Design Science Research)
Tahapan-tahapan dalam Penelitian Sains-Desain direkomendasikan oleh Peffers et all (2006) dalam bentuk Design Science Research Process (DSRP) model, yakni 6 aktivitas yang berurutan:
- Latar belakang dan Identifikasi MASALAH (Problem identification and motivation): Di tahapan pertama, Peneliti mengidenfikasi permasalahan spesifik yang ingin dipecahkan dan nilai pentingnya solusi dari permasalah tersebut.
- Perumusan TUJUAN dari sebuah Solusi (Objectives of a solution): saat Latar Belakang MASALAH sudah diidentifikasi, maka selanjutnya ditetapkan TUJUAN yang ingin dicapai dari solusi yang akan dibuat. Pernyataan Tujuan ini berupa Solusi yang baru harus lebih baik dari opsi solusi sebelumnya atau Artifact yang baru diharapkan mendukung Solusi Permasalahan yang belum terpecahkan sebelumnya.
- Perancangan dan Pengembangan Artifacts (Design & Development): membuat artifact solusi (dapat dalam bentuk Contruct, Model, Metode, dan/atau Instantiation), termasuk didalamnya penentuan fungsi-fungsi (features), arsitektur sistem, dan pembuatan artifacts nya sendiri.
- Unjuk-Kerja (Demonstration): Menguji-cobakan artifact yang dibuat dalam menyelesaikan masalah/tidak. Unjuk-kerja ini dapat dalam bentuk Eksperimen, Simulasi, Studi Kasus, atau aktivitas-aktivitas pembuktian lainnya.
- Mengevaluasi (Evaluation): Mengobservasi dan mengukur seberapa efektif artifacts menyelesaikan masalah yang ingin dipecahkan. Evaluasi ini dapat dilakukan dengan membandingkan antara Tujuan yang ingin dicapai dengan luaran real dari hasil unjuk-kerja/demonstration. Setelah di tahapan 5 ini Peneliti dapat kembali ke Langkah ke-3 apabila hasil evaluasi belum memuaskan dan melakukan iterasi langkah 3-4-5 hingga diperoleh hasil evaluasi yang memuaskan.
- Komunikasi (Communication): setelah diperoleh hasil evaluasi yang memuaskan, selanjutnya Peneliti dapat mengkomunikasikan Permasalahan, Pentingnya Solusi dari Permasalahan tersebut, Artifacts yang dibuat, Fungsi/Features dan Keterbaruannya, Validitas Desainnya, dan Efektifitas artifacts dalam menyelesaikan masalah kepada Peneliti lain dan Pemangku Kepentingan lainnya. Salah satu bentuk komunikasi adalah Publikasi Ilmiah. Umumnya Publikasi Ilmiah paper penelitian empiris disajikan dalam format: problem definition, literature review, hypothesis development, data collection, analysis, results, discussion, and conclusion.
Langkah awal aktivitas Penelitian Sains-Desain tidak harus dimulai dari Langkah 1 (Identifikasi Masalah), namun dapat juga diawali dari Langkah 2 (Perumusan Tujuan Solusi), Langkah3 (Perancangan & Pengembangan Artifacts), atau Langkah 4 (Unjuk-Kerja). Peneliti yang memulai dari Langkah 1 bisajadi karena hasil dari temuan Masalah atau menindak-lanjuti Future Research sebuah paper. Peneliti yang memulai dari Langkah 2 bisa karena diawali dari Permintaan Clients tentang solusi yang lebih baik dari opsi solusi sebelumnya. Penelitian Sains-Desain dari Langkah 3 bisa karena diinspirasi artifacts serupa untuk permasalahan yang berbeda sehingga Peneliti langsung ingin merancang dan mengembangkan artifacts yang analog untuk permasalahan tertentu (~ metode Prototyping). Penelitian Sains-Desain memulai dari Langkah 4 bisa jadi karena artifacts solusi sudah ada namun belum diuji-coba dan dikaji secara ilmiah.
Panduan suatu Penelitian Sains-Desain (Design Science Research) agar dapat benar-benar Efektif (Hevner, 2004):
(1) Produk Artifact: Penelitian Sains-Desain (Design Science Research) harus menghasilkan artifacts yang dapat berfungsi dengan benar dalam bentuk construct, amodel, metode, atau instantiation.
(2) Menyelesaikan Masalah: Tujuan dari Penelitian Sains-Desain (Design Science Research) adalah mengembangkan solusi berbasis teknologi yang memang benar-benar penting dan berguna bagi penyelesaian masalah organisasi/sistem sosial.
(3) Evaluasi: Utilitas (fungsi), kualitas, dan kemampuan sebuah Artifact produk desain harus dapat diuji-cobakan (didemonstrasikan) secara valid melalui metode evaluasi yang benar.
(4) Kontribusi: Penelitian Sains-Desain yang efektif harus memberikan kontribusi yang jelas dalam bentuk inovasi produk artifact, dasar-dasar desain, dan/atau metode desain.
(5) Metode Valid (Rigor): Penelitian Sains-Desain harus dikerjakan dengan metode yang benar-benar valid, baik dalam proses pengembangan artifact maupun metode evaluasinya.
(6) Desain adalah sebuah Proses Pencarian: Pencarian sebuah artifact yang efektif perlu memanfaatkan berbagai alat yang ada untuk mencapai hasil akhir yang diinginkan sekaligus memenuhi peraturan/ketentuan yang berlaku di lingkungan obyek permasalahan.
(7) Komunikasi Penelitian: Penelitian Sains-Desain harus dapat dipresentasikan secara efektif kepada audiens dari komunitas teknologi maupun manajemen.
METODE EVALUASI DESAIN ARTIFACTs
Produk Artifacts hasil Penelitian Sains-Desain dapat dievaluasi dari berbagai aspek/indikator:
– Fungsionalitasnya (functionality)
– Kelengkapannya (completeness)
– Konsistensinya (consistency)
– Keakuratannya (accuracy)
– Unjuk-kerjanya (performance)
– Kehandalannya (reliability)
– Kemudahan Pemakaiannya (usability)
– Kecocokan dengan organisasi (fit with the organization)
– atribut-atribut kualitas lainnya.
Evaluasi produk Artifact dapat dilakukan dengan beberapa pilihan metode dan harus dipilih yang sesuai, yakni:
1. OBSERVASI
a. Studi Kasus (Case Study): mengimplementasikan produk artifact di satu organisasi kemudian mengkajinya secara mendalam.
b. Studi Lapangan (Field Study): mengimplementasikan produk artifact di lebih dari satu proyek kemudian mengamatinya.
2. ANALISIS
a. Analisis Statis: mengamati aspek kualitas statis dari artifact, misalnya kompleksitasnya
b. Analisis Dinamis: mengamati aspek kualitas dinamis dari artifact, misal unjuk kerjanya
c. Analisis Arsitektur: mengamati kecocokan artifact di arsitektur Sistem Informasi
d. Optimasi
3. EKSPERIMEN
a. Eksperimen Terkontrol: menguji-coba artifact dalam lingkungan yang terkontrol seperti lab
b. Simulasi: menguji-coba artifact dengan data-data buatan/dummy
4. Pengujian (Testing)
a. Black Box: Pengujian Feature/Fungsi Artifact dengan mencoba semua user-interface artifact untuk menemukan kesalahan (hanya berdasarkan masukan dan luaran saja)
b. White Box: Pengujian secara terstruktur dari implementasi artifact, misal memeriksa alur kerja (algoritma) artifact sudah benar/tidak.
5. Deskripsi
a. Argumentasi Informasi: menggali dan memanfaatkan informasi dari referensi yang ada (misal penelitian sebelumnya) untuk meyakinkan fungsi penting dari artifacts.
b. Skenario: membuat berbagai skenario untuk menunjukkan fungsi artifacts.
Kalo kalian mau mengambil referensi dari tulisan ini tolong jangan lupa tulisin sitasinya ya:
Susanto, Tony Dwi (2020, September 13). Metode PENELITIAN SAINS-DESAIN (Design-Science Research). Notes Tony Dwi Susanto. https://notes.its.ac.id/tonydwisusanto/2020/09/12/metode-penelitian-sains-desain-design-science-research/
Post Disclaimer
Dilarang meng-copy-paste seluruh tulisan. Dipersilahkan apabila mengambil sebagian dari tulisan ini dan demi Etika Akademik mohon mencantumkan Judul Tulisan di Blog ini, Penulis Blog ini, Tahun Tulisan, Tanggal mensitasi, dan alamat tautan di SITASI dan/atau DAFTAR PUSTAKA tulisan anda. Terima Kasih semoga menjadi Ilmu yang Bermanfaat, aamiin.