Losowe zadanie

Losowe przydzielanie lub losowe rozmieszczenie to eksperymentalna technika polegająca na przydzielaniu uczestników będących ludźmi lub zwierzętami do różnych grup w eksperymencie (np. grupa badana kontra grupa kontrolna ) przy użyciu randomizacji , takiej jak procedura losowa (np. rzut monetą ) lub generator liczb losowych . Dzięki temu każdy uczestnik lub podmiot ma równe szanse na umieszczenie w dowolnej grupie. Losowe przydzielenie uczestników pomaga zapewnić, że wszelkie różnice pomiędzy grupami i w obrębie grup nie będą systematyczne na początku eksperymentu. Zatem wszelkie różnice między grupami zarejestrowane na koniec eksperymentu można z większą pewnością przypisać procedurom eksperymentalnym lub leczeniu.

Losowe przydzielanie, zaślepianie i kontrolowanie to kluczowe aspekty projektowania eksperymentów, ponieważ pomagają zapewnić, że wyniki nie będą fałszywe lub zwodnicze poprzez wprowadzenie w błąd . Właśnie dlatego w badaniach klinicznych kluczowe znaczenie mają randomizowane, kontrolowane badania , zwłaszcza te, które mogą być podwójnie zaślepione i kontrolowane placebo .

Matematycznie istnieją rozróżnienia między randomizacją, pseudorandomizacją i quasirandomizacją , a także między generatorami liczb losowych i generatorami liczb pseudolosowych . To, jak duże znaczenie te różnice mają w eksperymentach (takich jak badania kliniczne ), zależy od projektu badania i rygoru statystycznego , które wpływają na ocenę dowodów . Badaniom przeprowadzonym z wykorzystaniem pseudo- lub quasirandomizacji przypisuje się zwykle niemal tę samą wagę, co badaniom z prawdziwą randomizacją, lecz podchodzi się do nich z nieco większą ostrożnością.

Korzyści z losowego przydziału

Wyobraźmy sobie eksperyment, w którym uczestnicy nie są przydzielani losowo; być może pierwsze 10 osób, które przybędą, zostanie przydzielonych do grupy eksperymentalnej, a ostatnie 10 osób, które przybędą, zostanie przydzielonych do grupy kontrolnej. Pod koniec eksperymentu eksperymentator znajduje różnice między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną i twierdzi, że różnice te są wynikiem procedury eksperymentalnej. Jednakże mogą one również wynikać z innych, istniejących wcześniej cech uczestników, np. osób, które przybyły wcześniej w porównaniu z osobami, które przybyły późno.

Wyobraź sobie, że eksperymentator zamiast tego rzuca monetą, aby losowo przydzielić uczestników. Jeżeli moneta wyląduje w heads-upie, uczestnik zostaje przypisany do grupy eksperymentalnej. Jeśli moneta wyląduje reszką, uczestnik zostaje przypisany do grupy kontrolnej. Pod koniec eksperymentu eksperymentator znajduje różnice między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną. Ponieważ każdy uczestnik miał równe szanse na umieszczenie w dowolnej grupie, jest mało prawdopodobne, że różnice można przypisać jakiejś innej istniejącej wcześniej cesze uczestnika, np. tym, którzy przybyli na czas lub spóźnili się.

Potencjalne problemy

Losowe przypisanie nie gwarantuje, że grupy są dopasowane lub równoważne. Grupy mogą nadal różnić się pewnymi wcześniej istniejącymi atrybutami ze względu na przypadek. Stosowanie losowego przypisania nie może wyeliminować tej możliwości, ale znacznie ją ogranicza.

Aby wyrazić tę samą myśl statystycznie: Jeśli losowo przydzieloną grupę porówna się ze średnią, może się okazać, że różnią się one, mimo że zostały przydzielone do tej samej grupy. Jeżeli do losowo przydzielonych grup stosuje się test istotności statystycznej w celu sprawdzenia różnicy między średnimi z próby w porównaniu z hipotezą zerową że są one równe tej samej średniej populacji (tj. średniej populacji różnic = 0), biorąc pod uwagę rozkład prawdopodobieństwa, hipoteza zerowa będzie czasami „odrzucona”, to znaczy uznana za nieprawdopodobną. Oznacza to, że grupy będą na tyle różne pod względem testowanej zmiennej, aby statystycznie stwierdzić, że nie pochodziły z tej samej populacji, mimo że proceduralnie zostały przydzielone do tej samej grupy całkowitej. Na przykład użycie losowego przydziału może spowodować przypisanie do grup składających się z 20 osób o niebieskich oczach i 5 osób o brązowych oczach w jednej grupie. Jest to rzadkie zdarzenie w przypadku losowego przypisania, ale może się zdarzyć, a kiedy to nastąpi, może wzbudzić wątpliwości co do czynnika przyczynowego w hipotezie eksperymentalnej.

Losowe pobieranie próbek

Losowe pobieranie próbek jest powiązanym, ale odrębnym procesem. Dobór losowy polega na rekrutowaniu uczestników w taki sposób, aby reprezentowali większą populację. Ponieważ większość podstawowych testów statystycznych wymaga założenia niezależnej populacji losowo wybranej, pożądaną metodą przydziału jest przypisanie losowe, ponieważ zapewnia kontrolę nad wszystkimi atrybutami członków próby – w przeciwieństwie do dopasowywania tylko jednej lub większej liczby zmiennych – i zapewnia matematyczna podstawa do szacowania prawdopodobieństwa równoważności grupowej dla interesujących nas cech, zarówno w przypadku kontroli równoważności przed leczeniem, jak i oceny wyników po zabiegu z wykorzystaniem statystyk wnioskowania. Aby dostosować wnioski do metody próbkowania, można zastosować bardziej zaawansowane modelowanie statystyczne.

Historia

Randomizacja została podkreślona w teorii wnioskowania statystycznego Charlesa S. Peirce'a w „ Ilustracjach logiki nauki ” (1877–1878) i „ Teorii prawdopodobnego wnioskowania ” (1883). Peirce zastosował randomizację w eksperymencie Peirce- Jastrow dotyczącym percepcji wagi.

Charles S. Peirce losowo przydzielił ochotników do zaślepionego projektu z powtarzanymi pomiarami , aby ocenić ich zdolność do rozróżniania ciężarów. Eksperyment Peirce'a zainspirował innych badaczy psychologii i edukacji, którzy w XVIII wieku rozwinęli tradycję badawczą polegającą na losowych eksperymentach w laboratoriach i specjalistycznych podręcznikach.

Jerzy Neyman opowiadał się za randomizacją w doborze ankietowym (1934) i eksperymentach (1923). Ronald A. Fisher w swojej książce o projektowaniu eksperymentów ( 1935 ) zalecał randomizację .

Zobacz też

  1. ) . ^ abcd Witte , Robert S. (5 stycznia 2017    Statystyka . Witte, John S. (wyd. 11). Hoboken, New Jersey. P. 5. ISBN 978-1-119-25451-5 . OCLC 956984834 .
  2. ^ a b „Metody badań społecznych - Baza wiedzy - Losowy wybór i przypisanie” .
  3. ^ ab i Charles Sanders Peirce Joseph Jastrow ( 1885). „O małych różnicach w odczuwaniu” . Wspomnienia Narodowej Akademii Nauk . 3 : 73–83.
  4. ^ ab Ian   Hacking (wrzesień 1988). „Telepatia: początki randomizacji w projektowaniu eksperymentów”. Izyda . 79 (3): 427–451. doi : 10.1086/354775 . S2CID 52201011 .
  5. ^ ab ( Stephen M. Stigler   listopad 1992). „Historyczne spojrzenie na koncepcje statystyczne w psychologii i badaniach edukacyjnych”. Amerykański Dziennik Edukacji . 101 (1): 60–70. doi : 10.1086/444032 . S2CID 143685203 .
  6. ^ ab Trudy    Dehue (grudzień 1997). „Oszustwo, efektywność i grupy losowe: psychologia i stopniowe powstawanie projektu grup losowych” (PDF) . Izyda . 88 (4): 653–673. doi : 10.1086/383850 . PMID 9519574 . S2CID 23526321 .
  7. ^   Neyman, Jerzy (1990) [1923], Dąbrowska, Dorota M. ; Speed, Terence P. (red.), „O zastosowaniu teorii prawdopodobieństwa do eksperymentów rolniczych: Esej o zasadach (sekcja 9)”, Nauka statystyczna (przekład z (1923) wyd. polskiego), 5 (4): 465– 472, doi : 10.1214/ss/1177012031 , MR 1092986

Linki zewnętrzne