Náhodné přiřazení - Random assignment

Náhodné přiřazení nebo náhodné umístění je experimentální technika pro přiřazování lidských účastníků nebo zvířecích subjektů k různým skupinám v experimentu (např. Léčebná skupina versus kontrolní skupina ) pomocí randomizace , například náhodným postupem (např. Házením mince ) nebo generátor náhodných čísel . Tím je zajištěno, že každý účastník nebo subjekt má stejnou šanci být zařazen do jakékoli skupiny. Náhodné přiřazování účastníků pomáhá zajistit, aby případné rozdíly mezi skupinami a uvnitř skupin nebyly na začátku experimentu systematické . Jakékoli rozdíly mezi skupinami zaznamenané na konci experimentu lze tedy jistěji připsat experimentálním postupům nebo léčbě.

Náhodné přiřazení, zaslepení a ovládání jsou klíčovými aspekty návrhu experimentů, protože pomáhají zajistit, aby výsledky nebyly falešné nebo klamavé prostřednictvím zmatení . To je důvod, proč jsou randomizované kontrolované studie v klinickém výzkumu životně důležité , zejména ty, které mohou být dvojitě zaslepené a kontrolované placebem .

Matematicky existují rozdíly mezi randomizací, pseudorandomizací a kvazirandomizací , jakož i mezi generátory náhodných čísel a generátory pseudonáhodných čísel . Jak moc tyto rozdíly v experimentech (například v klinických studiích ) záleží, je věcí návrhu studie a statistické přísnosti, které ovlivňují hodnocení důkazů . Studiím prováděným s pseudo- nebo kvazirandomizací se obvykle přikládá téměř stejná váha jako těm se skutečnou randomizací, ale je na ně nahlíženo trochu opatrněji.

Výhody náhodného přiřazení

Představte si experiment, ve kterém účastníci nejsou náhodně přiřazeni; možná prvních 10 lidí, kteří dorazí, je přiřazeno do experimentální skupiny a posledních 10 lidí, kteří dorazí, je přiřazeno do kontrolní skupiny. Na konci experimentu experimentátor najde rozdíly mezi experimentální skupinou a kontrolní skupinou a tvrdí, že tyto rozdíly jsou výsledkem experimentálního postupu. Mohou však být také způsobeny některým jiným již existujícím atributem účastníků, např. Lidmi, kteří přijdou brzy, a lidmi, kteří přijdou pozdě.

Představte si, že experimentátor místo toho použije flip na mince k náhodnému přiřazení účastníků. Pokud mince padne heads-up, je účastník zařazen do experimentální skupiny. Pokud mince dopadne ocasem nahoru, je účastník zařazen do kontrolní skupiny. Na konci experimentu experimentátor najde rozdíly mezi experimentální skupinou a kontrolní skupinou. Protože každý účastník měl stejnou šanci být zařazen do jakékoli skupiny, je nepravděpodobné, že by rozdíly mohly být přičítány jinému již existujícímu atributu účastníka, např. Těm, kteří přišli včas a pozdě.

Potenciální problémy

Náhodné přiřazení nezaručuje shodu skupin nebo jejich ekvivalent. Skupiny se mohou kvůli náhodě stále lišit v některém již existujícím atributu. Použití náhodného přiřazení tuto možnost nemůže vyloučit, ale výrazně ji zmenšuje.

Statisticky vyjádřit stejnou myšlenku - Pokud je náhodně přiřazená skupina porovnána s průměrem , lze zjistit, že se liší, přestože byli přiřazeni ze stejné skupiny. Pokud test statistické významnosti se aplikuje na náhodně přidělených skupin testovat rozdíl mezi vzorku prostředků proti nulové hypotéze , že jsou rovná průměru stejné populace (tj populace Průměrná rozdílů = 0), vzhledem k rozdělení pravděpodobnosti, nulová hypotéza bude někdy „zamítnuta“, to znamená, že bude považována za nepravděpodobnou. To znamená, že skupiny budou na testované proměnné dostatečně odlišné, aby statisticky dospěly k závěru, že nepocházejí ze stejné populace, přestože byly procesně zařazeny ze stejné celkové skupiny. Například pomocí náhodného přiřazení lze vytvořit přiřazení ke skupinám, které mají v jedné skupině 20 modrookých a 5 hnědookých lidí. Jedná se o vzácnou událost s náhodným přiřazením, ale může se to stát, a když to udělá, může to způsobit určitou pochybnost příčinnému činiteli v experimentální hypotéze.

Náhodný výběr

Náhodný výběr je související, ale odlišný proces. Náhodný výběr je nábor účastníků způsobem, který představuje větší populaci. Protože většina základních statistických testů vyžaduje hypotézu o nezávislé populaci náhodně vybraných vzorků, je náhodné přiřazení požadovanou metodou přiřazení, protože poskytuje kontrolu nad všemi atributy členů vzorků - na rozdíl od shody pouze s jednou nebo více proměnnými - a poskytuje matematický základ pro odhad pravděpodobnosti skupinové ekvivalence pro charakteristiky, o které se zajímáme, jak pro kontroly ekvivalence před ošetřením, tak pro vyhodnocení výsledků po léčbě pomocí inferenční statistiky. K přizpůsobení odvození metodě vzorkování lze použít pokročilejší statistické modelování.

Dějiny

Randomizace byla zdůrazněna v teorii statistické inference Charlese S. Peirce v „ Ilustracích logiky vědy “ (1877–1878) a „ Teorii pravděpodobné inference “ (1883). Peirce aplikoval randomizaci v experimentu Peirce- Jastrow na vnímání hmotnosti.

Charles S. Peirce náhodně rozděleny dobrovolníků do zaslepeného , opakovaných konstrukčnímu k hodnocení jejich schopnosti rozlišovat závaží. Peirceův experiment inspiroval další výzkumníky v psychologii a vzdělávání, kteří v osmnácti stovkách rozvinuli výzkumnou tradici randomizovaných experimentů v laboratořích a specializovaných učebnicích.

Jerzy Neyman obhajoval randomizaci při průzkumu vzorkování (1934) a v experimentech (1923). Ronald A. Fisher ve své knize o experimentálním designu ( 1935 ) obhajoval randomizaci .

Viz také

• Asymptotická teorie (statistika)

Reference

• Caliński, Tadeusz a Kageyama, Sanpei (2000). Blokové návrhy: Náhodný přístup, svazek I : Analýza . Přednášky ve statistikách. 150 . New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-98578-6.
• Hinkelmann, Klaus a Kempthorne, Oscar (2008). Návrh a analýza experimentů . I a II (druhé vydání.). Wiley. ISBN 978-0-470-38551-7.Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
  • Hinkelmann, Klaus a Kempthorne, Oscar (2008). Design and Analysis of Experiments, Volume I: Introduction to Experimental Design (Second ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-72756-9.Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
  • Hinkelmann, Klaus a Kempthorne, Oscar (2005). Design and Analysis of Experiments, Volume 2: Advanced Assignment Experimental Design (First ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-55177-5. Externí odkaz v |title=( nápověda )Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
• Charles S. Peirce , „ Ilustrace logiky vědy “ (1877–1878)
• Charles S. Peirce , „ Teorie pravděpodobného závěru “ (1883)
• Charles Sanders Peirce a Joseph Jastrow (1885). „O malých rozdílech v pocitu“ . Vzpomínky Národní akademie věd . 3 : 73–83. http://psychclassics.yorku.ca/Peirce/small-diffs.htm
• Hacking, Ian (září 1988). „Telepatie: Počátky randomizace v experimentálním designu“. Isis . 79 (3): 427–451. doi : 10,1086/354775 . JSTOR  234674 . MR  1013489 .
• Stephen M. Stigler (listopad 1992). „Historický pohled na statistické koncepty v psychologii a pedagogickém výzkumu“. American Journal of Education . 101 (1): 60–70. doi : 10,1086/444032 .
• Trudy Dehue (prosinec 1997). „Podvod, účinnost a náhodné skupiny: psychologie a postupný vznik designu náhodných skupin“ (PDF) . Isis . 88 (4): 653–673. doi : 10,1086/383850 . PMID  9519574 .
• Základní psychologie od Gleitmana, Fridlunda a Reisberga.
• „Co je to statistické testování a co není,“ Journal of Experimental Education , 1993, roč. 61, s. 293–316 od Shavera.

externí odkazy

• Experimentální nástroj náhodného přiřazení : Nástroj náhodného přiřazení - experimentální