Randomizacja obserwacji/i/badanych

Grupy eksperymentalne w jednym eksperymencie nie powinny różnić się między sobą w sposób systematyczny przed podjęciem działań eksperymentalnych. Jeżeli są one wstępnie równoważne, to wszelkie zaobserwowane systematyczne różnice muszą zostać przypisane różnicom wynikającym z podjętych działań eksperymentalnych. Często stosowanym sposobem na utworzenie wstępnie równoważnych grup jest dobór losowy, czyli randomizacja.

Dobór losowy osób badanych do poszczególnych rodzajów warunków eksperymentalnych znaczy w szczególności, że każda osoba badana ma jednakowe prawdopodobieństwo trafienia na każdy rodzaj warunków eksperymentalnych, niezależnie od jakichkolwiek jej cech a priori. Procedura taka skutecznie wyrównuje wszelkie wpływy uboczne. Rozważmy raz jeszcze eksperyment porównujący trzy metody nauczania języka francuskiego. Jeżeli dokonamy doboru losowego osób badanych do trzech grup, to iloraz inteligencji, który może korelować z wynikami w nauce francuskiego, nie będzie wykazywać systematycznej zmienności między grupami (patrz trafność wewnętrzna eksperymentu). Dobór losowy wyrównuje również wpływ wszelkich pozostałych zmiennych ubocznych we wszystkich rodzajach warunków eksperymentalnych. Ponieważ w takim wypadku różnice między rodzajami warunków eksperymentalnych są jedynymi systematycznymi różnicami w eksperymencie, powinny one być przyczyną wszelkich istotnych różnic zaobserwowanych w wyniku jego przeprowadzenia. Można wówczas określić zależności przyczynowo-skutkowe. Randomizacja odgrywa szczególnie doniosłą rolę w planach eksperymentalnych z grupami niezależnymi oraz w planach z blokami zrandomizowanymi, w których osoby badane przyporządkowywane są losowo do każdego rodzaju warunków eksperymentalnych w obrębie poszczególnych bloków.

Jak wspomniano wyżej, randomizacja wiąże się z dokonywaniem przyporządkowania osób badanych do dowolnego rodzaju warunków eksperymentalnych z jednakowym prawdopodobieństwem. Termin randomizacja nie oznacza zatem żadnego subiektywnego wrażenia ani przypadkowego układu, lecz jasno sprecyzowane procedury operacyjne. Procedury te mogą się wiązać z rzucaniem monetą, wyciąganiem ponumerowanych kart z dobrze potasowanej talii bądź z posłużeniem się tablicami liczb losowych. Tablice takie składają się z ciągów cyfr od 0 do 9. Każda cyfra pojawia się tam w przybliżeniu z jednakową częstością, a sąsiadujące cyfry są od siebie niezależne. Tablice liczb losowych można znaleźć między innymi w  książce Fishera i Yatesa (1963), a także w wielu innych publikacjach. Dla przykładu przypuśćmy, że chcemy dobrać grupę eksperymentalną liczącą 12 osób badanych z próby 40 osób. Wszystkim osobom nadajemy numery od 1 do 40. Następnie w tablicy liczb losowych bierzemy dowolny wiersz, kolumnę bądź przekątną i wybieramy pierwsze kolejne 12 różnych liczb między 1 a 40**. W wyniku tego postępowania otrzymujemy zbiór 12 osób badanych. Możemy też, oczywiście, zastosować inne procedury.

W przypadku planów z powtarzanymi pomiarami poszczególne rodzaje warunków eksperymentalnych stosuje się w jednej grupie osób badanych, na których dokonuje się wszystkich pomiarów. Oczywiście w takich planach nie stosuje się randomizacji. Plany te opierają się na zasadzie doboru, dzięki której tworzy się grupy równoważne. Pojawiają się tu jednak szczególne problemy wynikające z dokonywania pomiarów na tych samych osobach badanych. Mogą mianowicie wystąpić efekty przenoszenia sprawiające, że osoba badana nie jest dokładnie tą samą osobą przed i po przeprowadzeniu oddziaływań eksperymentalnych. W celu zrównoważenia ewentualnych efektów przenoszenia konieczna może się okazać randomizacja kolejności stosowania różnych rodzajów warunków eksperymentalnych u poszczególnych osób. Procedura ta jest niezbędna do uzyskania dobrych analiz statytsycznych