1 定义

随机化分配(random assignment)是指研究者用随机程序将参试者分入不同实验条件,使每个参试者进入各条件的机会不受研究者、参试者自身特征或到场顺序等因素系统影响。

2 不同方法

简单随机分配是指参试者分入各组(不同实验条件)的概率相等。但实际实验执行,当因变量的个体差异越大、样本量越小,随机分配执行时出现不均衡的风险就越高。第一,有可能最终每个实验条件下的参试者人数不等,会降低统计效力。第二,因变量个体差异较大时,纯随机可能在单次执行中恰好把几个极端的参试者放入同一个条件。

区组随机化(block randomization)是将实验条件以随机顺序排列成区组,参试者按到场顺序依次填入槽位。例如,对于1个3水平自变量的组间实验,区组可能是 {B, A, C},招募的3名参试者按照到场顺序依次进入B、A、C条件;随后生成下一个区组的随机排序。这种方式除了可以确保每组人数平衡之外,还能降低到场时间、实验批次等因素与某一条件系统性绑定的风险(例如,周一、周二、上午、下午状态不同的参试者均匀地分到了各个水平)。

如果某个因变量的个体差异较大,分组之前还可以先做一次前测(pretest),收集每个参试者在因变量上的基线水平。得到基线后,有两类用法。第一类是不干预分组,所有人照常随机分配,前测分数作为后续分析的协变量,用来调整不同条件在基线上的偶然差异,提高估计精度。第二类是直接把前测分数用于分组控制,例如匹配组设计(matched-groups design),将参试者按前测基线排序,再确保每种实验条件中均匀分配不同基线的参试者。具体地,把排序后的参试者依次切分成多个匹配组,每个匹配组内的参试者数量等于实验条件的数量,然后在匹配组内部随机分配每人进哪个条件。例如,对于1个3水平自变量的组间实验,可以对排序后的参试者每3人取一个组,每个组中3人随机分到3个自变量水平。

区组随机化与匹配组设计的示意图

3 其他注意事项

前测的问题是,参试者做完前测,可能对实验关注的变量产生猜测,并调整实验中的行为。为了降低这一风险,可以把前测量表的条目嵌入大问卷,和人口学问题等其他问题混在一起,在招募后与正式实验开始之间的时间发放问卷,降低参试者把前测与正式任务直接联系起来的可能性。

另外,如果自变量本身是参试者固有机体特征(如性别、个体差异等),这类变量只能被选择,不能被操纵与随机指派。因此研究者通常不能像随机实验那样直接解释其因果作用,而应谨慎汇报为组间差异或相关性;若要进行因果解释,需要额外的设计控制与假设支持。