Wielkość próbki jest ważnym czynnikiem przy projektowaniu eksperymentu. Zbyt mała wielkość próbki zniekształci wyniki eksperymentu; zebrane dane mogą być nieważne ze względu na małą liczbę badanych osób lub przedmiotów. Wielkość próby ma wpływ na dwie ważne statystyki: średnią i medianę.
Wielkość próbki i projekt eksperymentalny
Większość eksperymentów przeprowadza się porównując reakcje dwóch grup ludzi lub obiektów na zmienną. Wszystko poza zmienną jest zachowywane bez zmian, aby uniknąć zamieszania podczas interpretacji wyników. Liczba osób lub obiektów w każdej grupie jest znana jako wielkość próby. Wielkość próby musi być wystarczająco duża, aby wykluczyć możliwość wystąpienia wyników z powodu losowych czynników losowych, a nie zmiennej manipulowanej. Na przykład badanie, w jaki sposób czytanie w nocy wpływa na zdolność dzieci do nauki czytania, nie byłoby ważne, gdyby zbadano tylko pięcioro dzieci.
Średnia i mediana
Po zakończeniu eksperymentu naukowcy używają statystyk, aby pomóc im zinterpretować wyniki eksperymentu. Dwie ważne statystyki to średnia i mediana.
Średnia, średnia, jest obliczana przez dodanie wszystkich wyników dla grupy i podzielenie przez liczbę osób w grupie. Na przykład, jeśli średni wynik testu czytania dla grupy dzieci wyniósł 94 procent, oznacza to, że naukowiec zsumował wszystkie wyniki testu i podzielił przez liczbę uczniów, uzyskując odpowiedź około 94 procent.
Mediana odnosi się do liczby oddzielającej wyższą połowę danych od dolnej połowy. Można go znaleźć poprzez uporządkowanie danych w kolejności numerycznej. Na przykład mediana wyniku wszystkich uczniów przystępujących do testu czytania może wynosić 83 procent, jeśli połowa uczniów uzyskała wynik wyższy niż 83 procent, a połowa uczniów niższa.
Średnia i wielkość próbki
Jeśli wielkość próbki jest zbyt mała, średnie wyniki zostaną sztucznie zawyżone lub zaniżone. Załóżmy, że tylko pięciu uczniów przystąpiło do testu czytania. Przeciętny wynik 94 procent wymagałby, aby większość z tych uczniów uzyskała wynik blisko 94 procent. Gdyby 500 uczniów przystąpiło do tego samego testu, średnia mogłaby odzwierciedlać większą różnorodność wyników.
Mediana i wielkość próbki
Podobnie, na medianę wyników będzie nadmiernie wpływał mały rozmiar próby. Gdyby tylko pięciu uczniów przystąpiło do testu, mediana wyniku wynosząca 83 procent oznaczałaby, że dwóch uczniów uzyskało wynik wyższy niż 83 procent, a dwóch uczniów niżej. Gdyby do testu przystąpiło 500 uczniów, mediana wyniku odzwierciedlałaby fakt, że 249 uczniów uzyskało wyniki wyższe niż mediana.
Wielkość próbki i istotność statystyczna
Mała liczebność próby jest problematyczna, ponieważ wyniki eksperymentów z ich udziałem zwykle nie są istotne statystycznie. Istotność statystyczna to miara prawdopodobieństwa, że wyniki są przypadkowe. Przy małych próbkach jest na ogół bardzo prawdopodobne, że wyniki były wynikiem losowego przypadku, a nie eksperymentu.