Randomisierung – RCT-Studien und ihre Vorteile

Bei einer randomisierten Studie werden Teilnehmende per Zufallsprinzip der Versuchs- oder der Kontrollgruppe eines Experimentes zugewiesen. Die Randomisierung soll in wissenschaftlichen Experimenten den Einfluss von Variablen ausschließen, die nicht Teil der Studie sind.

Durch die Randomisierung wird die Wahrscheinlichkeit einer systematischen Verzerrung verringert. Systematische Verzerrung bedeutet, dass der gefundene Effekt nicht durch die experimentelle Manipulation zustande kommt, sondern durch ungewollte Unterschiede zwischen den Gruppen.

So werden Experimente randomisiert

Bei einem Experiment gibt es zwei oder mehr Gruppen, meist eine Kontrollgruppe und mindestens eine Versuchsgruppe. Die Versuchsgruppe erhält die Intervention oder Manipulation, während die Kontrollgruppe konstant gehalten wird.

Randomisierung bedeutet, dass die Studienteilnehmenden zufällig der Kontroll- oder der Versuchsgruppe zugeordnet werden. Wenn dies der Fall ist, spricht man von einer randomisierten kontrollierten Studie (Englisch: RCT, Randomised Controlled Trial).

Kontrollgruppe: Erhält keine Manipulation/wird konstant gehalten (z. B. mit einem Placebo)
Versuchsgruppe: Erhält die Manipulation/die Intervention (z. B. ein Medikament oder eine Therapie)

Man spricht von einer randomisierten ,kontrollierten‘ Studie, da die Versuchsgruppe mit einer Kontrollgruppe verglichen wird. Die Kontrollgruppe bekommt beispielsweise einen Placebo als Scheinintervention, oder die zu dem Zeitpunkt übliche Therapie oder Medizin, als Kontrollintervention.

Beachte
Die randomisierte Gruppenzuteilung (Random Assignment) ist nicht das Gleiche wie das Ziehen von Zufallsstichproben (Random Sampling). Bei Letzterem handelt es sich um das zufällige Auswählen von Teilnehmenden aus der Grundgesamtheit.

Durch die Randomisierung sind sich die Gruppen so ähnlich wie möglich, also möglichst äquivalent. Unterschiedliche Eigenschaften der Teilnehmenden sollten gleichmäßig auf die Gruppen verteilt sein, damit sie sich nicht auf die Ergebnisse der Studie auswirken können.

So kann der gefundene Effekt tatsächlich auf die Manipulation, nicht auf Unterschiede zwischen den Gruppen zurückgeführt werden.

Beispiel: RCT Studie (randomisierte kontrollierte Studie)
Du möchtest wissen, ob Studierende sich mehr merken können, wenn sie beim Lernen klassische Musik hören. Dafür führst du eine Studie durch.

Studiendesign: Die Studierenden, die an der Studie teilnehmen, werden zufällig der Versuchsgruppe oder der Kontrollgruppe zugeteilt. Beide Gruppen lesen einen Text, zu dem sie später Fragen beantworten müssen.

Versuchsgruppe: liest den Text, während sie über Kopfhörer klassische Musik hört.
Kontrollgruppe: liest den Text in einem stillen Raum, ohne dabei Musik zu hören.

Ergebnis: Die Ergebnisse zeigen, dass diejenigen, die klassische Musik gehört haben,sich mehr Informationen aus dem Text merken konnten.

Warum man randomisieren sollte

Das Ziel eines Experimentes ist es, einen kausalen Zusammenhang zwischen der unabhängigen und der abhängigen Variable herzustellen.

Oft können Variablen, die nicht Teil des Experimentes sind, trotzdem Einfluss auf die Ergebnisse nehmen. Durch die Randomisierung soll dies verhindert werden. Die Randomisierung trägt somit zur internen Validität der Studie bei. Die interne Validität bedeutet, dass man sich des kausalen Effektes sicherer sein kann.

Folgendes kann durch Randomisierung verringert werden:

  • Einfluss von Störvariablen
  • Wahrscheinlichkeit der systematischen Verzerrung

Störvariable: Eine Störvariable ist eine Variable, die unbeabsichtigt Einfluss auf die abhängige Variable nimmt. Ohne Randomisierung ist die Chance höher, dass eine Störvariable die Ergebnisse beeinflusst.

Störvariablen können zwar nicht eliminiert werden, jedoch sorgt die Randomisierung dafür, dass die Variablen gleichmäßig in beiden Gruppen auftreten. Wenn dies nicht der Fall ist, können die Störvariablen zu einer systematischen Verzerrung führen.

Systematische Verzerrung: Systematische Verzerrung bedeutet, dass der gefundene Effekt in Wirklichkeit auf Unterschieden zwischen den Gruppen beruht. Durch Randomisierung wird die Wahrscheinlichkeit einer systematischen Verzerrung verringert, da die Versuchs- und die Kontrollgruppe keine systematischen Unterschiede aufweisen sollten.

Störvariablen, die zu systematischen Unterschieden führen, könnten zum Beispiel das Alter oder der Bildungsgrad der Teilnehmenden sein.

Die mögliche systematische Verzerrung wird durch Randomisierung in eine unsystematische Verzerrung umgewandelt. Die Unterschiede zwischen den Versuchspersonen werden also gleichmäßig auf beide Gruppen verteilt und beeinflussen die Ergebnisse gleichermaßen. Dadurch wird verhindert, dass die Studienergebnisse auf eine systematische Verzerrung zurückzuführen sind.

Beispiel: Systematische Verzerrung und Störvariable
Du möchtest wissen, ob sich Studierende mehr merken können, wenn sie beim Lernen klassische Musik hören.

Du führst deshalb eine Studie durch, in der Teilnehmende einen Text lesen und später Fragen dazu beantworten müssen.

Versuchsgruppe: liest einen Text, während sie über Kopfhörer klassische Musik hört.
Kontrollgruppe: liest einen Text in einem stillen Raum, ohne dabei Musik zu hören.

Natürlich sind einige Teilnehmende intelligenter als andere. Diese Intelligenz könnte die Lernfähigkeit beeinflussen.

Die Intelligenz kann zur Störvariable werden, wenn in einer Gruppe mehr sehr intelligente Teilnehmende sind als in der anderen.

Damit dies nicht zu einer systematischen Verzerrung führt, werden die Gruppen randomisiert zugeteilt und die Intelligenz somit möglichst gleichmäßig auf beide Gruppen verteilt. Intelligente Teilnehmende schneiden möglicherweise trotzdem besser ab, jedoch sind sie auf beide Gruppen verteilt.

Es handelt sich also um eine unsystematische Verzerrung.

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Verfahren der Randomisierung

Es gibt verschiedene Verfahren, wie eine Randomisierung durchgeführt werden kann:

Meistens wird zur Einteilung in die Versuchs- oder Kontrollgruppe ein Computerprogramm verwendet, um Objektivität zu garantieren.

Einfache, nicht kontrollierte Randomisierung: Die Randomisierung wird vollständig nach dem Zufallsprinzip durchgeführt. Es kann hierbei vorkommen, dass die Gruppen unterschiedlich groß sind.

Quasi-Randomisierung: Das Verfahren ist nicht vollständig zufällig. Nach einem bestimmten Prinzip wird ausgewählt, wer welcher Gruppe zugeteilt wird. Dies könnte zum Beispiel sein, dass Teilnehmende abwechselnd der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe zugeteilt werden.

Blockrandomisierung mit Balancierung: Die Teilnehmenden werden zuerst anhand eines bestimmten Merkmals, wie zum Beispiel ihres Alters, in Blöcke aufgeteilt. Innerhalb dieser Blöcke werden die Teilnehmenden dann den unterschiedlichen Gruppen zugewiesen. Bestenfalls sollten die Blöcke und die daraus entstehenden Gruppen gleich groß sein.

Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bestimmte Merkmale gleich häufig in den verschiedenen Gruppen vertreten sind. Dies erhöht also die Äquivalenz der Gruppen und verteilt die Störgrößen gleichmäßig über die Gruppen.

Beispiel: Blockrandomisierung mit Balancierung
Du möchtest wissen, ob Studierende sich mehr merken können, wenn sie beim Lernen klassische Musik hören. Du führst deshalb eine Studie durch, in der Teilnehmende einen Text lesen und später Fragen dazu beantworten müssen.

Versuchsgruppe: liest den Text, während sie über Kopfhörer klassische Musik hört.
Kontrollgruppe: liest den Text in einem stillen Raum, ohne dabei Musik zu hören.

Studiendesign: Um sicherzustellen, dass die Intelligenz der Teilnehmenden nicht die Ergebnisse beeinflusst, soll die durchschnittliche Intelligenz der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe möglichst gleich sein.

Deswegen wird bei allen Teilnehmenden ein Intelligenztest durchgeführt. Darauf basierend werden die Teilnehmenden in Blöcke aufgeteilt (niedrige Intelligenz, durchschnittliche Intelligenz, hohe Intelligenz). Innerhalb dieser Blöcke werden die Teilnehmenden zufällig entweder der Versuchs- oder der Kontrollgruppe zugewiesen.

Adaptive Randomisierung: Die Zuteilung erfolgt unter Beachtung der vorherigen Gruppenzuteilung. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, einer der beiden Gruppen zugeteilt zu werden, von der bisherigen Gruppeneinteilung abhängt.

Oft ist das Ziel, dass die Versuchs- und die Kontrollgruppe gleich groß sind. Es kann jedoch vorkommen, dass die ersten Teilnehmenden zufällig der gleichen Gruppe zugewiesen werden, sodass eine Gruppe größer ist. Durch die adaptive Randomisierung wird dann bei der Zuteilung der nächsten Versuchsperson die Wahrscheinlichkeit größer, der anderen Gruppe zugeteilt zu werden.

Studien ohne Randomisierung

In manchen Fällen ist eine Randomisierung nicht möglich. Wenn die Gruppenzuteilung nicht zufällig, sondern basierend auf einem bestimmten Prinzip erfolgt, dann spricht man von einem Quasi-Experiment.

Wenn nicht randomisiert wird, ist es wahrscheinlicher, dass systematische Verzerrung auftritt oder dass Störvariablen Einfluss auf die Ergebnisse haben.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Randomisierung?

Bei der Randomisierung werden die Teilnehmenden per Zufallsprinzip den Gruppen des Experimentes zugewiesen. Somit wird versucht, alternative Erklärungen für die Ergebnisse auszuschließen.

Welche Randomisierungsverfahren gibt es?

Oft verwendete Randomisierungsverfahren sind:

  • Einfache, nicht kontrollierte Randomisierung
  • Quasi-Randomisierung
  • Blockrandomisierung mit Balancierung
  • Adaptive Randomisierung
Welche Vorteile haben randomisierte Studien?

Die Randomisierung erhöht die interne Validität. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine systematische Verzerrung auftritt oder dass Störvariablen Einfluss auf die Ergebnisse haben, wird verringert.

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Linda Hasselbusch

Linda ist gerade in den letzten Zügen ihres Bachelorstudiums in Psychologie an der Universität Amsterdam und interessiert sich besonders für Sozialpsychologie. Ihr Interesse an der Forschung möchte sie gerne mit euch teilen, sodass ihr vielleicht auch Spaß daran findet.