Q1.08.3Effect-size-based sample size planning研究

定量结论的样本量由效应量决定

别名: 功效分析 · 最小重要效应 · precision planning

概念解释

基于效应量的样本量规划(effect-size-based sample size planning)从研究希望分辨的最小重要差异出发,结合结果变异、显著性或区间标准、目标功效和研究设计推导所需观察量。效应越小,通常需要越多样本才能从噪声中分辨。标题强调效应量是为了反对固定人数,但样本量并非只由一个效应数字决定。

机制

估计精度大致随独立信息量的平方根改善,因此把误差减半通常需要远多于两倍样本。配对设计、重复测量、聚类、基线协变量、结果发生率和不等分配都会改变有效信息。预期效应若取自小型先导研究,常因选择和随机波动被高估,导致正式研究功效不足。用最小值得行动的效应规划,比用最乐观的历史点估计更稳健。

怎么研究

先定义估计对象、最小重要效应、合理的方差或基线率、允许的误差、目标功效以及主要分析模型,再用解析计算或仿真规划。聚类与重复测量需纳入组内相关,多个主要结果需考虑多重性,招募数还要加上预期不响应、流失和无效记录。若目标是估计而非检验,可直接按所需置信区间宽度规划。报告全部输入和敏感性区间,避免给出脱离假设的单一人数。

边界

功效分析不能拯救有偏样本、无效测量或错误模型。事后用观察到的效应计算“观察功效”通常只是 p 值的变换,不能解释未显著结果。超大样本可能让微小无关差异显著,也会放大隐私与成本。探索性建模、罕见事件和复杂自适应设计可能更适合仿真、序贯规则或精度目标,而非简单两组公式。

延伸

  • 同组Q1.08.1 定性发现率的经验法则有严格前提 · Q1.08.2 用户群体异质时需要分层加量
  • 相邻Q3.21 统计显著性与效应量 · Q3.18 实验设计与对照
  • 站内检索power analysis · smallest effect size of interest · precision planning

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