Blockversuchspläne

In einem Blockversuchsplan werden die Versuchspersonen anhand eines blockbildenden Merkmals in homogene Blöcke eingeteilt und untersucht.

Ein Blockbildungsversuchsplan bildet den Kompromiss aus Randomisierungsdesigns und Wiederholungsdesigns. Wie die Zufallsgruppenpläne untersucht er verschiedene experimentelle Gruppen. Ähnlich den Wiederholunsgsplänen kontrolliert er aber die Between-Varianz.
Um Blöcke zu bilden muss zunächst eine Voruntersuchung stattfinden. In dieser werden dann mögliche blockbildende Merkmale erhoben. Anhand dieser wird eine Rangreihe gebildet, aus welcher sich die Blöcke ermitteln lassen. Durch die Blockbildung werden so Ausgangswertunterschiede bzgl. des blockbildenden Merkmals minimiert. Eine bekannte Störvariable wird also kontrolliert. Weitere (bekannte und unbekannte) Störvariablen müssen zusätzlich durch geeignete Kontrollstrategien kontrolliert werden.

Es gibt Zwei- und Mehrstichprobenpläne mit Blockbildung. Diese unterscheiden sich dahingehend, dass in Mehrstichprobenplänen mehr als zwei Stufen der UV untersucht werden. Der Zweistichprobenplan ist als Sonderfall anzusehen und wird auch als Parallelisierungsdesign bezeichnet. Die Blöcke bestehen dann aus genau zwei Versuchspersonen und heißen Paare.

Das Blockbildungsdesign versucht die Nachteile von Randomisierungs- und Wiederholungsdesign zu vermeiden. So umgeht es die verhältnismäßig geringe Präzision, die ein Randomisierungsdesign aufweist durch eine Kontrolle der Between-Varianz (geringere Datenstreuung). Gleichzeitig ist es nicht so anfällig für Reihenfolge- und Übertragungseffekte wie ein Versuchsplan mit Wiederholungsmessung, da jede Versuchsperson nur unter einer Faktorstufe untersucht wird.

Blockbildung ist eine gute Alternative, wenn aufgrund einer zu kleinen Probandenstichprobe die Zufallsgruppenbildung unterschiedliche (inhomogene) Gruppen hervorbringen würde. Im Blockbildungsdesign werden die Blöcke homogenisiert. Allerdings muss man sich nach Sarris (1992) mit einer relativ geringen Homogenisierung begnügen. Neben der Tatsache, dass es recht schwierig ist, ein geeignetes blockbildendes Merkmal zu identifizieren, korreliert dieses auch häufig nicht allzu hoch mit der AV. Zudem können Blöcke in Hinblick auf andere Merkmale nicht ideal homogen sein. Durch die Voruntersuchung entsteht außerdem ein erhöhter Aufwand, sodass Blockversuchspläne eher selten zum Einsatz kommen.
Bei der statistischen Auswertung werden Daten dieses Designs genau wie bei Messwiederholungsplänen im Sinne von abhängigen oder korrelierten Stichproben gewertet.

Beispiel:
In einer Untersuchung soll der Einfluss von Autogenem Training (AT) auf die Konzentrationsleistung von Kindern mit Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom (ADS) erforscht werden. Hierfür werden insgesamt 12 Kinder mit der Diagnose ADS untersucht. Aus einer kurzen Voruntersuchung weiß man bereits das Alter der Kinder, welches zwischen 4 und 12 Jahren liegt. Da das Alter mit der Konzentrationsleistung eines Menschen korreliert, wird es als blockbildende Variable herangezogen. Hierfür werden die Kinder anhand ihres Alters in eine Rangreihe gebracht. Ein Teil der Kinder soll an einem einwöchigen AT teilnehmen, der andere Teil nicht (UV). Da die UV genau 2 Stufen hat, werden Paare aus der Rangreihe gebildet:

Im Anschluss an die Woche nehmen alle Kinder an einem 20minütigen Konzentrationsleistungstest teil (AV). Das Design sieht entsprechend so aus: