الخطأ المعياري هو مقياس يمكن تعريفه بشكل عام على أنه الانحراف المعياري لتوزيع العينة لإحصائية مثل متوسط العينة. بالنسبة لمتوسط العينة، غالبًا ما يُطلق على الخطأ المعياري اسم الخطأ المعياري للمتوسط (SEM). يلعب هذا المقياس دورًا حاسمًا في تحديد فترات الثقة.
"يخبرنا الخطأ المعياري بمدى اختلاف تقدير معلمة السكان عندما نأخذ عينات عشوائية من السكان."
عندما يكون حجم العينة صغيرًا، فإن حساب الخطأ المعياري يمكن أن يكون له تأثير كبير. ويرجع ذلك إلى أن التباين في متوسط العينة سيكون أكبر، مما يعني أن تقديرنا لمتوسط السكان ليس دقيقًا بدرجة كافية. يجد الإحصائيون عادة أنه مع زيادة حجم العينة، يصبح متوسط العينة أقرب إلى متوسط السكان، وبالتالي ينخفض الخطأ المعياري وفقًا لذلك.
"مع زيادة حجم العينة، ستتجمع متوسطات العينة بشكل أكثر دقة حول متوسط السكان."
من المهم أن نفهم أنه من الناحية الرياضية توجد علاقة عكسية بين الخطأ المعياري وحجم العينة. على وجه التحديد، عندما نحسب الخطأ المعياري لعينة ما، فإن الصيغة المستخدمة هي تقسيم الانحراف المعياري للعينة على الجذر التربيعي للعينة. وهذا يعني أنه إذا كنت تريد خفض الخطأ المعياري إلى النصف، فأنت بحاجة إلى زيادة حجم العينة أربعة أضعاف.
عندما يكون حجم العينة أقل من 20، فإن استخدام الانحراف المعياري للعينة لتقدير الانحراف المعياري للمجتمع قد يؤدي إلى مشاكل التقدير غير المنتظم. وهذا مهم بشكل خاص لاستقراء النتائج، حيث أن الأخطاء المعيارية العالية قد تؤدي إلى استنتاجات غير دقيقة. وقد قدم الإحصائيون بعض عوامل التصحيح لحل هذه المشكلة واقترحوا استخدام توزيع t للطلاب لاختبار فرضيات الانحراف المعياري للسكان غير المعروف.
في العديد من التطبيقات العملية، غالبًا ما يكون الانحراف المعياري للسكان غير معروف. في هذه المرحلة، يمكننا استخدام الانحراف المعياري للعينة لإجراء تقدير. يوفر لنا توزيع t للطالب خيارًا أكثر قوة لتعديل استنتاجاتنا وفقًا للتغيرات في حجم العينة، وخاصةً عندما يكون حجم العينة صغيرًا. عندما يزداد حجم العينة إلى حد معين، فإن توزيع t للطالب سوف يقترب من التوزيع الطبيعي، مما يبسط التحليل الإحصائي اللاحق.
"حتى لو كان توزيع السكان في المستقبل غامضًا، فإن حجم العينة المعقول سوف يؤدي إلى اقتراب تقديراتنا تدريجيًا من معايير السكان الحقيقية."
في العديد من التحليلات الإحصائية، غالبًا ما نحتاج إلى إنشاء فترات ثقة لتقدير معلمات السكان. تشكل الأخطاء المعيارية أساسًا مهمًا في هذه العملية، لذا فإن فهم تأثير العينات الصغيرة على الأخطاء المعيارية أمر بالغ الأهمية لتفسير النتائج بشكل صحيح. عندما يكون حجم العينة أكبر، فإن الفاصل الزمني للثقة المحسوب سيكون أكثر دقة، ولكن كصناع قرار، لا نريد أن نتوصل إلى استنتاجات متسرعة بناءً على نتائج من عينة صغيرة.
ملخصبشكل عام، لا يمكن تجاهل التحديات التي تفرضها العينات الصغيرة في الاستدلال الإحصائي. فهو لا يؤثر فقط على حساب الأخطاء المعيارية، بل يؤثر أيضًا على صحة عملية الاستدلال بأكملها. مع زيادة حجم العينة، ينخفض الخطأ المعياري، مما يوفر تقديرًا أكثر دقة للمعلمة الأصلية.
وإزاء هذه الخلفية، هل ينبغي لنا أن نكون أكثر حذرا بشأن الاستنتاجات المستخلصة من بيانات العينات الصغيرة وأن نأخذ في الاعتبار التحيزات وعدم اليقين المحتملين في تحليلاتنا؟