این روش وقتی به کار می رود که فهرست کامل افراد جامعه در دسترسی نباشد.
به این منظور افراد را در دسته هایی خوشه بندی می کنند، سپس از میان خوشه ها نمونه گیری به عمل آورند و زمانی به کار می رود که انتخاب گروهی از افراد امکان پذیر و آسان تر از انتخاب افراد در یک جامعه تعریف شده باشد.
به عبارتی، اگر در نمونه گیری طبقه ای برای رسیدن به همگنی بیشتر جامعه به چند «طبقه» تقسیم می شد و نمونه از درون طبقات تشکیل شده انتخاب می گردید، در نمونه گیری خوشه ای، «خوشه ها» در برگیرنده گروه های ناهمگن از قبل تشکیل شده، هستند.
روش های نمونه گیری خوشه ای، بر اساسی انتخاب یک «فرد» یا «عضو» مبتنی بود، اما گاه امکان انتخاب فرد نیست و باید «گروه» انتخاب شود.
به خصوص زمانی که فهرستی از جامعه به علت گستردگی آن در دسترس نباشد.
لذا پژوهشگر باید به جای فرد، سراغ «خوشه ها» برود.
نمونه گیری خوشه ای زمانی استفاده می شود که چارچوب نمونه گیری (فهرست اعضای جامعه) در دسترس نیست.
هم چنین گاه به علت پراکندگی و گسترده بودن جامعه مورد نظر انتخاب نمونه با استفاده از سه روش قبلی مقرون به صرفه نیست.
در نتیجه، در این روش، به جای افراد، گروهها است که به صورت تصادفی انتخاب می شوند.
برعکس روش نمونه گیری تصادفی طبقهای که در آن گروهها همگن هستند، در نمونه گیری خوشه ای، گروهها ناهمگن می باشند.
نکته برجسته این روش این است که واحد نمونه گیری فرد نیست، بلکه یک دسته یا خوشه است.
به عنوان مثال فرض شود جامعه مورد نظر و تعریف شده عبارت است از کلیه افراد یک شهر که بیشتر از ۱۸ سال سن دارند، باشد.
در این جامعه نمونه گیری تصادفی ساده و نمونه گیری منظم زمانی میسر است که فهرست کامل تمام افراد یک شهر را با سن آنها در دست داشته باشد، در غیر این صورت به جای انتخاب فرد به عنوان واحد نمونه گیری، منطقه را واحد نمونه گیری قرار می گیرد و سپس به روش نمونه گیری تصادفی ساده از بین مناطق، منطقه یا مناطق مورد نظر را انتخاب می شود.
این روش در موقعیت هایی کاربرد دارد که:
الف) جامعه مورد پژوهشی از دسته های جداگانهای تشکیل شده و عناصر آن در دستههایی توزیع شده باشند؛
ب ) انتخاب گروه آسان تر از انتخاب تک تک افراد باشد .
این روش نمونه گیری، درباره جامعه هایی که دارای توزیع جمعیتی پراکنده و گسترده است، کاربرد دارد، یعنی زمانی که فهرست کاملی از افراد جامعه در دسترسی نباشد.
در این صورت، انتخاب نمونه از نظر اجرایی دشوار است.
در نتیجه، با وجود چنین پراکندگی، جامعه پژوهش باید دسته بندی و به عبارتی خوشه بندی شود، به این معنا که به جای انتخاب فرد به عنوان یک واحد، نمونه گیری از جامعه، کلاسی، مدرسه و یا منطقه به عنوان «خوشه» می شود.
فرد به عنوان یا خلف واحد، نمونه کبیری از سی، مدرسه و عنوان «خوشه» می شود مثلا برای انتخاب یک نمونه ۵۰۰۰ نفری از دانش آموزان راهنمایی سراسر کشور، در مرحله اول به صوت تصادفی پنج استان و از میان شهرستان های هر استان دو شهرستان، از میان شهرها یا بخشهای هر شهرستان دو مدرسه و از هر مدرسه یک کلاس به عنوان نمونه به صورت تصادفی انتخاب می شوند.
و یا برای بررسی میزان تحصیلات کارمندان یک شهر بزرگ که افراد پراکنده اند، با استفاده از نمونه گیری خوشه ای می توان واحد نمونه گیری (خوشه) را «سازمان» تعریف نمود.
سپس چند سازمان یا خوشه را به صورت تصادفی انتخاب و سپس کارمندان مورد نیاز را از بین این سازمان ها انتخاب نمود.
دقت شود درون خوشه ها هر چه تجانس بیشتر باشد، بهتر خواهد بود.
یا این که اگر پژوهشگری قصد دارد توانایی استعداد فضایی دانش آموزان سوم متوسطه یک استان را برآورد کند (برآورد متوسط توانایی درک فضایی دانش آموزان پایه سوم متوسطه) می تواند با انتخاب پایه مورد نظر، مثلاً کلاس سوم را به عنوان «خوشه» در نظر گیرد و سپس فهرست کلاس های سوم متوسطه را فراهم نماید.
بعد از میان کلاس ها به تصادف نمونه گیری کند و در نهایت با انتخاب تمام دانش آموزان آن کلاس ها، تا میزان نمونه مورد نظر انتخاب نمود و متغیر مورد نظر یعنی توانایی فضایی را مورد بررسی قرار داد.
به طور خلاصه در این روش، واحد نمونه گیری یک گروه از افراد یا «خوشه» است که به طور طبیعی تشکیل شده اند.
لذا، وقتی فهرست کامل افراد جامعه مورد مطالعه در دسترس نیست، افراد جامعه در دسته هایی (خوشه ها) دسته بندی می شوند، سپس از میان خوشه ها، نمونه گیری به عمل می آید.
در این جا فهرستی از خوشه ها (نه افراد) به عنوان چارچوب نمونه گیری معرفی و ملاک عملی پژوهشگر قرار می گیرد.
این روش در مقایسه سایر روش ها نیاز به وقت اجرایی کمتری دارد.
لیکن ضعف عمده آن این است که ممکن است نمونه انتخاب شده به صورت کامل معرف نماینده واقعی جامعه نباشد.
در این روش، نکته مهم این روش آن است که چگونه باید دسته بندی انجام گیرد تا منطقی ترین خوشه ها منظور شوند.
بدین لحاظ، روش نمونه گیری خوشه ای از نظر وضعیت خوشه گیری به دو نوع تقسیم می شود:
الف) نمونه گیری منطقه ای یا نمونه گیری خوشه ای جغرافیایی
در این روش چون جامعه از نظر جغرافیایی پراکنده است، افراد نمونه در یک منطقه محلی یا مناطق شهر بزرگ، به عنوان خوشه در نظر گرفته می شوند آنگاه وارد نظام تصادفی می شود.
ب) نمونه گیری خوشه ای متناسب با حجم
زمانی که خوشه های تشکیل شده از نظر حجم نابرابر باشد، از این روش استفاده می شود.
در نتیجه، احتمال انتخاب هر خوشه بسته به حجم خوشه فرق می کند
نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای
نمونه گیری خوشه ای از نظر اجرا بر دو نوع است.
یک مرحله ای و چند مرحله ایی.
۱. نمونه گیری خوشه ای یک مرحله ای
در نمونه گیری خوشه ای یک مرحله ای، عمل نمونه گیری با استفاده از خوشه فقط یک مرتبه و در مرحله اولی، انتخاب و از همه عناصر خوشه های انتخاب شده استفاده می شود.
۲. نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای
نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای، شکل گسترش یافته نمونه گیری خوشه ای است.
در این روش، جامعه مورد نظر به چندین لایه مرتبه بندی تقسیم می شود، به طوری که لایه های بزرگتر لایه های کوچکتر را در بر می گیرد.
پژوهشگر از میان لایه های بزرگتر چند لایه را به صورت تصادفی انتخاب می کند ودر مرحله بعدی از زیر مجموعه های لایه های انتخاب شده، چند زیر مجموعه را به صورت تصادفی انتخاب می کند.
عمل نمونه گیری از لایه ها تا رسیدن به کوچکترین واحد نمونه گیری ادامه می یابد.
بطور خلاصه در این روش، افراد و عناصر اصلی بیش از یک مرحله (چند مرحله) انتخاب می شود و در طی مرحله ها برای انتخاب عناصر هر یک از خوشه های انتخاب شده از فن نمونه گیری تصادفی استفاده می شود.
در نمونه گیری خوشهای چند مرحله ای، در مرحله اول «خوشه ها» انتخاب و بعد در مرحله دوم داخلی هر خوشه «افراد» به تصادف انتخاب می شوند.
مثلاً در مثال قبلی می توان ابتدا چند سازمان (خوشه) را به طور تصادفی انتخاب و سپس از بین هر سازمان، چند «واحد سازمانی» را معین کرد و سپس از بین واحدهای سازمانی، «افراد نمونه» از هر واحد را به طور تصادفی انتخاب نمود.
دقت شود در این جا همان رویکرد نمونه گیری خوشه ای انجام شده، لیکن نحوه عمل به صورت مرحله به یا اگر پژوهشگر بخواهد از میان نواحی جمعیتی یک شهر بزرگ، نمونه انتخاب کند، چون فهرستی از همه جمعیت شهروندان وجود ندارد و آنان در بلوکهای شهری یا بلوکهای سرشماری جداگانه ای سکونت دارند، ابتدا می تواند نمونه ای از بلوک ها را انتخاب نماید، سپس فهرستی از افرادی که در هریک از بلوکهای انتخاب شده زندگی می کنند تهیه نموده و آنگاه از ساکنان هر یک از بلوک ها، به طور تصادفی نمونه گیری کند.
در نمونه گیری یک مرحله ای، چندین خوشه به عنوان نمونه انتخاب می شوند و لیکن در نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای، نمونه منتخب بهتر معرف جامعه است و از این جهت دقت برآورد آن در مقایسه با نمونه گیری خوشه ای یک مرحله ای افزایش مییابد.
هر چند ممکن است به جهت مراحل متعدد نمونه گیری، خطای نمونه گیری افزایش یابد.
در نمونه گیری خوشهای چند مرحله ای، در نهایت این افراد (اشخاص) هستند که به عنوان نمونه انتخاب می شوند و نه خوشه ها.
نمونه گیری خوشه ای چند مرحله ای، نوع دیگری از نمونه گیری خوشه ای است.
زمانی که منطقه به صورت تصادفی انتخاب شد، می توان نمونه گیری را در داخل منطقه نیز ادامه داد.
به عنوان مثال، مطالعه کننده ممکن است آدرس کلیه افرادی را که در یک منطقه زندگی می کنند داشته باشد، بنابراین از بین این افراد، ۱۰ نفر را به صورت تصادفی انتخاب می شود.
در روش نمونه گیری خوشهای چند مرحله ای، فهرست نمونه گیری دوبار و در بعضی مواقع بیش از دو بار تهیه می شود.
نمونه گیری خوشه ای برخی از مواقع در پژوهشهای آموزشی به کار می رود در این نوع پژوهش ها از کلاس به عنوان واحد نمونه گیری استفاده می شود.
از مزایای عمده نمونه گیری خوشهای جلوگیری از اتلاف وقت و صرفه جویی در منابع مالی است.
۱. دقت آن از نمونه گیری تصادفی ساده کمتر است، زیرا در نمونه گیری تصادفی ساده فقط یک اشتباه وجود دارد در صورتی که در نمونه گیری خوشه ای در هر مرحله یک اشتباه نمونه گیری وجود خواهد داشت یعنی به تعداد مراحل، خطای نمونه گیری وجود دارد.
۲. برای داده های جمع آوری شده از این نوع نمونه گیری فرمول آسانی را نمی توان به کار برد، زیرا به کار بردن یک نوع ابزار آماری در جامعه های مختلف دقت آن リ کاهش میدهد.
در تقسیم انواع نمونه گیری خوشهای از نظر وضعیت خوشه گیری، می توان به نمونه گیری خوشه ای طبقه ای (منطقه ای) ونیز نمونه گیری خوشه ای متناسب با حجم، اشارہ کرد.
در نوع نمونه گیری طبقه ای، از ترکیب طبقه بندی و خوشه بندی می توان به نمونه کارآمدی رسید، به ویژه هنگامی که طبقه بندی یا خوشه بندی مبتنی بر ویژگیهای جغرافیایی باشد که نمونه گیری منطقه ای یا نمونه گیری خوشه ای جغرافیایی نامیده می شود.
در این نوع نمونه گیری، هر منطقه یک خوشه در نظر گرفته می شود.
نمونه گیری منطقه ای، پیچیدگی تهیه فهرست نمونه گیری را کاهش می دهد و امکانی را فراهم می نماید که خوشه بندی افراد مورد پژوهش، به گونه ای صورت گیرد که به صورت خوشه و دسته درآیند .
نمونه گیری خوشه ای متناسب با حجم، زمانی استفاده می شود که خوشه های تشکیل شده از نظر حجم نابرابر باشد.
در نتیجه، احتمال انتخاب هر خوشه بسته به حجم خوشه فرق می کند که در آن به خوشه های بزرگتر احتمال بیشتر و به خوشه های کوچکتر احتمالی کمتری انتخاب می شوند .