warum experimentieren wir?. aaronson, e., wilson, t.d. & akert, r.m. (2005). methodologie: wie...
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Warum experimentieren wir?
Aaronson, E., Wilson, T.D. & Akert, R.M. (2005). Methodologie: Wie Sozialpsychologen forschen. In E. Aaronson, T.D. Wilson & R.M. Akert, Sozialpsychologie (4. Aufl., Kap. 2, S. 2 – 27). München: Pearson Studium
Was für Forschungsmethoden gibt es in der Sozialpsychologie?
was heute ansteht.... warum wird experimentiert? Arten sozialpsychologischer Forschung
deskriptive korrelative experimentelle
was ist ein Experiment?
Warum wird in der Sozialpsychologie experimentiert?
Gewinnung neuer Erkenntnisse; Erklärung von Phänomenen
Ziel wissenschaftlicher Forschung: Konstruktion einer Theorie über den jeweiligen Forschungsbereich
Theorie
Gefüge von Sätzen, die nachprüfbar sind und in systematischer Beziehung zueinander stehen.
versucht, Phänomene zu ordnen und zukünftige Ereignisse vorher zu sagen, d.h. eine Theorie erlaubt es, über die Grenzen der konkreten Einzelbeobachtung hinaus zu gehen und Vorhersagen zu treffen.
Woher kommen wissenschaftliche Theorien?
Jemand hat eine brilliante Einsicht Es zeigt sich ein Phänomen, das man
sich noch nicht erklären kann und geht an die Arbeit
Man entwickelt eine schon bestehende Theorie weiter
Wie ist der Zusammenhang zwischen Theorie und Daten?
Theorie
Hypothesen
Empirische Methoden(z.B. Experiment)
Daten
Theorien, Hypothesen und Daten
Was ist eine Hypothese?
Hypothese
aus einer Theorie abgeleitete Behauptung formuliert in Aussageform muss
einfach und klar in der Formulierung sein empirisch prüfbar sein
Wie wird eine Hypothese überprüft?
Überprüfen einer Hypothese
Formulierung einer Hypothese
Umsetzung in statistische Hypothese
Wahl einer Entscheidungsregel über Annahme / Verwerfen der Hypothese
Wahl und Rekrutierung einer Stichprobe
Anwenden der Entscheidungsregel Annahme bzw. Ablehnung der Hypothese
Hypothesentesten
Zwei konkurrierende Hypothesen: Die Null-Hypothese H0 bedeutet, daß sich zwei
oder mehr Grundgesamtheiten bezüglich der Werte ihrer Parameter (z.B. Mittelwert) nicht unterscheiden. Die entsprechenden Stichprobenwerte bzw. -parameter weichen nur "zufällig" voneinander ab.
Eine Alternative Hypothese H1 ist eine Verneinung der Nullhypothese und formuliert den Zusammenhang, den man zu finden hofft, in der Regel die Annahme, dass sich die Mittelwerte unterscheiden.
Welche Fehler können beim Hypothesenprüfen auftreten?
Welche Fehler können auftreten? Beim Hypothesentesten können 2 Arten von Fehlern
auftreten:
Der Fehler 1. Art (α, Alpha-Fehler) tritt auf, wenn die Nullhypothese richtig ist (die "wirkliche Welt" richtig wiedergibt), aber dennoch anhand der vorliegenden statistischen Daten abgelehnt wurde. fälschliche Annahme von H1
Der Fehler 2. Art tritt auf, wenn die Alternativhypothese richtig ist, aber dennoch anhand der vorliegenden Daten zugunsten der Nullhypothese abgelehnt wurde. fälschliches Beibehalten von Ho
Rein logisch sind die folgenden Entscheidungen möglich:
In der Population giltdie:
In der Population giltdie:
H0 H1
Entscheidung aufGrund der Stich- H0
richtigeEntscheidung
ß-Fehler oderFehler zweiter Art
probe zugunsten der: H1
-Fehler oderFehler erster Art
richtigeEntscheidung
Deskriptive Forschung Beschreibende Forschung, benutzt Beobachtungsmethode Ethnographie
Versuch, aus der Beobachtung heraus eine Gruppe oder Kultur zu verstehen
Teilnehmende Beobachtung Beobachter ist Teil der Gruppe, versucht aber, nicht in das
Geschehen einzugreifen Dokumentenanalyse
Analyse vorhandener Dokumente (Romane, Zeitschriften, Bilder, Tagebücher) um Kenntnis über die Überzeugungen und Werte einer Gesellschaft zu gewinnen
Reliabilität Unabhängige Beobachter sollen bei der Beobachtung einer
Gruppe und der Kodierung der Daten zu den gleichen Ergebnissen gelangen
Vorteile und Nachteile deskriptiver Forschung Vorteil:
Liefert eine genaue Beschreibung sozialen Verhaltens
Nachteil: Nicht jedes Verhalten ist beobachtbar Halo-Effekt: Das Wissen um die Beobachtung
kann das Verhalten verzerren Unvollständigkeit der Daten bei der
Dokumentenanalyse Begrenzt auf eine bestimmte Gruppe, eine
bestimmte Situation und eine bestimmte Verhaltenweise
Korrelative Forschung Ziel
Verständnis der Beziehungen zwischen zwei der mehr Variablen Vorhersage einer Variablen aus der anderen
Korrelationskoeffizient Zeigt an, wie gut man aus der einen Variablen die
andere vorhersagen kann Nimmt Werte von -1,00 bis +1,00 an Positive Korrelation Negative Korrelation Nullkorrelation Korrelation von 1,00
Ein Beispiel für eine korrelative Methode?
Befragungsmethode
Befragungen sind eine Möglichkeit, etwas über Einstellungen zu erfahren
Aus der Beantwortung der einen Frage will man die Antwort auf eine andere Frage vorhersagen
Sie liefern Hinweise auf Phänomene, die nicht direkt beobachtbar sind
Ermöglichen repräsentative Stichproben
Befragungsmethode Repräsentative Stichproben
Zufallsauswahl Ermöglichen eine Verallgemeinerung der
Ergebnisse Unzureichende Einhaltung dieser Grundprinzipien
Problem der Erreichbarkeit aller zufällig ausgewählten Probanden
Unzulässige Verallgemeinerung der Ergebnisse Ungenauigkeit der Antworten
Soziale Erwünschtheit Antworttendenzen Unzureichende Reflektion der Antworten
Korrelative Forschung
Informationsgewinn gegenüber der deskriptiven Forschung nicht nur rein beschreibend, sondern zeigt Beziehungen zwischen Variablen auf
Problem der Kausalität A verursacht B B verursacht A C verursacht A und B
Fernsehkonsum
Aggression
Fernsehkonsum
Aggression
Fernsehkonsum
Aggression
X YDer Zusammenhang kommt durch den Einfluss von X auf Y zustande.
(Fernsehkonsum Aggression)
X YDie Situation ist umgekehrt: Einfluss von Y auf X bewirkt die Korrelation.
(Aggression Fernsehkonsum)
X Y Die Korrelation besteht, weil X auf Y wirkt und Y auf X zurück.
X YEin dritter Faktor beeinflusst sowohl X als auch Y und führt zu der zwischen X und Y festgestellten Beziehung. Weiterhin ist denkbar, dass die Kovariation von X und Y nicht nur auf den dritten Faktor zurückgeht, sondern z.T. auch auf den Einfluss von X auf Y, oder umgekehrt (angedeutet durch gestrichelte Pfeile)
Übungsfragen - KorrelationEine Untersuchung hat gezeigt, dass Körpergewicht und Einkommen positiv korreliert sind, d.h. mit steigendem Gewicht steigt auch das Einkommen. Kann man daraus schlussfolgern, dass eine Möglichkeit, zu einem besseren Einkommen zu gelangen darin besteht, sich „ein paar zusätzliche Pfunde anzuessen“?
Nein, Korrelation macht keine Aussagen über Kausalität! Es gibt mehrere Möglichkeiten, wodurch der Zusammenhang zwischen Körpergewicht und Einkommen bedingt sein kann: Körpergewicht Einkommen Einkommen Körpergewicht Drittvariable (z.B. Alter) beeinflusst beide Variablen
Experimentelle Methode Suche nach den Ursachen Hier sind Kausalitätsschlüsse möglich Aber nur wenn
Zufallszuteilung der Probanden auf eine der experimentellen Bedingungen
Kontrolle aller potentiellen Störvariablen Systematische Variation der unabhängigen
Variablen Wenn sich durch Veränderung der UV die
Ausprägung der AV verändert, dann kann man sagen, UV ist die Ursache für AV
Experimentelle Methode Interne Validität wird über die Kontrolle der
Situation sichergestellt Zufallsauswahl stellt sicher, dass nicht die
Beschaffenheit der Versuchsgruppe für das Ergebnis verantwortlich ist
Wahrscheinlichkeitsniveau kontrolliert das Restrisiko Datenanalyse liefert einen Wahrscheinlichkeitswert
für das gefundene Ergebnis, liegt dieser unter dem zuvor festgelegten Wahrscheinlichkeitsniveau, kann davon ausgegangen werden, dass das Ergebnis nicht zufällig zustande kam
Ergebnis ist dann statistisch signifikant
Experimentelle Methode Externe Validität = Generalisierbarkeit der
Ergebnisse, Test erfolgt über die Replizierbarkeit des Experiments
Generalisierbarkeit auf Personen = Ausmaß, in dem man auf alle Menschen verallgemeinern kann
Generalisierbarkeit auf natürliche Situationen = Ausmaß, in dem man von der konstruierten Situation auf das wirkliche Leben verallgemeinern kann
Was ist ein Experiment?
Definition Experiment
Ein Experiment ist eine Untersuchung, in der der Versuchleiter
eine oder mehrere Variablen manipuliert (unabhängige Variable)
andere wichtige Variablen kontrolliert eine oder mehrere Variablen beobachtet
oder misst (abhängige Variablen)
Was sind die Merkmale eines Experiments?
Merkmale eines Experimentes (Kerlinger, 1973)
Replizierbarkeit (Wiederholbarkeit) Kontrolle von Bedingungen Manipulation von mindestens einer
unabhängigen Variablen Zufällige Zuordnung von Personen zu
Versuchsgruppen zufällige Zuordnung von Versuchsgruppen
zu Versuchsbedingungen
Wie werden UV und AV anschließend grafisch dargestellt?
Darstellung der Beziehung zwischen unabhängiger und abhängiger Variablen
0
100
200
300
400
500
600
Reaktions-zeit
Alkoholkonsum
Stufen der unabhängigen Variablen x-Achse (Abszisse)
Stufen der abhängigen Variablen y-Achse (Ordinate)
Was sind Störvariablen?
Störvariablen
Variablen, die einen Einfluss auf die abhängige Variable haben – mit Ausnahme der unabhängigen Variable(Bsp.: Wie wirkt sich Hitze auf aggressives Verhalten aus? zusätzlich tritt Lärmbelästigung auf...)
Techniken zur Reduktion / Kontrolle von Störvariablen, z.B.: Eliminieren Verändern der Versuchsbedingung, so dass
die Störvariable nicht auftreten kann Konstanthaltung gleiche Ausprägung der Störvariablen
auf allen Stufen der UV Einführung einer Kontrollgruppe Kontrollgruppe erlebt die
gleichen Umgebungsvariablen wie Experimentalgruppe bis auf Auswirkung der UV
Randomisierung verschiedene Ausprägungen der Störvariablen werden über das Experiment zufällig verteilt (z.B. Versuchspersonen auf Versuchsbedingungen)
Übungsfragen - Experiment
Was versteht man unter einer abhängigen, was unter einer unabhängigen Variablen?
Ein Psychologe variiert das Gehalt von bisher gleich bezahlten Mitarbeitern eines Unternehmens, um so herauszubekommen, ob mit zunehmendem Lohn die Arbeitszufriedenheit und die Leistungsbereitschaft steigen. Was gehört zur abhängigen Variablen (AV)?
□ die Arbeitszufriedenheit und die Leistungsbereitschaft
□ die Mitarbeiter mit unschiedlichem Gehalt
□ das Gehalt, welches in der Höhe variiert wird
□ Umsatz und Gewinn der Firma
Ein Forscher will herausbekommen, ob ein Informationspapier mit einer Statistik über den Zusammenhang zwischen Rauchen und Lungenkrebs die Einstellung zum Rauchen verändert. Was gehört zur unabhängigen Variablen (UV) ?
□ die Anzahl der gerauchten Zigaretten □ der Lungenkrebs □ das Info mit der Statistik □ die Einstellung zum Rauchen
Lärm kann je nach Untersuchung angesehen werden als?
□ unabhängige Variable
□ abhängige Variable
□ Störvariable
Es besteht ein Zusammenhang zwischen Körpergewicht und Einkommen (positive Korrelation zwischen Körpergewicht und Einkommen, d.h. mit steigendem Gewicht steigt auch das Einkommen). Wie kann man experimentell untersuchen, ob eine Zunahme des Körpergewichts zu einer Zunahme des Gehaltes führt?
uV KörpergewichtaV Gehalt
experimentelle Variation der uV (Konstanthalten) aller anderen Variablen) und Messung der aV
Warum reicht ein einfacher Mittelwertvergleich nicht aus?
Auswahl von statistischen Verfahren
Was prüfen die statistischen Verfahren? Mittelwerte vergleichen reicht nicht!
III
Was sind wichtige Punkte bei der Auswahl statistischer Verfahren?
Auswahl von statistischen Verfahren
Welches Skalenniveau liegt vor? Ordinalskala vs. Intervallskala
Während meiner Arbeitszeit arbeite ich größtenteils am Computer.
stimmt nicht stimmt vollkommen
(Ordinalskala) 1 2 3 4(Intervallskala) 1 2 3 4 5 6 7
Statistische Methoden Ordinalskala: nicht-parametrische Testverfahren Intervallskala: parametrische Testverfahren
Auswahl von statistischen Verfahren
Abhängige vs. unabhängige Stichproben
Ja Nein
Testverfahren für
abhängige Stichproben
Testverfahren für
unabhängige Stichproben
Auswahl von statistischen Verfahren
Abhängige vs. unabhängige Stichproben: Was ist besser?
Analyse für unabhängige Stichproben
Analyse für abhängige Stichproben
Bei unabhängigen Stichproben:
Fehler = Fehler der Person i unter der Faktorstufe j + Fehler der Person i
jx
iij
Messwert = Mittelwert der Population + Effekt des Faktors + Fehler
Bei abhängigen Stichproben:
Fehler = Fehler der Person i unter der Faktorstufe j
ij Aussagen über Faktor sind wesentlich stärker!
Auswahl von statistischen Verfahren
Einzelne Fragestellung vs. mehrere Fragestellungen Einzelne Fragestellung: z.B. T-Test, U-Test,
Wilcoxon-Test Mehrere Fragestellungen: Varianzanalyse, H-
Test, Friedmann-Test
Warum? Reduzierung des α- Fehlers Jeder Test beinhaltet eine Unsicherheit in der
Entscheidung
2)1(
1
itUnsicherhe
Sicherheit einer Entscheidung bei 1 Analyse:
1- Unsicherheit
Sicherheit einer Entscheidung bei 2 Analysen:
(1- Unsicherheit Analyse 1) (1- Unsicherheit Analyse 1)
Beispiel:
Entscheidungssicherheit pro Analyse = 95%, Unsicherheit = 5%
9025,0)05,01( 2
Auswahl von statistischen Verfahren
Parametrische Verfahren Nicht-Parametrische Verfahren
Abhängige Stichproben Unabhängige Stichproben Abhängige Stichproben Unabhängige Stichproben
Univariat Multivariat Univariat Multivariat Univariat Multivariat Univariat Multivariat
t-Test fürabhängige Stichproben
Varianz-analyse
mit Mess-wieder-holung
t-Test fürUnab-
hängige Stichproben
Varianz-analyse
ohne Mess-wieder-holung
Wilcoxon-Test
Friedmann-Test U-Test H-Test
Was ist die Effektstärke?
Bedeutsamkeit der Effekte
Das wichtigste Maß zur Bestimmung der praktischen Bedeutsamkeit eines Effektes ist die Effektstärke oder Effektgröße. Die Effektstärke d normiert die Unterschiede zwischen den experimentellen Gruppen auf die Streuung der Testwerte.
Bedeutsamkeit der Effekte
Auch wenn Effekte existieren: Kosten – Nutzen – Analyse
Bestimmung der Effektstärken Wie viel Varianz wird durch den
betreffenden Effekt aufgeklärt? Beispiel:
Wie teuer war das Rückentraining und welchen Effekt hat es gebracht?
Wie teuer waren die Stühle und welchen Effekt haben sie gebracht?
Beispiel:
Formel für die Bestimmung der Effektstärke eines t-Tests für unabhängige Stichproben
s
xxd 12
2
2
1
2
2 sss
wobei
Werte ohne Rückentraining:
Mittelwert = 4,25
Standardabweichung = 4
Werte mit Rückentraining:
Mittelwert = 1,75
Standardabweichung = 3
Effekt Rückentraining: d = 0,71
Werte ohne Rückentraining:
Mittelwert = 4,25
Standardabweichung = 7
Werte mit Rückentraining:
Mittelwert = 1,75
Standardabweichung = 6
Effekt Rückentraining: d = 0,38
Feld-, Grundlagen- und angewandte Forschung
Feldforschung studiert das Verhalten in seiner natürlichen Umgebung hohe externe Validität, aber keine Kontrolle aller Störvariablen
Grundlagenforschung will herausfinden, warum sich Personen auf eine bestimmte Weise verhalten
Angewandte Forschung will ein spezifisches Problem lösen
Laborexperiment, Feldexperimentund Feldstudie Laborexperiment
Durchführung im Labor / Experimentalraum kontrollierte Durchführung durch Versuchsleiter
relativ geringer Aufwand Konstanthaltung der Bedingungen Zufallsauswahl der Versuchspersonen zufällige Zuteilung zu den Versuchsbedingungen Manipulation einer exakt definierten unabhängigen Variablen exakte Registrierung der abhängigen Variablen
Beantwortung kausaler Fragen
Nachteile Künstlichkeit der Laborsituation Übertragbarkeit der
Befunde? Reaktivität
Laborexperiment, Feldexperimentund Feldstudie
Feldexperiment außerhalb des Labors /
Experimentalraums durchgeführt Manipulation der unabhängigen
Variablen i.d.R. höhere externe Validität der
Befunde als bei Laborexperiment Kontrolle von Störvariablen schlechter
als beim Laborexperiment
Laborexperiment, Feldexperimentund Feldstudie
Feldstudie außerhalb des Labor / Experimentalraums
durchgeführte korrelative Untersuchung keine Manipulation der unabhängigen
Variablen Registrierung von mehreren abhängigen
Variablen Beispiele: Umfragen von
Meinungsforschungsinstituten oder Beobachtung verhaltensgestörter Kinder
Fragen?
Bis nächste Woche!