Laborexperiment
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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? Theorien, Hypothesen und Daten Theorie Hypothesen Empirische Methoden (z.B. Experiment) 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 gilt die: H0 Entscheidung auf richtige Grund der StichH0 Entscheidung probe zugunsten der: -Fehler oder H1 Fehler erster Art In der Population gilt die: H1 ß-Fehler oder Fehler zweiter Art richtige Entscheidung Deskriptive Forschung Beschreibende Forschung, benutzt Beobachtungsmethode Ethnographie Teilnehmende Beobachtung Beobachter ist Teil der Gruppe, versucht aber, nicht in das Geschehen einzugreifen Dokumentenanalyse Versuch, aus der Beobachtung heraus eine Gruppe oder Kultur zu verstehen 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 Aggression Aggression Fernsehkonsum Aggression Fernsehkonsum Fernsehkonsum X Y Der Zusammenhang kommt durch den Einfluss von X auf Y zustande. (Fernsehkonsum Aggression) X Y Die Situation ist umgekehrt: Einfluss von Y auf X bewirkt die Korrelation. (Aggression Fernsehkonsum) X X Y Y Die Korrelation besteht, weil X auf Y wirkt und Y auf X zurück. Ein 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 - Korrelation Eine 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 600 500 400 Reaktions300 zeit 200 100 0 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 Körpergewicht aV 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! II I 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. vollkommen stimmt nicht (Ordinalskala) (Intervallskala) 1 1 stimmt 2 2 3 4 3 5 4 6 7 Statistische Methoden Ordinalskala: nicht-parametrische Testverfahren Intervallskala: parametrische Testverfahren Auswahl von statistischen Verfahren Abhängige vs. unabhängige Stichproben Ja Nein Testverfahren für Testverfahren für abhängige Stichproben unabhängige Stichproben Auswahl von statistischen Verfahren Abhängige vs. unabhängige Stichproben: Was ist besser? Analyse für unabhängige Stichproben Analyse für abhängige Stichproben Messwert = Mittelwert der Population + Effekt des Faktors + Fehler x j Bei unabhängigen Stichproben: Fehler = Fehler der Person i unter der Faktorstufe j + Fehler der Person i ij i 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, HTest, Friedmann-Test Warum? Reduzierung des α- Fehlers Jeder Test beinhaltet eine Unsicherheit in der Entscheidung Sicherheit einer Entscheidung bei 1 Analyse: 1- Unsicherheit Unsicherheit 1 Sicherheit einer Entscheidung bei 2 Analysen: (1- Unsicherheit Analyse 1) (1- Unsicherheit Analyse 1) (1 ) 2 Beispiel: Entscheidungssicherheit pro Analyse = 95%, Unsicherheit = 5% (1 0,05) 2 0,9025 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 für abhängige Stichproben Varianzanalyse mit Messwiederholung t-Test für Unabhängige Stichproben Varianzanalyse ohne Messwiederholung WilcoxonTest FriedmannTest 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 x2 x1 d s 2 wobei s s2 s1 2 2 Werte ohne Rückentraining: Werte mit Rückentraining: Mittelwert = 4,25 Mittelwert = 1,75 Standardabweichung = 4 Standardabweichung = 3 Effekt Rückentraining: d = 0,71 Werte ohne Rückentraining: Werte mit Rückentraining: Mittelwert = 4,25 Mittelwert = 1,75 Standardabweichung = 7 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, Feldexperiment und 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, Feldexperiment und 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, Feldexperiment und 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!
