Post on 05-Apr-2015
Einführung in die psychologische Methodenlehre
Gerhard Rinkenauer
Institut für Arbeitsphysiologie an der Universität Dortmund
Aufbau empirischer Studien
• Definition: Zuerst werden die Ziele der Studie identifiziert und präzise definiert.
• Planung und Design: Festlegen der Art der Untersuchung, der Variablen (AV, UV), Prozeduren, Kontrollmechanismen und Auswahlverfahren für Versuchsteilnehmer
• Implementierung und Vorbereitung: Vorbereiten aller benötigten Materialien und Treffen organisatorischer Maßnahmen.
• Durchführung der Studie: Protokollierung aller außergewöhnlichen Vorfälle. Sammeln aller verwendeten Materialien.
• Analyse der gewonnenen Daten: Organisation der Daten, Auswahl der statistischen Verfahren, Untersuchung von Ausreißern, Auswertung und Interpretation.
• Aufbereitung und Interpretation der Daten und Veröffentlichung der Studie.
Alltagspsychologie im Vergleich zur wissenschaftlichen Psychologie
Alltagspsychologische Aussagen
• Unangenehme Sachverhalte werden schlechter als angenehme erinnert.
• Dicke sind gemütlich. • Frauen denken unlogisch.• Latein lernen fördert das logische Denken. • Gedichte auswendig lernen verbessert das
Gedächtnis.• Brillenträger sind intelligenter.• Psychologen haben eine Macke.
Alltagspsychologie: „Wahrheitsfindung“
• Intuition – „Das sagt mir mein Gefühl“– „Das sagt schon der gesunde Menschenverstand“
• Autoritätsgläubigkeit – „Das haben schon S. Freud und C.G. Jung
behauptet“• Beispielmethode
– „Mein Großvater wurde 88, obwohl er zwei Packungen Zigaretten pro Tag rauchte“
– „Richtig - Hilde ist dick und zugleich sehr gemütlich“
Wissenschaftliche Psychologie: Wahrheitsfindung
• Aussagen werden an der Wirklichkeit mit bestimmten Methoden möglichst objektiv überprüft Empirische Überprüfung.
• Empirische Wissenschaft (Erfahrungswissenschaft)
• Andere empirische Wissenschaften: Physik, Chemie, Biologie, Medizin ...
• Beziehen sich oft auf Autoritäten.
• Verlassen sich oft auf Gefühl und Alltagserfahrung
• Sind grundsätzlich skeptisch bzgl. dessen, was andere behaupten. Fordern überzeugende Belege.
• Verlassen sich nicht (zu sehr) auf ihr Gefühl.
Alltagspsychologen Wiss. Psychologen
Wissenschaftliche Erklärung
• Erklärung = befriedigende Antwort auf eine Warum-Frage
• Beispiele– Warum werden wir müde?– Warum träumen Menschen?– Warum vergessen Menschen?– Warum erscheint uns der Mond am Horizont
größer als am Zenit?– Warum leitet destilliertes Wasser keinen Strom?– Warum ziehen sich zwei Körpermassen an?– Warum ist es nachts dunkel?
Wissenschaftliche Erklärung
1. Mir ist bekannt, dass er frustriert wurde
2. und dass „Frustration zu Aggression führt“.
Fritz ist aggressiv, weil er frustriert wurde.
Warum ist Fritz heute aggressiv?
Einzelt
atsac
he
Allgem
eine A
ussa
ge
Zu erklärender Sachverhalt
Zirkuläre Erklärung(Scheinerklärung)
Student: Warum ist es schwierig, gleichzeitig zu sprechen und zuzuhören?
Dr. Hell: Weil die zentralen Ressourcen einer Person limitiert sind.
Student: Aber warum sind denn die zentralen Ressourcen begrenzt?
Dr. Hell: Sie haben doch selber gesagt, es sei schwierig, gleichzeitig zu sprechen und zuzuhören.
Student: Ach so ... hmmm?
A? B
C
D
weil
weil
weilweil
Übersicht Grundkonzepte
• Ablauf einer empirischen Studie• Wie entstehen Fragestellungen und
Hypothesen?• Grundbegriffe • Hypothesenüberprüfung: Qualitätskriterien• Variablen und Hypothesen• Operationale Definition• UV/AV
Fragestellung
Vermutete Antwort: Hypothese
Überprüfbare Vorhersage
Empirische Untersuchung
Ergebnisse (Daten)
Stimmen Ergebnisse und Vorhersagen überein?
Hypothese istbestätigt
Hypothese lässt sichnicht bestätigen
MethodischeProbleme?
Methode verbessern undneue Untersuchung
Nein
Ja
Nein Ja
Wie entstehen Hypothesen?
• Durch kuriose Beobachtungen– z.B. Mondtäuschung
• Durch wiss. Kontroversen und Theorien– z.B. Mehrspeichertheorie des
Gedächtnisses• Durch praktische Fragestellungen
– z.B. Soll man verteilt oder massiert lernen?
Hypothese und Gesetz
• Hypothese = Vermutung (oft vorläufige Antwort auf eine Warum-Frage; oft vermutete Kausalitätsbeziehung).
• Gesetz = Hypothese, die empirisch bestätigt ist und nicht (inzwischen) widerlegt sein darf.
Falsifizieren und Verifizieren
• Verifizieren = Empirische Bestätigung einer Hypothese (oft schwächer als „beweisen“; Synonym „bewahrheiten“)
• Falsifizieren = Zurückweisen einer Hypothese aufgrund einer Untersuchung (oft schwächer als „widerlegen“)
Beispiele
• Alle Metalle dehnen sich bei Erwärmung aus.• Je größer eine Gruppe, desto größer ist der
Motivationsverlust bei Leistungsaufgaben.• Frustration führt zu Aggression.• Verarbeitungstiefe fördert das Behalten.
Merkmale von Hypothesen und Gesetzen
• enthalten Aussagen über die Wirklichkeit• sollen universell gültig sein
– enthalten keinen Eigennamen– kein Bezug auf Raum-Zeit-Stellen
• lassen sich grundsätzlich „widerlegen“
Forderungen an empirische Hypothesen
Hypothesen sollen:• theorienrelevant sein,• sich öffentlich überprüfen und empirisch wiederholbar
untersuchen lassen,
• vor ihrer Überprüfung aufgestellt werden, • kritisierbar sein,• möglichst hohen empirischen Gehalt haben,• einfach sein (Occam‘s Razor)
Abenteuerlich aber überprüfbar!
„Menschen, die Dinge mit anderen Menschen nicht teilen lernten, können Zahlen auch schlechter teilen.“
Originalton eines Psychologen alter Schule.
Überprüfbarkeit
Kritisierbarkeit
• Nicht tautologisch– Es gilt A oder das Gegenteil von A.– Kräht der Hahn auf dem Mist, ändert sich
das Wetter oder es bleibt so wie es ist.• Nicht metaphysisch
– Gott existiert– Das Weltall ist endlich
Empirischer Gehalt
Die Reaktionszeit ist bei 0,5‰ Blutalkohol
• verändert• verlängert • um 0,1 sec verlängert
Empirischer Gehalt (Informationsgehalt); Gefahr einer Falsifikation
Hypothesenarten
• Universelle HypotheseAlle Menschen besitzen ein Kurzzeitgedächtnis.
• Existentielle HypotheseEs gibt Menschen mit einem fotografischen Gedächtnis.
• Statistische Hypothese Frustration führt (wahrscheinlich) zu Aggression.
Statistische Hypothese
Grundgesamtheit Stichproben
Hypothese: Es gibt mehr Gelbmatiker als Grünmatiker.
Beispiel für statistischen Test- Hypothese: Die Auftretenshäufigkeit von Depression ist geschlechtstunabhängig . - Zufallsstichprobe (fiktive Daten):
N = 800 Männer, P männlich = 3% N = 500 Frauen, P weiblich = 6%
- Nullhypothese bzgl. Grundgesamtheit: p weiblich - p männlich = 0
- Beobachtet: P weiblich - P männlich = 3%
- 95%-Vertrauensintervall:
0 .88% 3.88%
P weiblich - P männlich
Nullhypothese verworfen
Hypothesen und Variablen
• Hypothesen enthalten i.d.R. eine Aussage über den Zusammenhang zweier Variablen
• Syntax von psychologischen Hypothesen – Je-desto-Hypothesen– Quantitative/qualitative Hypothesen– Variablen
Je-Desto-Hypothesen
• Typische psychologische Hypothesen– Einstellungsähnlichkeit erhöht die
Sympathie.– Verarbeitungstiefe fördert das Behalten.
• Je-Desto-Formulierung– Je größer die Einstellungsähnlichkeit, desto
größer die Sympathie.– Je tiefer eine Information verarbeitet wird,
desto besser wird sie auch behalten.
Quantitativ versus qualitativ
• Quantitativ – h = ½ ·g·t2
– Webersches Gesetz:
• Qualitativ – Menschen mit roten Haaren sind temperamentvoller– Frauen sind klüger als Männer
RkR
Variablen
QualitativStudienortZahlungsmittelGeschlechtBerufVersuchsbedingung
Quantitativ
KontinuierlichKörpergrößeGewichtelektr. Hirnpotential HautwiderstandReaktionszeit
DiskretGruppengrößeEinkommenKinderanzahl
Theoretische Begriffe (Konstrukte)
Hypothesen enthalten oft Aussagen und Begriffe
über nicht direkt beobachtbare Sachverhalte
(theoretische Begriffe, Konstrukte)
– Elektron, Gedächtnis, Gravitation, Motivation,
magnetisch, introvertiert, Sympathie,
Stromstärke.
– Vgl. dazu: hart, Atem, Eisen, Laufen, nass, grün, laut, schnell, schwer, alt, Hügel, Haus.
Operationale DefinitionBridgman, P.W. (1927). The logic of modern physics. New York:
Macmillan.
KonstruktBeobachtbarer(messbarer) Indikator
HungerWie schnell wird gegessen?Wie viel wird gegessen?Stärke des Magenknurrens?
Konkretisierung
Konkretisierung
Müdigkeit
• Häufiges Gähnen• Augenreiben• Verlangsamte Reaktionen
Träumen
• Redet im Schlaf• Wälzt sich im Bett• Bewegt seine Augen (REM-Phase)• Typisches Muster von Gehirnströmen
Minimalforderungen
• Indikator darf selbst kein Konstrukt sein – Müdigkeit Konzentrationsverlust– Depression Antriebsverlust
• Mehrzahl der Wissenschaftler müssen der Operationalisierung zustimmen können.
Messen
• Operationalisierung von theoretischen Begriffen führt zu messbaren Größen
• Messbarkeit ist eine notwendige Voraussetzung, um den Zusammenhang zwischen zwei Variablen zu überprüfen
• Damit lassen sich Hypothesen empirisch überprüfen
Messen
• Zuordnen von Zahlen zu empirischen Sachverhalten (Beobachtungen) heißt Messen.
• Einzelbeobachtungen lassen sich als Zahlenwerte ausdrücken.
Forderungen an eine Messung
• Möglichst hohe ReliabilitätReliabilität – Messgenauigkeit – Unsystematische Schwankungseffekte
überlagern i.d.R. den wahren Wert: X = T + E
• Möglichst nicht reaktivreaktiv– soziale Erwünschtheit – indirekte Maße
Unabhängige und abhängige Variable (UV und AV)
Unabhängige Variable
Ab
hän
gige
Var
iab
le
Sym
pat
hie
Einstellungsähnlichkeit
Positiver Zusammenhang
Gruppengröße
Mot
ivat
ion
bei
Lei
s tu
ngs
aufg
aben
Negativer Zusammenhang
Kein Zusammenhang
Kopfumfang
Inte
llig
enz
Funktionale Zusammenhänge
Wie lassen sich diese erstellen?
Methoden
ExperimentelleNicht-experimentelle(Korrelative)
Korrelative / experimentelle Methode und deren Einschränkungen
• Korrelative Methode• Experimentelle Methode• Störfaktoren und Konfundierung• Kontrolle von Störfaktoren
X Y
UV AV
Korrelative Methode
VL beobachtet
Untersuchung: Macht Flughafenlärm krank?
PersonUV
(Flughafenentfernung)AV
(Symptomhäufigkeit)1 10 km 20
2 5 km 50
3 8 km 30
........ ........ ........
100 15 km 10
Beobachten Beobachten
Flughafenentfernung
Sym
pto
mh
äufi
gkei
t
r=-0.8
Flughafenentfernung
r=-0.3
Sym
pto
mh
äufi
gkei
t
UV AV
Experimentelle Methode
VL manipuliert
Untersuchung: Verlangsamt Alkohol die Geschwindigkeit geistiger
Prozesse?
PersonUV
(Alkoholmenge)AV
(Reaktionszeit)1 50 ml 0.20 sec
2 0 ml 0.35 sec
3 100 ml 0.37 sec
........ ........ ........
100 50 ml 0.36 sec
Manipulieren Beobachten
0 50 100
Alkoholmenge [ml]
Mit
tler
e R
eak
tion
szei
t [m
sec]
F(2,99)=35.5p<0.001
Experimentelle Methode
UV wird manipuliert und
Wirkung auf AV beob-
achtet
Korrelative Methode
UV und AV werden
beobachtet.
ExperimentelleMethode
KorrelativeMethode
Vorteil
Nachteil
Interpretieren vonUrsache und Wirkungprinzipiell möglich
Lässt sich in der Regel anwenden
Lässt sich nichtimmer anwenden
Interpretation vonUrsache und Wirkungnicht eindeutig
Probleme Korrelationsmethode
Beispiel
• Hypothese: Intensive Prüfungsvorbereitung reduziert Prüfungsangst.
• Korrelative Studie zur Hypothesenprüfung. • Gemessen wird UV=Vorbereitungsdauer und
AV=Prüfungsangst.
0 50 100
Vorbereitungsdauer [Tagen]
Prüfungsangst
r=-0.80p<0.001
Bestätigt!
reduziertVorbereitung Angst
Alternative A
verhindertAngst Vorbereitung
Alternative BGegenseitige Beeinflussung
Angst erschwert Vorbereitung (-)
Geringe Vorbereitung verstärkt Angst (-)
Angst Vorbereitung
Alternative C
erleic
htert
verringert
Einkommen
Vorbereitung Angst
r = 0.65 p < 0.05
0 1 2 3 4
Sexuelle Aktivität
Kaffeekonsum (Tassen)
(Mindestens) zwei Interpretationen
steigert
weil unausgeruht
Kaffeekonsum Sexuelle Aktivität
Sexuelle Aktivität Kaffeekonsum
Probleme Experimentalmethode
Kontroll- und Experimentalgruppe
„Memogan“
Placebo
Versuchs-personen(N=100)
Zufällige Aufteilung
Unt
ersc
hied
in d
er A
V?
N = 50
N = 50
Placebo Memogan
UV
Ged
äch
tnis
leis
tun
g
t = 3.5, df = 98, p < 0.001
Konfundierung
Konfundierungsvariable (Störvariable): Testzeitpunkt
UV Testzeitpunkt Gedächtnisleistung
Memogan 11 h 80 %
Placebo 14 h 45 %
Konfundierungsvariablen
• Personenbezogene– Alter– Bildung– Schichtzugehörigkeit– Motivation– Gedächtnis– Intelligenz– usw.
• Situationsbezogene– Versuchsleiter– Testzeitpunkt– Räumlichkeit– Lichtstärke– Worthäufigkeit– Darbietungsdauer– usw.
Kontrolle von Störvariablen
UV A B C AV
UV1 A1 B1 C1 40%
UV2 A1 B1 C1 80%
Kontrolle von personenbezogenen Störvariablen
• Parallelisierung (Matching)• Randomisierung
Vp IQ1 1102 983 1204 1005 1166 1237 1058 1139 10810 119
Vp IQ6 1233 120
10 1195 1168 1131 1109 1087 1054 1002 98
Parallelisierung
Sortieren, Paare bilden
Vp IQ6 1233 12010 1195 1168 1131 1109 1087 1054 1002 98
Experimentalgruppe6, 5, 8, 7, 4M = 111,4
Kontrollgruppe3, 10, 1, 9, 2M = 111,0
Randomisierung
Gesamt-stichprobe N
Lotterieverfahren
Experimental-gruppe
Kontroll- gruppe
Parallelisierung Randomisierung
Potentielle Störvariablenmüssen bekannt und messbarsein
Müssen nicht bekannt sein
Relative kleine Stichprobe Relativ große Stichprobe.
Der Versuchsleiter-Erwartungseffekt (Rosenthal-Effekt)
• Einfluss des Versuchsleiters auf das
Testergebnis
• Unbeabsichtigt
• Störvariable
Das Experiment von Rosenthal (1966)
homogene Zucht von Ratten
Bedingung1
InstruktionIntelligente Ratten
Bedingung 2
Instruktiondumme Ratten
guter Lernerfolg schlechter Lernerfolg
Zufallsaufteilung
Kontrolle des Versuchsleiter-Erwartungseffekts
• Standardisierung der VersuchsbedingungenSchriftliche Instruktion, möglichst mit PC arbeiten, gleicher VL für alle Experimente
• Blindversuch Vp kennt die Hypothese und die experimentellen Bedingungen nicht (minimiert Erwartungseffekte)
• DoppelblindversuchVp und Vl kennen die experimentellen Bedingungen nicht (minimiert Erwartungs- und Versuchsleitereffekte)
Projektleiter Vl Vp
1.
2.
3.
Generalisierbarkeit von experimentellen Befunden
• Interne Validität, wenn erhaltener Effekt bei der AV auf die UV zurückgeführt werden kann.
• Externe Validität, Untersuchungsergebnisse sind auf andere Personen, Organisationen, Situationen generalisierbar (Voraussetzung: interne Validität).
Quasi-Experimente
Echtes Experiment
Kontroll-gruppe
Experimental-gruppe
UVStufe 1
UVStufe 2
AV
AV
Gesamt-stichprobe
1. Randomisierung2. Parallelisierung
Äquivalente Gruppen
Gleiche Bedingungenbis auf die UV-Manipulation
Ver
glei
ch
Quasi- vs. echte Experimente
• Echtes Experiment– Manipulation von UV– Kontrolle von Störfaktoren
• Quasi-Experiment– Manipulation von UV– Störfaktoren lassen sich nicht kontrollieren
Quasi-Experimente: Zwei häufige Fälle
• Nicht-äquivalente Gruppen– Keine Randomisierung oder Parallelisierung
möglich– Selbstselektion
• Vorher-Nachher-Untersuchungen an einer Gruppe
Beispiel A: Nicht-äquivalente Gruppen
Schule A
Schule B
Kontrollgruppe:HerkömmlicheLernmethode
AV
AV
Nicht-äquivalente Gruppen
Ver
glei
ch
Experimentalgruppe:Neue
Lernmethode
Beispiel B: Selbstselektion
Kontroll-gruppe
Experimental-gruppe
KeineEntwöhnung
AV
AV
Raucher
Freiwillige Teilnahmean Entwöhnungstherapie,(d.h. Selbstselektion).
Nicht-äquivalente Gruppen
Ver
glei
ch, z
.B. n
ach
3 Ja
hren
Entwöhnung
Beispiel C: Vorher-Nachher-Design
Gruppe UV1 AV1 UV2 AV2
Gruppe Keine Therapie
AV1 AV2 Therapie
Vergleich
Probleme Vorher-Nachher-Design
• Zeitlich bedingte Veränderungseffekte (Reifung) Nicht nur körperliche Reifung: auch klüger werden, hungrig werden, müde werden.
• TesteffekteAllein die Tatsache einer Teilnahme an einer Untersuchungssituation (unspezifisch) verändert schon das Verhalten (z.B. Placeboeffekt).
Forschungsmethoden
Anforderungen EchtesExperiment
Quasi-Experiment
KorrelativeMethode
Meßbarkeit von AVund UV
ja ja ja
Manipulierkeit derUV
ja ja i.d.R. nichtmanipulierbar
Kontrolle vonStörvariablen
gut kaum nicht möglich
Interne Validität hoch mäßig gering
Labor Feld
1. Ort Forschungs-einrichtung
„Natürliche“Umwelt
2. Kontrolle überStörfaktoren
Eher gut Eher schlecht
3. Interne Validität Groß Eher gering
4. Verhalten Eher instruiert Eher nicht instruiert
5. Methode Eher echtesExperiment
QuasiexperimentoderKorrelationsstudie
6. UnmittelbareGeneralisierbarkeit
Vermutlichgering?
Vermutlich besser?
Labor Feld
Experimentell
Laborexperiment Alkoholmenge Reaktionszeit
Feldexperiment Gruppengröße Hilfsbereitschaft
Korrelativ Laborstudie Träumen REM
Feldstudie Cholesterin Herzinfarktrisiko
Versuchspläne
• Einfaktorieller Versuchsplan
• Mehrfaktorieller Versuchsplan
• Multivariater Versuchsplan
Aufbau empirischer Studien
• Definition: Zuerst werden die Ziele der Studie identifiziert und präzise definiert.
• Planung und Design: Festlegen der Art der Untersuchung, der Variablen (AV, UV), Prozeduren, Kontrollmechanismen und Auswahlverfahren für Versuchsteilnehmer
• Implementierung und Vorbereitung: Vorbereiten aller benötigten Materialien und Treffen organisatorischer Maßnahmen.
• Durchführung der Studie: Protokollierung aller außergewöhnlichen Vorfälle. Sammeln aller verwendeten Materialien.
• Analyse der gewonnenen Daten: Organisation der Daten, Auswahl der statistischen Verfahren, Untersuchung von Ausreißern, Auswertung und Interpretation.
• Aufbereitung und Interpretation der Daten und Veröffentlichung der Studie.
Vorexperiment
Hilft Hauptuntersuchung optimal vorzubereiten: •Überprüfung des Datenerhebungsverfahrens auf Reliabilität, Validität und Objektivität. •Überprüfung des Datenerhebungsverfahrens auf praktische Anwendbarkeit, Ökonomie, Nützlichkeit und Vergleichbarkeit.
Hilft den organisatorischen Hintergrund abzuschätzen:•Messinstrumentarium auf zeitliche und räumliche Durchführbarkeit testen.•Dauer der einzelnen Verfahren zu erfassen.•Testleiter und Testhelfer in das standardisierte Verfahren einzuarbeiten.