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!