MÓDSZERTAN: KÍSÉRLETI FELTÉTELEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA
Letölthető jegyzetek
Ajánlott könyvek
Miért fontosak a beavatkozások?
Amikor a csoportok összehasonlításával akarjuk felderíteni egy jelenség vagy alaptulajdonság jellemzőit, akkor a csoportokat úgy válogatjuk meg, hogy azok független mintának minősüljenek és egyértelmű különbségek meghatározásával tudjuk magyarázni az ugyanolyan feltételre adott (eltérő) reakcióikat. Ezzel szemben az is lehetséges, ha egy mintán vizsgálódunk, azonban különböző feltételeket határozunk meg. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a kiválasztott (rendszerint egy darab) csoportot eltérő feltételeknek/kezeléseknek tesszük ki. Ebben a logikai felépítésben nem a csoport(ok) eltéréseit vizsgáljuk, hanem a feltételek eltéréseit. Azt a feltételt, amelyben valós beavatkozást végzünk, kísérleti feltételnek nevezzük. Jelen esetben szintén fontos a kontrollfeltételről beszélni, ami rendszerint azt jelenti, hogy nem történik beavatkozás. Egyes - leginkább klinikai és pszichológiai - gyakorlatban az is lehetséges, hogy placebó kezelést/feltételt kapnak a vizsgálati személyek. Gyakorlatilag ezzel biztosítva a kontrollfeltételhez hasonló állapotot. Ennek célja a valós kezelés (hatóanyag) hatásának megismerése.
A leggyakoribb elrendezési módokon tehát:
-
Egy kísérleti feltétel és egy kontrollfeltétel (azaz nincs beavatkozás) egy csoporton [ezek időben egymást követik]
-
Egy kísérleti (i) és még egy kísérleti (ii) feltétel egy csoporton [ezek időben egymást követik]
-
Több egymást követő mérés (legalább három), amely vegyesen járhat kontrollfeltétellel és kísérleti feltételekkel (vagy csak kísérleti feltételekkel) [ezek időben egymást követik]
A későbbiekben látni fogjuk, hogy ez a felosztás (két eset vs. kettőnél több eset) a statisztikai módszer megválasztásánál jelentős szerepet játszik majd.
2. mérés
1. mérés
3. mérés
3 +n. mérés
idő
Páros minta (két mérés)
Ismételt mérések sorozata
Vegyünk egy csoportot, amelyen az időben előrehaladva (idővonal) újra és újra méréseket hajtunk végre (a mérések típusával, hogy kontrollfeltétel vagy kísérleti feltétel alapján történt, most nem foglalkozunk). Abban az esetben, amikor csak két mérés van, páros mintáról beszélünk (az első + második mérés), ennél több mérést már ismételt méréses elrendezésnek nevezzük.
Miért készítünk feltételeket?
A tudományos munkák általános eszköze a kísérletezés. A kísérletezés során általában két különböző metodikai eljárást alkalmazunk:
-
Ugyanazt a jelenséget több csoporton (legalább kettő) vizsgáljuk. Ez általában egy kísérleti csoport és egy kontrollcsoport összehasonlítása. Miért? Azért, mert a kísérleti csoporton (i) elvégezzük a szükséges beavatkozást vagy (ii) a kísérleti csoportnak van egy olyan tulajdonsága, ami eltér az átlagostól pl.: betegségben szenvednek. Az átlag itt a kontrollcsoportot jelenti.
-
Eltérő jelenségeket egy csoporton vizsgálunk. Ez általában egy kísérleti feltétel és egy kontrollfeltétel összehasonlítása. Miért? Azért, mert a kísérleti feltétel (i) a terveink szerint másképp befolyásolja a csoportot, mint a kontrollfeltétel (ii), ami rendszerint azt jelenti, hogy nem alkalmazunk semmit. Vagyis azt várjuk, hogy a kísérleti feltétel egyéb hatást is képes kiváltani, mintha nem történt volna semmilyen beavatkozás.
A következőekben a feltételek kialakításáról és az összehasonlítás során alkalmazott statisztikai próbákról lesz szó.
Hány mérést alkalmazzunk?
A mérések száma, általában egy szokott lenni akkor, ha csoportokat hasonlítunk össze. Például egyfajta rekcióidőt mérünk több független csoport között, vagy egyfajta tömegmérésére alkalmas mértékegységet használunk. Tehát ezek célja a csoportok közötti különbségek feltárása. Azonban van, hogy új módszert szeretnénk kipróbálni és azt összehasonlítani egy meglévővel, vagy olyan esetekkel, amikor nem használunk semmit. Például, nők csoportja részére kozmetikai termékeket adnak tesztelésre. A csoportot megkérik, hogy három napig az egyik (kísérleti feltétel I.), három napig a másik terméket (kísérleti feltétel II.) használják, illetve tartsanak három nap szünetet is (kontroll feltétel). A háromnapos etapokban egy skálán kell értékelni a saját arcbőrük minőségét. Ebben az esetben egy csoporton végeztünk el három különböző mérést, vagyis ismételt mérések sorozatát figyeltük meg. Az új kezelések bevezetésekor, az is lehetséges, hogy csoportokra osztanak egy nagyobb populációt, például az egyik fele kap kezelést, a másik fele pedig nem kap kezelést. Ebben az esetben viszont a két csoport összetételének (karakterisztikájának) igencsak hasonlónak kell lennie, különben megbízhatatlan mérési eredményeket kapunk. Ezért hitelesebb, ha van lehetőségünk ugyanazokon a vizsgálati személyeken tesztelni egy-két (több) változó hatását, egymást követően, mert biztosak lehetünk abban, hogy nem a csoport karakterisztikája határozza meg a feltétel eredményét. Természetesen, olyan lehetőség is van, amikor a csoportok is eltérnek és a kísérleti feltételek is. Ebben az esetben a Kevert ANOVA modelleket alkalmazzuk.
Csoport
Kontroll
A legegyszerűbb megoldás, ha kezdetnek egy kontroll feltétel és egy kísérleti feltétlel eredményeit hasonlítjuk össze. Ennél magasabb szintén már gondolkodhatunk több mérésben, de ha van lehetőségünk, akkor kerüljük a kontroll nélküli összehasonlításokat (bekeretezett rész). Ellenkező esetben, legyenek megfelelő indokaink ennek elhagyására!
Mikor milyen statisztikai próbát használjunk?
A feltételek (mérési alkalmak) összehasonlításánál gondoljuk végig, hogy az általunk vizsgált változó (függő változó) milyen típusú:
-
nominális (diszkrét)
-
ordinális (diszkrét)
-
metrikus (folytonos)
Hány darab függő változónk van:
-
Egy darab
-
Két darab
-
Három vagy több
Hogy hány csoportunk van:
-
két csoport
-
három vagy több csoport
a csoportok száma is lényeges, ugyanis jelen esetben egy csoportot vizsgálunk, több csoport és több mérés esetén Kevert ANOVA modelleket alkalmazunk. Továbbá, az egy csoporton történő egyszeri mérés is más kategóriába esik ebben az esetben.
Csoport
Változó I.
(páros minták)
Változó II.
(páros minták)
Ebben az elrendezésben két feltételt (mérést) hasonlítunk össze egy csoporton belül. Ez azt jelenti, hogy a két változó mérése a mintán ugyanahhoz a csoporthoz tartozik.
Ha ez az egy változónk:
-
nominális (kettő értéket vehet fel, pl.: nemek, beteg? igen/nem, stb. és ezt két változóra értelmezzük): McNemar-próba > ennek magyarázata, hogy a két nominális (és egyben dichotóm, mert két állapota van) változó csoporton belüli megoszlását teszteli. [Vagyis: beteg igen/nem; nem nő/férfi > összevont lehetséges megoszlások: beteg nő, nem beteg nő, beteg férfi, nem beteg férfi.]
-
ordinális (vagy metrikus, de nem tapasztalunk normál eloszlást és a varianciák sem egyeznek meg a két csoport között) (néhány, sorbarendezhető értéket vesz fel, pl.: osztályzatok, korcsoportok stb.): Wilcoxon Próba Páros Mintán > mivel nem tapasztalható normál eloszlás, ezért a rangsorolt adatokat (két mérés adait) hasonlítja össze egy csoporton belül.
-
metrikus (nagyon sok különböző értéket vesz fel, aminek lehet/van sorrendje, pl.: magasság, tömeg, stb.): Páros-mintás t-próba.
Csoport
Változó I.
(egy csoporton belül)
Változó II.
(egy csoporton belül)
Változó III.
(egy csoporton belül)
+ N számú feltétel
Ebben az elrendezésben három vagy több feltételt (mérés) hasonlítunk össze egy csoporton belül. Ez azt jelenti, hogy a mérések ugyanahhoz a csoporthoz tartoznak, pl.: reakcióidő, életkor stb.
Ha ez az egy változónk:
-
nominális (három vagy több, dichotóm változó lehet az összehasonlítás alapja pl.: nemek, beteg igen/nem, házas igen/nem; stb.): Cochran-Q Próba > ennek magyarázata, hogy a változó csoportok közötti megoszlását teszteli. Vagyis, azt méri, hogy a változók eloszlása megegyezik-e a csoporton belül.
-
ordinális (vagy metrikus, de nem tapasztalunk normál eloszlást és a varianciák sem egyeznek meg a csoporton belül) (néhány, sorbarendezhető értéket vesz fel, pl.: osztályzatok, korcsoportok stb.): Friedman Próba > mivel nem tapasztalható normál eloszlás, ezért a rangsorolt adatokat (minimum három változó!) hasonlítja össze.
-
metrikus (nagyon sok különböző értéket vesz fel, aminek lehet/van sorrendje, pl.: magasság, tömeg, stb.): Egy csoporton belül több mérést is elvégzünk: Ismételt méréses Varianciaanalízis
Példafeladat:
Egy kutatás arra keresi a választ, hogy a napi közlekedés módja mennyire befolyásolja a napi közérzetet. Ezért egy csoportot megkértek, akik ugyannak a cégnek a pénzügyi osztályán dolgoznak, hogy három-három napos bontásban eltérő módon jussanak be a munkahelyükre. Az első etapban mindenkinek sétálnia kellett, a másodikban mindenkinek bicikliznie, a harmadikban mindenkinek tömegközlekedést használnia, a negyedik etapban pedig mindenkinek autóval kellett munkába mennie. A munkanapok végén egy Közérzet kérdőívet töltöttek ki. Az etapok napjait (összesen 12 nap) átlagolták, így négy változót kaptak (egy változó az etap átlagos közérzetét mutatja).
Független változó: A munkábamenet módja
Függő változó: A különböző etapokban kapott Közérzet átlag (4 darab)
Csoportok száma: 1 (ugyanott dolgozó, ugyanolyan nemű és megközelítőleg azonos életkorú személyek)
Paraméteres adatsor: Igen, normáleloszlás van és metrikus változót használunk (Közérzet átlag)
Varianciák megegyeznek: Igen
Használt statisztikai próba: egy csoport, négy darab metrikus összefüggő változó, normál eloszlást tapasztalunk, varianciák között sincs eltérés a feltételek között > Ismételt méréses ANOVA
Nem találod a számodra szükséges statisztikai próbát?
-
Biztosan kísérleti feltételeket akarsz összehasonlítani? Ha nem, akkor látogass erre az oldalra!
-
Csoportokat szeretnél összehasonlítani, de a mérések összefüggenek? Vélhetően Kevert ANOVA-t szeretnél használni!
-
Sokkal több változód van és újrarendeznéd vagy redukálnád a változóidat, esetleg azok alapján csoportosítanál? Lehet, hogy egy többváltozós statisztikai eljárásra van szükséged!