Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows

Transkript

1 Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows

2 Jürgen Janssen Wilfried Laatz Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows Eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem und das Modul Exakte Tests Sechste, neu bearbeitete und erweiterte Auflage Mit 424 Abbildungen und 193 Tabellen 123

3 Jürgen Janssen Professor Dr. Wilfried Laatz Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Universität Hamburg Von-Melle-Park Hamburg Juergen.Janssen@wiso.uni-hamburg.de Wilfried.Laatz@wiso.uni-hamburg.de ISBN Springer Berlin Heidelberg New York ISBN Auflage Springer Berlin Heidelberg New York Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media springer.de Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 1997, 1999, 2003, 2005, 2007 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Herstellung: LE-TEXJelonek, Schmidt & Vöckler GbR, Leipzig Umschlaggestaltung: WMX Design GmbH, Heidelberg SPIN /3180YL Gedruckt auf säurefreiem Papier

4 Vorwort zur sechsten Auflage Zur Anpassung an die Neuerungen von SPSS für Windows war eine Überarbeitung des Buches notwendig. Alle Neuerungen des Basissystems und des Moduls Exact Tests bis einschließlich der Programmversion 15 sind in das Buch aufgenommen. Besonders erwähnt seien zwei Neuerungen: Die mit dem Menü Diagrammerstellung mit einer neuen Grafikprozedur erstellbaren Grafiken bieten neue Diagramme und ersetzen komplett die noch im Menü Veraltete Dialogfelder enthaltene Standarddiagramme. Das Erstellen von Grafiken ist nun noch anwenderfreundlicher geworden. Für die statistische Analyse ist im Basissystem nun die Prozedur Ordinale Regression verfügbar. Das Verfahren wird wohl dadurch einen breiteren Anwenderkreis finden. Das bewährte Grundkonzept des Buches wurde beibehalten: Dem Anfänger wird ein leichter Einstieg und dem schon erfahrenen Anwender eine detaillierte und umfassende Nachschlagemöglichkeit gegeben. Die Darstellung ist praxisorientiert mit vielen Beispielen. Die Vorgehensweise bei einer statistischen Auswertung wird gezeigt und die Ergebnisse werden ausführlich kommentiert und erklärt. Dabei werden die statististischen Verfahren mit ihren theoretischen Grundlagen und Voraussetzungen in die Darstellung einbezogen. Neben Daten aus dem ALLBUS (Allgemeine Bevölkerungsumfrage der Sozialwissenschaften) werden unter anderen volkswirtschaftliche Daten, Daten aus der Wahlforschung, der Schuldnerberatung, der Qualitätskontrolle, der Telekommunikation und Medizin verwendet. Der Service zum Zugang zu den verwendeten Datendateien wird fortgeführt. Die von uns zum Buch eingerichteten Internetseiten bieten nicht nur einen schnellen Zugang zu den Datendateien, sondern enthalten weitere Informationsangebote ( s. Anhang B). Man kann dort Ergänzungstexte und Übungsaufgaben mit ihren Lösungen finden. Neu ist, dass nun auch tabellierte Verteilungen zur Durchführung von Signifikanztests verfügbar sind. Obwohl sich die Version 15 durch Erweiterungen und Verbesserungen auszeichnet, können auch Anwender früherer Programmversionen dieses Buch sehr gut nutzen. Wenn bisher im Buch beschriebene Prozeduren durch grundlegende Programmänderungen veralten, wie nun aktuell das Erstellen von Standarddiagrammen, wird auf den Internetseiten die alte Textfassung bereitgestellt. Die Gliederung des Buches orientiert sich stark an den Elementen und Menüs des Programms, damit der Programmbenutzer sich leicht und schnell zurechtfindet. Darüberhinaus besteht folgende Gliederungsstruktur: Kapitel 1 erläutert die Installation des Programms und gibt weitere Hinweise rund um die Installation.

5 VI Vorwort zur sechsten Auflage Kapitel 2 ( Schneller Eintieg in SPSS ) ist für den Anfänger, der einen leichten und schnellen Einstieg in das Datenanalysekonzept von SPSS für Windows und in die Programmbedienung wünscht und der Schritt für Schritt in grundlegende Programmanwendungen eingeführt wird. Kapitel 3 bis 7 behandelt das Daten- und Dateienmanagement in SPSS. In diesen Kapiteln werden die Menüs "Datei", "Bearbeiten", "Daten" und "Transformieren" behandelt. Kapitel 8 bis 25 geht auf alle statistischen Verfahren im Menü "Analysieren" ein. Kapitel 26 bis 28 befassen sich mit der Erzeugung von Grafiken und der Überarbbeitung für Präsentationszwecke. In Kapitel 29 werden weitere Programmelemente sowie Programmfunktionen erklärt. In Kapitel 30 wird die Theorie und praktische Anwendung von Exakte Tests erläutert. Exakte Tests erlaubt für die nichtparametrischen Tests sowie für den Chi-Quadrat-Test im Rahmen von Kreuztabellierungen genaue Signifikanzprüfungen. Dieses Ergänzungsmodul ist unverzichtbar, wenn nur kleine oder unausgewogene Stichproben vorliegen. Unser herzlicher Dank geht an die Fa. SPSS GmbH Software in München für die Überlassung des Programms sowie für die immer wieder sehr gute Unterstützung und an den Springer-Verlag für die wieder harmonische Zusammenarbeit. Gerne möchten wir erneut unsere Leser ermuntern und bitten: Schreiben Sie uns eine , wenn Sie Fehler entdecken oder sonstige Verbesserungsvorschläge haben. Hamburg, im Juni 2007 Jürgen Janssen Wilfried Laatz Juergen.Janssen@wiso.uni-hamburg.de Wilfried.Laatz@wiso.uni-hamburg.de

6 Inhaltsverzeichnis 1 Installieren von SPSS Anforderungen an die Hard- und Software Die Installation durchführen Weitere Hinweise Schneller Einstieg in SPSS Die Oberfläche von SPSS für Windows Einführen in die Benutzung von Menüs und Symbolleisten Daten im Dateneditorfenster eingeben und definieren Eingeben von Daten Speichern und Laden einer Datendatei Variablen definieren Daten bereinigen Einfache statistische Auswertungen Häufigkeitstabellen Kreuztabellen Mittelwertvergleiche Index bilden, Daten transformieren Gewichten Definieren und Modifizieren einer Datendatei Definieren von Variablen Variablendefinitionen ändern, kopieren und übernehmen Variablendefinitionen kopieren Umdefinieren und Übertragen von Variableneigenschaften (Option Variableneigenschaften definieren ) Variablendefinition aus einer bestehenden Datei übernehmen Eingeben von Daten Editieren der Datenmatrix Dublettensuche (Doppelte Fälle ermitteln) Einstellungen für den Dateneditor Drucken, Speichern, Öffnen, Schließen einer Datendatei...75

7 VIII Inhaltsverzeichnis 4 Arbeiten im Ausgabe- und Syntaxfenster Arbeiten mit dem Viewer Öffnen von Dateien in einem oder mehreren Ausgabefenstern Arbeiten mit der Gliederungsansicht Aufrufen von Informationen und Formatieren von Pivot-Tabellen Pivotieren von Tabellen Ändern von Tabellenformaten Arbeiten mit dem Textviewer Arbeiten im Syntaxfenster Erstellen und Ausführen von Befehlen Charakteristika der Befehlssyntax Transformieren von Daten Berechnen neuer Variablen Verwenden von Bedingungsausdrücken Umkodieren von Werten Klassifizieren und Kategorisieren von Daten (Bereichseinteiler) Zählen des Auftretens bestimmter Werte Transformieren in Rangwerte Automatisches Umkodieren Transformieren von Datums- und Uhrzeitvariablen Transformieren von Zeitreihendaten Offene Transformationen Daten mit anderen Programmen austauschen Übernehmen von Daten aus Fremddateien Übernehmen von Daten mit SPSS Portable-Format Übernehmen von Daten aus einem Tabellenkalkulationsprogramm Übernehmen von Daten aus einem Datenbankprogramm Übernehmen aus dbase-dateien Übernehmen über die Option Datenbank öffnen Übernehmen von Daten aus ASCII-Dateien Daten in externe Formate ausgeben Daten in Fremdformaten speichern Daten in eine Datenbank exportieren Transformieren von Dateien Daten sortieren, transponieren und umstrukturieren Daten sortieren Transponieren von Fällen und Variablen Daten umstrukturieren Zusammenfügen von Dateien Hinzufügen neuer Fälle Hinzufügen neuer Variablen...185

8 Inhaltsverzeichnis IX 7.3 Gewichten von Daten Aufteilen von Dateien und Verarbeiten von Teilmengen der Fälle Aufteilen von Daten in Gruppen Teilmengen von Fällen auswählen Erstellen einer Datei mit aggregierten Variablen Häufigkeiten, deskriptive Statistiken und Verhältnis Überblick über die Menüs Deskriptive Statistiken, Berichte und Mehrfachantworten Durchführen einer Häufigkeitsauszählung Erstellen einer Häufigkeitstabelle Festlegen des Ausgabeformats von Tabellen Grafische Darstellung von Häufigkeitsverteilungen Statistische Maßzahlen Definition und Aussagekraft Berechnen statistischer Maßzahlen Bestimmen von Konfidenzintervallen Das Menü Deskriptive Statistiken Das Menü Verhältnis Explorative Datenanalyse Robuste Lageparameter Grafische Darstellung von Daten Univariate Diagramme: Histogramm und Stengel-Blatt-Diagramm Boxplot Überprüfen von Verteilungsannahmen Überprüfen der Voraussetzung homogener Varianzen Überprüfen der Voraussetzung der Normalverteilung Kreuztabellen und Zusammenhangsmaße Erstellen einer Kreuztabelle Kreuztabellen mit gewichteten Daten Der Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest Zusammenhangsmaße Zusammenhangsmaße für nominalskalierte Variablen Zusammenhangsmaße für ordinalskalierte Variablen Zusammenhangsmaße für intervallskalierte Variablen Spezielle Maße Statistiken in drei- und mehrdimensionalen Tabellen...289

9 X Inhaltsverzeichnis 11 Fälle auflisten und Berichte erstellen Erstellen eines OLAP-Würfels Das Menü Fälle zusammenfassen Listen erstellen Kombinierte Berichte erstellen Erstellen von Berichten in Zeilen oder Spalten Berichte in Zeilen Zusammenfassende Berichte Auflistende Berichte Kombinierte Berichte Berichte in Spalten Analysieren von Mehrfachantworten Definieren eines Mehrfachantworten-Sets multiple Kategorien Erstellen einer Häufigkeitstabelle für einen multiplen Kategorien-Set Erstellen einer Häufigkeitstabelle für einen multiplen Dichotomien-Set Kreuztabellen für Mehrfachantworten-Sets Speichern eines Mehrfachantworten-Sets Mehrfachantworten-Sets im Menü Daten definieren Mittelwertvergleiche und t-tests Überblick über die Menüs Mittelwerte vergleichen und Allgemein lineares Modell Das Menü Mittelwerte Anwenden von Mittelwerte Einbeziehen einer Kontrollvariablen Weitere Optionen Theoretische Grundlagen von Signifikanztests T-Tests für Mittelwertdifferenzen T-Test für eine Stichprobe T-Test für zwei unabhängige Stichproben Die Prüfgröße bei ungleicher Varianz Die Prüfgröße bei gleicher Varianz Anwendungsbeispiel T-Test für zwei abhängige (gepaarte) Stichproben Einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) Theoretische Grundlagen ANOVA in der praktischen Anwendung Multiple Vergleiche ( Post Hoc ) Kontraste zwischen a priori definierten Gruppen (Schaltfläche Kontraste ) Erklären der Varianz durch Polynome...376

10 Inhaltsverzeichnis XI 15 Mehr-Weg-Varianzanalyse Faktorielle Designs mit gleicher Zellhäufigkeit Faktorielle Designs mit ungleicher Zellhäufigkeit Mehrfachvergleiche zwischen Gruppen Korrelation und Distanzen Bivariate Korrelation Partielle Korrelation Distanz- und Ähnlichkeitsmaße Lineare Regression Theoretische Grundlagen Regression als deskriptive Analyse Regression als stochastisches Modell Praktische Anwendung Berechnen einer Regressionsgleichung und Ergebnisinterpretation Ergänzende Statistiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche Statistiken ) Ergänzende Grafiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche Diagramme ) Speichern von neuen Variablen des Regressionsmodells (Schaltfläche Speichern ) Optionen für die Berechnung einer Regressionsgleichung (Schaltfläche Optionen ) Verschiedene Verfahren zum Einschluss von erklärenden Variablen in die Regressionsgleichung ( Methode ) Verwenden von Dummy-Variablen Prüfen auf Verletzung von Modellbedingungen Autokorrelation der Residualwerte und Verletzung der Linearitätsbedingung Homo- bzw. Heteroskedastizität Normalverteilung der Residualwerte Multikollinearität Ausreißer und fehlende Werte Ordinale Regression Theoretische Grundlagen Praktische Anwendungen Modelle zur Kurvenanpassung Modelltypen und Kurvenformen Modelle schätzen...482

11 XII Inhaltsverzeichnis 20 Clusteranalyse Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Anwendungsbeispiel zur hierarchischen Clusteranalyse Anwendungsbeispiel zur Clusterzentrenanalyse Anwendungsbeispiel zur Two-Step-Clusteranalyse Vorschalten einer Faktorenanalyse Diskriminanzanalyse Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Faktorenanalyse Theoretische Grundlagen Anwendungsbeispiel für eine orthogonale Lösung Die Daten Anfangslösung: Bestimmen der Zahl der Faktoren Faktorrotation Berechnung der Faktorwerte der Fälle Anwendungsbeispiel für eine oblique (schiefwinklige) Lösung Ergänzende Hinweise Faktordiagramme bei mehr als zwei Faktoren Deskriptive Statistiken Weitere Optionen Nichtparametrische Tests Einführung und Überblick Tests für eine Stichprobe Chi-Quadrat-Test (Anpassungstest) Binomial-Test Sequenz-Test (Runs-Test) für eine Stichprobe Kolmogorov-Smirnov-Test für eine Stichprobe Tests für 2 unabhängige Stichproben Mann-Whitney U-Test Moses-Test bei extremer Reaktion Kolmogorov-Smirnov Z-Test Wald-Wolfowitz-Test Tests für k unabhängige Stichproben Kruskal-Wallis H-Test Median-Test Jonckheere-Terpstra-Test Tests für 2 verbundene Stichproben Wilcoxon-Test Vorzeichen-Test McNemar-Test Rand-Homogenität-Test...588

12 Inhaltsverzeichnis XIII 23.6 Tests für k verbundene Stichproben Friedman-Test Kendall's W-Test Cochran Q-Test Reliabilitätsanalyse Konstruieren einer Likert-Skala: Itemanalyse Reliabilität der Gesamtskala Reliabilitätskoeffizienten-Modell Weitere Statistik-Optionen Multidimensionale Skalierung Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Ein Beispiel einer nichtmetrischen MDS MDS bei Datenmatrix- und Modellvarianten Grafiken erstellen Einführung und Überblick Balkendiagramme Gruppiertes Balkendiagramm D-Diagramm mit metrischer Variable auf der Y-Achse Fehlerbalkendiagramme Diagramme in Feldern Darstellen von Auswertungsergebnissen verschiedener Variablen Diagramm zur Darstellung der Werte einzelner Fälle Liniendiagramm Flächendiagramm Kreis-/Polardiagramme Streu-/Punktdiagramme Gruppiertes Streudiagramm mit Punkt-ID-Beschriftung Überlagertes Streudiagramm Streudiagramm-Matrix Punktsäulendiagramm Verbundliniendiagramm Histogramme Einfaches Histogramm Populationspyramide Hoch-Tief-Diagramme Gruppiertes Bereichsbalkendiagramm Differenzflächendiagramm Boxplotdiagramm...663

13 XIV Inhaltsverzeichnis Doppelachsendiagramme Mit zwei Y-Achsen und kategorialer X-Achse Mit zwei Y-Achsen und metrischer X-Achse Erstellen von Diagrammen aus Grundelementen P-P- und Q-Q-Diagramme Sequenzdiagramme Autokorrelationsdiagramme Kreuzkorrelationsdiagramm Regelkarten-Diagramme Diagrammtyp: X-Quer, R, s Diagrammtyp: Einzelwerte, gleitende Spannweite Diagrammtyp: p, np Diagrammtyp: c, u Wahlmöglichkeiten Pareto-Diagramme Einfaches Pareto-Diagramm Gestapeltes Pareto-Diagramm Wahlmöglichkeiten ROC-Kurve Diagramm für Mehrfachantworten-Sets Layout von Grafiken gestalten Grundlagen der Grafikgestaltung im Diagramm-Editor Gestalten eines gruppierten Balkendiagramms Gestalten eines gruppierten Streudiagramms Gestalten eines Kreisdiagramms Interaktive Grafiken erstellen und gestalten Interaktive Grafiken erzeugen Interaktive Grafiken verändern und gestalten Grundlegende Gestaltungsmöglichkeiten Grafiklayout gestalten Grafiklayout mit dem Diagramm-Manager gestalten Verschiedenes Drucken Das Menü Extras Datendatei-Informationen Verwenden von Skripts und Autoskripts Verwenden eines vorgefertigten Beispielskripts Verwenden eines vorgefertigten Autoskripts Ausgabeverwaltungssystem (OMS) Anpassen von Menüs und Symbolleisten Anpassen von Menüs Anpassen von Symbolleisten...770

14 Inhaltsverzeichnis XV 29.7 Ändern der Arbeitsumgebung im Menü Optionen Verwenden des Produktionsmodus Arbeiten mit großen Dateien Zum Scrollen und Markieren in den Auswahllisten SPSS-Ausgaben in andere Anwendungen übernehmen Übernehmen in ein Textprogamm (z.b. Word für Windows) Übernehmen von Grafiken Übernehmen in ein Tabellenkalkulationsprogramm Einbetten einer Pivot-Tabelle in eine andere Anwendung Ausgabe exportieren Arbeiten mit mehreren Datenquellen Exakte Tests Anhang Literaturverzeichnis Sachverzeichnis...807