Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg. Woche Datum Thema 1. FQ Einführung, Verteilung der Termine

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1 Methodenlehre Vorlesung 3 Prof. Dr., Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg 1 Methodenlehre I Woche Datum Thema 1 FQ Einführung, Verteilung der Termine Psychologie als Wissenschaft Hypothesen und Variablen Operationalisieren und Messen Das Experiment Forschungsethik Störvariablen und ihre Kontrolle Durchführen und Berichten eines Experiments Stichproben und Population Statistische und inhaltliche Bedeutsamkeit Teststärke und Stichprobenumfangsplanung Komplexe Versuchspläne und Messwiederholung Nicht-experimentelle Methoden Wiederholung und Fragen 2 1

2 Methodenstreit } Quantitative vs. qualitative Methoden 3 Quantitative vs. qualitative Methoden Qualitative Forschung Forschungsaspekt Quantitative Forschung Ideen / Zusammenhänge entdecken, verallgemeinern Allgemeines Ziel Hypothese / Forschungsfragen testen Beobachten und Interpretieren Methode Messen und Testen Unstrukturiert / frei Form der Datengewinnung Strukturiert / standardisiert Forschung ist involviert, Ergebnisse sind subjektiv Kleine Stichproben, häufig in natürlicher Umgebung Situation des Forschers Stichproben Forchung als unabhängige Beobachtung, Ergebnisse sind objektiv Grosse Stichproben, Kontrollierte Umgebung, Ergebnisse verallgemeinerbar 4 2

3 Forschungsmethoden Aus Hussy et al., 2013, Forschungsmethoden, S Hypothese } Was ist eine Hypothese? } Definition: } Eine vorläufige (vermutete) Antwort auf eine wissenschaftliche Frage } Wissenschaftlicher Nachweis steht noch aus } Bsp.: } Es gibt einen Zusammenhang zwischen Intelligenz und Ängstlichkeit } Die Schlafdauer ist ursächlich mit der Lernleistung am nächsten Tag verknüpft. } Nach der erfolgreichen Prüfung } Geprüfte Hypothese } Verifikation vs. Falsifikation 6 3

4 Hypothese } Merkmale einer wissenschaftlichen Hypothese } Präzise und widerspruchsfreie Formulierung } Prinzipielle Widerlegbarkeit } Operationalisierbarkeit } Begründbarkeit } Beispiele 7 Wissenschaftliches Vorgehen 8 4

5 Arten von Hypothesen } Quasiuniverselle Hypothesen } Gültig mit einer hohen Wahrscheinlichkeit } Intelligenz bedingt zumeist die Ängstlichkeit } Die allermeisten Schwäne in der Schweiz sind weiss } Ausnahmen werden zugelassen } Verifikation und Falsifikation möglich } Überprüfung durch statistische Verfahren } Die allermeisten Hypothesen der experimentellen Psychologie sind quasiuniverselle Hypothesen } Überprüfung durch empirische Untersuchungen } Abhängig von der spezifischen Untersuchungssituation } Welche Probanden wurden untersucht? } Wie wurde operationalisiert? 9 } Generierung von Hypothesen } Hypothesenprüfende Untersuchung } Operationalisierung } Entwicklung eines Versuchsplans } Datenerhebung } Annahme / Zurückweisung der Hypothese } Verifikation vs. Falsifikation } Hypothesengenerierende Untersuchung } Exploratives Vorgehen } Notwendig wenn wenig Hintergrundwissen vorhanden } Empirische Daten bilden Grundlage für das Aufstellen einer Hypothese } Aufgestellte Hypothese erfordert unabhängige Überprüfung } Anderer, unabhängiger Datensatz erforderlich 10 5

6 Generierung von Hypothesen } Deduktive Hypothesengenerierung } Generierung einer Hypothese aus einer Theorie } Allgemeine Hypothese: Die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses beträgt 7 ± 2 Informationseinheiten } Spezifische Hypothese: Studenten können 7 ± 2 Sätze im Kurzzeitgedächtnis behalten. } Induktive Hypothesengenerierung } Generierung einer Hypothese aus einzelnen Beobachtungen } Z.B. aus den empirischen Resultaten einzelner Untersuchungen } Bsp.: Beobachtungen der Merkfähigkeit von Sätzen } Häufig sind beide Wege der Generierung beteiligt } Auch Zufall / Intuition 11 Beispiel } Klassische Konditionierung } Iwan Petrowitsch Pawlow ( ) } 1904 Nobelpreis für Physiologie und Medizin } Erforscht die Physiologie der Verdauung } Beobachtung: } Tiere produzieren schon Speichel bevor das Essen kommt 12 6

7 Beispiel } Klassische Konditionierung 13 Hypothese } Stellung im Forschungsprozess Induktion Deduktion Falsifikation / Verifikation Induktion 14 7

8 Variablen } Menschen unterscheiden sich } Vor allem in Bezug auf Erleben, Verhalten, Handeln } Psychologischer Untersuchungsgegenstand } Merkmale variieren } Merkmale haben eine Variabilität } Merkmale haben eine Varianz } Definition Variable } Variablen sind Merkmale, die in verschiedenen Ausprägungen vorkommen } Jede Variable hat mindestens zwei oder mehrere Ausprägungen } Definition Konstante } Konstante sind Merkmale mit nur einer Ausprägung } Kommen in der Psychologie sehr selten vor 15 Häufigkeitsverteilung (Histogramm) Variable: Schlafdauer Variable: Lernleistung Variable: Schlafdauer in Minuten Variable: Anzahl erinnerte Bilder 16 8

9 Arten von Variablen } Experiment } Unabhängige Variable (UV) } Wird experimentell manipuliert } Abhängige Variable (AV) } Wird gemessen } Bsp.: Lärm (Laut vs. Leise) und Lernleistung } Vorhersage } Prädiktor } Was sagt vorher? } Kriterium } Was wird vorher gesagt? } Bsp.: Schlafdauer und Lernleistung 17 Arten von Variablen } Quantitative Variablen } Merkmalsausprägung ist messbar auf einer Skala } Z.B. Anzahl erinnerter Bilder, Schlafdauer, Intelligenz etc. } Qualitative Variablen } Merkmalsausprägung unterscheidet sich in ihrer Qualität } Bsp.: Augenfarbe, Geschlecht 18 9

10 Arten von Variablen } Beobachtbare (konkrete) Variablen } Konkret messbar (Bsp. Anzahl erinnerter Bilder, Reaktionszeit etc.) } Nicht-beobachtbare (abstrakte)variablen } Theoretische Konstrukte } Latente Variablen } Nicht direkt beobachtbar / messbar Bsp.: Intelligenz, Gedächtnisleistung } Operationalisierung notwendig 19 Operationalisierung } Definition } Abstrakte Konstrukte werden der Beobachtung / Erfassung zugänglich gemacht } Empirische Prüfung erfordert Operationalisierung } Es gibt häufig mehrere Möglichkeiten der Operationalisierung } Beispiel: } Hypothese: Zusammenhang Intelligenz Ängstlichkeit } Operationalisierung: } Intelligenz: Intelligenztest Raven Matrices Test Hamburg Wechsler Intelligenz Test für Erwachsene (WIE, früher HAWIE) } Ängstlichkeit Fragebögen und / oder physiologische Masse (Hautleitfähigkeit, fmri) 20 10

11 Operationalisierung } Das Intelligenzkonzept nach D. Wechsler } Intelligenz ist die zusammengesetzte oder globale Fähigkeit des Individuums, zweckvoll zu handeln, vernünftig zu denken und sich mit seiner Umgebung wirkungsvoll auseinander zu setzen } Die Bewertung der Intelligenz, folgt durch die Messung der Fähigkeiten } Aber: Intelligenz, ist nicht die Summe dieser Fähigkeiten } Bsp: Zweifaktorentheorie nach Spearman: Allgemeine Intelligenz (g-faktor) Weitere, spezifische Intelligenzfaktoren 21 Operationalisierung } Hamburg-Wechsler Intelligenztest (WIE) 22 11

12 Operationalisierung } Raven s Progressive Matrices Test } Messung der Fähigkeit, klar und strukturiert zu denken und komplexen Sachverhalten und Dingen Sinn zu verleihen } Deduktive Fähigkeiten } 23 Operationalisierung } Ängstlichkeit } Fragebogen } } bd931882a98711d4af890000e87f89ec/hb.htm } webcatalog.htm } Physiologische Masse } Hautleitfähigkeit } Amygdala Aktivierungn Tye et al., 2011 Nature 24 12

13 Operationalisierung } Theoretisch-inhaltliche Hypothesen } Hypothese mit abstrakten theoretischen Konstrukten / Variablen } Bsp.: Zusammenhang zwischen Intelligenz und Ängstlichkeit } Empirisch-inhaltliche Hypothese } Hypothese mit beobachtbaren / messbaren Variablen } Erstellung durch Operationalisierung } Bsp. 1: Der IQ Wert im WIE korrliert positiv mit dem Score des Fragebogen STAI-trait } Bsp. 2: Personen mit hohem Schulabschluss haben eine höhere Hautleitfähigkeit bei der Betrachtung angstauslösender Bilder } Statistische Hypothese } Hypothese mit statistischen Kenwerten } r(wie, STAI-trait) > 0 25 Validität } Validität } Gültigkeit } Das Messinstrument misst, was es messen soll } Die Operationanisierung erfasst, was sie erfassen soll } Bsp.: Intelligenz Intelligenztest } Validität von Messinstrumenten } Z.B. Fragebögen } Testung durch Zusammenhänge mit anderen (etablierten) Messmethoden } Korrekte Trennung von Probandengruppen } Angststörungen vs. Gesunde Probanden 26 13

14 Validität } Konstruktvalidität } Messinstrument umfasst das theoretische Konstrukt vollständig, präzise und nachvollziehbar } Konvergenzvalidität Messdaten, die dasselbe Konstrukt abbilden, korrelieren hoch miteinander } Diskriminanzvalidität Messdaten, die verschiede Konstrukte abbilden, korrlieren nicht miteinander } Kriteriumsvalidität } Zusammenhang zwischen Messergebnissen und empirischen Kriterium } Bsp.: Patienten vs. Gesunde Probanden, gute Prognose etc. 27 Reliabilität } Reliabilität } Messinstrument liefert stabile / reproduzierbare Daten } Paralleltest-Reliabilität } Ein vergleichbarer Test / Paralleltest liefert vergleichbare Daten } Retest-Relibilität } Eine Wiederholung des Tests liefert ähnliche Daten } Korrelation zwischen Messung 1 und 2 } Interne Konsistenz } Wie gut stimmen die einzelne Items eines Tests überein? } Mass für die Homogenität eines Messinstruments } Cronbachs Alpha (α) } Interrater Reliabilität } Übereinstimmung zwischen mehreren Beobachtern / Ratern 28 14

15 Reliabilität } Retest Relibilität } Wiederholungsmessung ergeben meist nicht den exakt gleichen Wert } Gründe } Probanden befinden sich in verschiedenen körperlichen / mentalen Zuständen } Motivation, Müdigkeit, Aufmerksamkeit etc. } Messinstrument kann verschiedene Daten liefern } Messfehler, z.b. beim Ablesen einer Stoppuhr } Auswertung } Kann Fehler beinhalten } Stabilität der gemessenen Variable } State vs. Trait Variablen } Vorteile der Mehrmalmessung / Mittelwertsbildung 29 Objektivität } Objektivität } Unabhängigkeit eines Sachverhaltes vom Beobachter } Durchführungsobjektivität } Die Durchführung eines Tests ist standardisiert } Unabhängig vom Versuchsleiter und den räumlichen Bedingungen } Auswertungsobjektivität } Die Auswertung des Tests ist unabhängig von der auswertenden Person } Unterschiedliche Auswerter kommen zu dem gleichen Ergebnis } Interpretationsobjektivität } Es existieren klare Regeln zur Interpretation der Messwerte } Schlussfolgerungen sind definiert 30 15

16 Gütekriterien von Messinstrumenten } Ojektivittät } Die Datenerfassung / Auswertung / Interpretation ist unabhängig vom Versuchsleiter } Reliabilität } Das Messinstrument liefert stabile / reproduzierbare Messwerte } Validität } Das Messintrument misst das Konstrukt, was es messen soll } Gütekriterien bauen aufeinander auf } Ohne Objektivität keine Reliabilität } Ohne Relibilität keine Validität 31 Aufgabe } Geschlechtereffekte bei Mathematik-Ängstlichkeit? } Text / Einleitung lesen } Was ist die theoretisch-inhaltliche Hypothese? } Wie ist sie inhaltlich begründet? Deduktives oder induktives Vorgehen? } Wie wird sie operationalisiert? } Was ist die empirisch-inhaltliche Hypthese? } Erfüllen die verwendeten Messinstrumte die Gütekriterien? } Objektivität, Reliabilität, Validität? } Vollständiger Text } /08/27/ full.pdf+html 32 16

17 Ergebnisse Goetz et al., 2013, Psych Science 33 Ergebnisse Goetz et al., 2013, Psych Science 34 17

18 Take-Home Messages } Wissenschaftliche Hypothesen } Präzise, widerlegbare, operationalisierbare und begründbare Vermutungen } Erfordert wissenschaftliche Prüfung durch Empirie } Variablen sind Merkmale mit zwei oder mehr Ausprägungen } } Quantitative vs. qualitative Variablen, UV vs. AV Abstrakte/ nicht-bobachtbare vs. konkrete/ beobachtbare Variablen } Operationalisierung } } wandelt theoretisch-inhaltliche Hypothesen in empirisch-inhaltliche H. um } Valide Operationalisierung wichtig Häufig verschiedene Arten der Operationalisierung möglich } Messinstrumente müssen Gütekriterien erfüllen } Objektivität, Reliabilität, Validität 35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 36 18