Statistische Datenanalyse mit. SPSS für Windows. 4. Auflage

Transkript

1 Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows 4. Auflage

2 Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

3 J ürgen J anssen. Wilfried Laatz Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows Eine anwendungs orientierte Einführung in das Basissystem und das Modul Exakte Tests Vierte, neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 385 Abbildungen und 165 Tabellen, Springer

4 Jürgen Janssen, Dozent für Volkswirtschaftslehre Dr. Wilfried Laatz, Professor für Soziologie HWP-Hamburger Universität für Wirtschaft und Politik Von-Melle-Park Hamburg Deutschland janssenj@hwp-hamburg.de laatzw@hwp-hamburg.de ISBN Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Janssen, Jürgen: Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows: eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem und das Modul exakte Tests; mit 165 Tabellen / Jürgen Janssen; Wilfried Laatz. - 4., neubearb. und erw. Aufl. ISBN ISBN (ebook) DOI / 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-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 1997, 1999,2003 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New Y ork 2003 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. Umschlaggestaltung: Künkel & Lopka, Heidelberg SPIN / Gedruckt auf säurefreiem Papier

5 Vorwort zur vierten Auflage Zur Anpassung an die Neuerungen von SPSS für Windows war eine Überarbeitung des Buches notwendig. Alle Neuerungen bis einschließlich der Version 11 sind in das Buch aufgenommen. In Ergänzung der multivariaten statistischen Verfahren ist nun auch die Multidimensionale Skalierung sowie die Reliabilitätsanalyse enthalten. Für die Varianzanalyse werden neue und erweiterte Verfahren angeboten. Das bewährte Grundkonzept des Buches wurde beibehalten: Dem Anfanger 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 und Medizin verwendet. Der Service zum Zugang zu den verwendeten Datendateien wird fortgeführt. Man kann die Datendateien entweder per Post oder per Internet beziehen (siehe Anhang B). Die von uns zum Buch eingerichtete Website ( bietet nicht nur einen schnellen Zugang zu den Datendateien, sondern enthält weitere Informationsangebote zu unserem Buch. Man kann dort Ergänzungstexte zum Buch und Übungsaufgaben mit Lösungen finden. Obwohl sich die Version 11 durch Erweiterungen und Verbesserungen auszeichnet, können auch Anwender früherer Versionen dieses Buch sehr gut nutzen. 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: Kapitell erläutert die Installation des Programms und gibt weitere Hinweise rund um die Installation. Kapitel 2 dient zur Einführung in die Programmbedienung. Ein Anfanger erhält eine sehr leicht nachvollziehbare Anleitung zum Selbststudium für das Umgehen mit SPSS für Windows. Dabei hat er die Möglichkeit, alle gezeigten grundlegenden Anwendungschritte nachzuvollziehen. 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 24 geht auf alle statistischen Verfahren im Menü "Analysieren" ein.

6 VI Vorwort zur vierten Auflage Kapitel 25 bis 27 befassen sich mit der Erzeugung und Überarbeitung von interaktiven und herkömmlichen Grafiken In Kapitel 26.2 wird anhand eines Beispiels in mehreren Schritten die komplette Überarbeitung einer erzeugten herkömmlichen Grafik für Präsentationszwecke aufgezeigt. In Kapitel 28 werden weitere Programmelemente sowie Programmfunktionen erklärt. In Kapitel 29 wird die Theorie und praktische Anwendung von Exakte Tests erläutert. Exakte Tests erlaubt fur die nichtparametrischen Tests sowie für den Chi-Quadrat-Test im Rahmen von KreuztabelIierung genaue Signifikanzprüfungen. Dieses Ergänzungsmodul ist unverzichtbar, wenn nur kleine oder unausgewogene Stichproben vorliegen. Unser herzlicher Dank geht an SPSS GmbH Software in München für die Überlassung des Programms sowie für die weitere sehr gute Unterstützung und an den Springer-Verlag für die harmonische Zusammenarbeit. Gerne möchten wir erneut unsere Leser ermuntern und bitten: Schreiben Sie uns, wenn Sie Fehler entdecken oder sonstige Verbesserungsvorschläge haben. Insbesondere möchten wir unsere Leser auf unsere -Adressen hinweisen. Hamburg, im Juni J ürgen Janssen Wilfried Laatz JanssenJ@hwp-hamburg.de LaatzW@hwp-hamburg.de

7 Inhaltsverzeichnis Installieren von SPSS Anforderungen an die Hard- und Software... l 1.2 Die Installation durchfuhren... l 1. 3 Weitere Hinweise EinfUhrende Übungen mit SPSS Die Oberfläche von SPSS fur Windows EinfUhren 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 kopieren und übernehmen Variablendefinitionen kopieren Variablendefinition aus einer bestehenden Datei übernehmen Eingeben von Daten Editieren der Datenmatrix Einstellungen fur den Dateneditor Drucken, Speichern, Öffnen, Schließen einer Datendatei 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 vontabellen... 72

8 vrn Inhaltsverzeichnis Ändern von Tabellenfonnaten Arbeiten mit dem Textviewer Arbeiten im Syntaxfenster Erstellen und Ausfuhren von Befehlen Charakteristika der Befehlssyntax Transfonnieren von Daten Berechnen neuer Variablen Verwenden von Bedingungsausdrücken Umkodieren von Werten Zählen des Auftretens bestimmter Werte Transfonnieren in Rangwerte Automatisches Umkodieren Transfonnieren von Zeitreihendaten... ll1 5.8 Offene Transfonnationen Variable kategorisieren Daten mit anderen Programmen austauschen Übernehmen von Daten aus Fremddateien Übernehmen von Daten mit SPSS Portable-Fonnat 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 Fonnate ausgeben Transfonnieren von Dateien Daten sortieren, transponieren und umstrukturieren Daten sortieren Transponieren von Fällen und Variablen Daten umstrukturieren Zusammenfugen von Dateien Hinzufugen neuer Fälle Hinzufugen neuer Variablen 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"

9 Inhaltsverzeichnis IX 8.2 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" Exp10rative Datenanalyse Robuste Lageparameter Grafische Darstellung von Daten Univariate Diagramme: Histogramm und Stenge1-Blatt Diagramm Boxplot Überprüfen von Vertei1ungsannahmen Überprüfen der Voraussetzung homogener Varianzen Überprüfen der Voraussetzung der Normalverteilung Kreuztabellen und Zusammenhangsmaße Erstellen einer Kreuztabelle Der Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest Zusammenhangsmaße Zusammenhangsmaße für nomina1ska1ierte Variab1en Zusammenhangsmaße für ordina1ska1ierte Variablen Zusammenhangsmaße für intervallska1ierte Variablen Spezielle Maße Statistiken in drei- und mehrdimensionalen Tabellen Fälle auflisten und Berichte erstellen Erstellen eines OLAP-Würfe1s Das Menü "Fälle zusammenfassen" Listen erstellen Kombinierte Berichte erstellen Erstellen von Berichten in Zeilen oder Spalten Berichte in Zei1en Zusammenfassende Berichte Auflistende Berichte Kombinierte Berichte Berichte in Spalten Analysieren von Mehrfachantworten Definieren eines Mehrfachantworten-Sets (Multiple Kategorien-Set).. 286

10 x Inhaltsverzeichnis 12.2 Erstellen einer Häufigkeitstabelle fiir einen multiple Kategorien- Set Erstellen einer Häufigkeitstabelle rur einen multiple Dichotomien- Set Kreuztabellen für Mehrfachantworten-Sets Speichern eines Mehrfachantworten-Sets 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 rur Mittelwertdifferenzen T-Test fiir eine Stichprobe T-Test rur zwei unabhängige Stichproben....3l Die Prüf größe bei ungleicher Varianz Die Prüfgröße bei gleicher Varianz Anwendungsbeispiel T-Test rur zwei abhängige (gepaarte) Stichproben Einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) Theoretische Grundlagen ANOV A in der praktischen Anwendung Multiple Vergleiche (Schaltfläche "Post Hoc") Kontraste zwischen apriori definierten Gruppen (Schaltfläche "Kontraste") Erklärung der Varianz durch Polynome 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 Regressionsanalyse Theoretische Grundlagen Regression als deskriptive Analyse

11 Inhaltsverzeichnis XI 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 Modelle zur Kurvenanpassung Modelltypen und Kurvenformen Modelle schätzen Clusteranalyse Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Anwendungsbeispiel zur hierarchischen Clusteranalyse Anwendungsbeispiel zur Clusterzentrenanalyse 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

12 XII Inhaltsverzeichnis 21.3 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-Smimov-Test für eine Stichprobe Tests für 2 unabhängige Stichproben Mann-WhitneyU-Test Moses-Test bei extremer Reaktion Kolmogorov-Smimov 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 Tests für k verbundene Stichproben Friedman-Test Kendall's W-Test Cochran Q-Test Reliabilitätsanalyse Konstruktion einer Likert-Skala -ltemanalyse Reliabilität der Gesamtskala Reliabilitätskoeffizienten - Modell Weitere Statistik-Optionen Multidimensionale Skalierung Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Ein Beispiel einer nichtmetrischen MDS MDS bei Datenmatrix- und Modellvarianten

13 Inhaltsverzeichnis XITI 25 futeraktive Grafiken erzeugen und gestalten futeraktive Grafiken erzeugen futeraktive Grafiken verändern und gestalten Grundlegende Grafikveränderungen Grafiklayout gestalten Grafiklayout mit dem Diagramm-Manager gestalten Herkömmliche Grafiken erzeugen Einflihrung und Übersicht Balkendiagramme erzeugen Einfaches Balkendiagramm Gruppiertes Balkendiagramm Gestapeltes Balkendiagramm Wahlmöglichkeiten Liniendiagramme erzeugen Einfaches Liniendiagramm Mehrfaches Liniendiagramm Verbundliniendiagramm Wahlmöglichkeiten Flächendiagramme erzeugen Einfaches Flächendiagramm Gestapeltes Flächendiagramm Wahlmöglichkeiten Kreisdiagramme erzeugen Hoch-Tief-Diagramme erzeugen Einfaches Hoch-Tief-Schluß-Diagramm Gruppiertes Hoch-Tief-Schluß-Diagramm Einfaches Bereichsbalkendiagramm Gruppiertes Bereichsbalkendiagramm Differenzliniendiagramm Wahlmöglichkeiten Pareto-Diagramme erzeugen Einfaches Pareto-Diagramm Gestapeltes Pareto-Diagramm Wahlmöglichkeiten Regelkarten-Diagramme erzeugen Diagrammtyp: X-Quer, R, s Diagrammtyp: Einzelwerte, gleitende Spannweite Diagrammtyp: p, np Diagrammtyp: c, u Wahlmöglichkeiten Boxplot-Diagramme erzeugen Einfaches Boxplot-Diagramm Gruppiertes Boxplot-Diagramm Wahlmöglichkeiten

14 XIV Inhaltsverzeichnis Fehlerbalkendiagramme erzeugen Einfaches Fehlerbalkendiagramm Gruppiertes Fehlerbalkendiagramm Streudiagramme erzeugen Einfaches Streudiagramm Streudiagramm in Matrixform Überlagertes Streudiagramm Dreidimensionales Streudiagramm (3D) Wahlmöglichkeiten Histogramme erzeugen P-P- und Q-Q-Diagramme erzeugen Sequenzdiagramme erzeugen ROC-Kurve erzeugen Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsdiagramme erzeugen Autokorrelationsdiagramme Kreuzkorrelationsdiagramme Herkömmliche Grafiken gestalten Das Diagramm-Editorfenster Ein Beispiel zum Gestalten einer Grafik Wechseln zwischen Grafiktypen (Menü IGalerie") Überarbeiten von Objekten einer Grafik (Menü IDiagramme") Objekte einer Grafik Optionen zum Gestalten von Diagrammen (Menü IOptionen") Gestalten der Achsen von Diagrammen (Menü "Achse") Balkenabstände festlegen (Menü "Balkenabstand") Titel, Fußnoten, Legenden und Anmerkungen einfügen bzw. verändern Bezugszlinien einfiigen bzw. verändern (Menü "Bezugslinie") Innerer und äußerer Rahmen für Grafiken Daten anzeigen und transponieren (Menü "Datenreihen") Datenreihen anzeigen Daten transponieren Layoutmerkmale von Grafikobjekten modifizieren Verschiedenes Drucken Das Menü "Extras" Verwenden von Skripts und Autoskripts Verwenden eines vorgefertigten Beispielskripts Verwenden eines vorgefertigten Autoskripts Anpassen von Menüs und Symbolleisten Anpassen von Menüs Anpassen von Symbolleisten

15 Inhaltsverzeichnis xv 28.5 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 fiir Windows) Übernehmen von Grafiken Übernehmen von Daten in ein Tabellenkalkulationsprogramm Einbetten einer Pivot-Tabelle in eine andere Anwendung Exakte Tests Anhang Literaturverzeichnis Sachverzeichnis