Quantitative Forschungsmethoden

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1 Quantitative Forschungsmethoden SE & UE Dipl.-Päd. Ing. Mag. Dr. Dietmar Chodura KIRCHLICHE PÄDAGOGISCHE HOCHSCHULE IN WIEN

2 Wozu? 60 KG ExG 60 KG ExG Messung 2. Messung 0 1. Messung 2. Messung

3 Alltagserfahrung vs. Wissenschaft Was ist Wissenschaft? Die Gesamtheit des durch überprüfbare Methoden gewonnenen, systematisch geordneten und institutionell verwalteten Wissens über einen bestimmten Bereich. =Eindeutigkeit der Beziehung zwischen abhängiger (AV) und unabhängiger Variable (UV) =Generalisierbarkeit Was zeichnet wissenschaftliches Vorgehen aus? Fragestellung und Inhalte Art der Aussagen Erkenntnismethoden keine nahe liegenden Kausalitäten Umgang mit Theorien (Kritisierbarkeit) statistische Analysen präzise Terminologie interne und externe Validität systematische Dokumentation

4 Alltagserfahrung vs. Wissenschaft Aufgaben der Wissenschaften 1. Beschreibung (Deskription): die möglichst genaue Darstellung von Phänomenen und Ereignissen. 2. Erklärung (Explanation): Angabe von (kausalen) Gründen dafür, warum etwas so der Fall ist bzw. sich auf eine bestimmte Art und Weise ereignet. ad Erklärung 3. Vorhersage (Prognose, Retrognose): Vorhersage von Phänomenen bzw. Ereignissen, welche in der Zukunft oder in der Vergangenheit (in den Geschichtswissenschaften, teilweise in der Biologie (Evolutionstheorie)) liegen Anwendung: die Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse zur Realisierung außerwissenschaftlicher Zielsetzungen. Diese Aufgabe stellt keine Aufgabe der Wissenschaften im engeren und eigentlichen Sinne mehr dar. Sie wird in Form von Technologien zu erfüllen versucht. Die Anwendungsaufgabe fällt in den Verwertungszusammenhang der Wissenschaften.

5 Wissenschaft vs. Pseudowissen: Pseudowissen & Scharlatanerie Was zählt dazu? Z.B. Esoterik, Astrologie, UFO-Glauben, Magie, Okkultismus etc. >> Merkmale: Anspruch auf höchste Wahrheit ( Guru ) Immunität gegenüber rationalen Argumenten (ein auch durch eindeutige Tatsachen unerschütterlicher Glaube) anachronistisches Denken (Rückgriff auf Altes und längst Widerlegtes z.b. Hexen, mittelalterliche Elemente statt PSE etc.) obskure Ontologie (körperlose Geister mit übernatürlichen Fähigkeiten, ) kein logisch-scharfes, systematisches Denken mangelnde Prüfbarkeit der Aussagen; stattdessen: Verweis auf irgendwann geschehene Einzelereignisse keine Definition von Begriffen keine theoretische Untermauerung von Aussagen; stattdessen einfache Behauptungen Hauptanliegen ist praktischer Natur (z.b. Wie kann man über andere Macht ausüben?) Inhalte sind auf Laienniveau und ohne Ausbildung zugänglich VIDEO: Dr.VinceEbert.mp4

6 Wissenschaft vs. Pseudowissen Wissenschaft hat niemals den Anspruch auf unverrückbare Erkenntnisse (Mentalreservation); Wissen ist provisorisch Progressivität, Fortschritt: Wissenschaft entwickelt sich zur Wahrheit hin und kommt ihr immer näher ( Atommodelle, Weltbild etc.) keine Berufung auf Autoritäten zulässig strebt nach Allgemeingültigkeit (z.b. NaWi- Gesetze, nicht bloße Faktensammlung) streben nach Exaktheit (Aussagen, die leicht prüfbar - und widerlegbar - sind) streben nach Objektivität: Methoden unterliegen Kritik und Prüfung, Resultate müssen jederzeit prüf- und reproduzierbar sein (Replikation); keine Berufung auf Autoritäten zulässig schließt Privilegien aus: Wissen muss jedermann zugänglich sein ( Publikationen) ist langwierig: Erfordert langes Studium und aufwändige Forschung - oft über Jahre

7 Alltagserfahrung vs. Wissenschaft Die wissenschaftliche Methode Methode: regelgeleitetes, explizites und wiederholbares Verfahren, um etwas zu erreichen Induktion, empirisch: mit Hilfe eines Bündels an Regeln und Beobachtungen zu wissenschaftlichen Erkenntnissen zu gelangen. Bei den Regeln handelt es sich um solche, die aus Einzelbeobachtungen den Schluss auf allgemeine Aussagen über die Natur erlauben Universalitätsprinzip ( NaWi) Rationalismus, deduktiv: ausgehend von allgemeinsten, als evident ausgewiesenen Sätzen (Axiome) deduktiv auf weniger allgemeine Sätze schließen Die wissenschaftliche Methode besteht in einer Mischung aus Empirismus und Rationalismus. Also: Beobachtung, Hypothesenbildung und kritische Prüfung.

8 Von der theoretischen zur empirischen Ebene Theorien beschreiben Zusammenhänge zwischen Begriffen Begriffe (Konstrukte) sind nicht direkt erfassbar Transformation auf empirische Ebene erforderlich ( Operationalisierung) Hypothesenbildung THEORIE Gesetz Gesetz Gesetz bewährte Hypothese bewährte Hypothese Basissätze Basissätze Basissatz: aus Beobachtungen abgeleitete Aussage

9 Wissenschaftliche Hypothese Zu erfüllende Kriterien: 1. Bezug auf reale Sachverhalte, die empirisch untersuchbar sind 2. allgemeingültige Behauptung (All-Satz) 3. formale Struktur eines Konditionalsatzes 4. potentiell falsifizierbar daher keine Tautologien (a a) Kontradiktionen (a a) Existenzsätze (Es gibt All- Satz) Kann-Sätze präskriptive/deskriptive Sätze (Gebote, Empfehlungen, Wertungen, )

10 Arten von Hypothesen Zusammenhang zwischen zwei oder mehreren Faktoren (z.b. Blei im Trinkwasser) Unterschied (Treatments unterscheiden sich im Hinblick auf die AV; z.b. Fähigkeiten verbessern sich durch Treatment) Veränderung (Intervention wirkt verändernd auf die AV; z.b. regelmäßiges Lesen von Boulevard-Presse verändert die politische Meinung) Einzelfall ( Frau Meiers Migräne )

11 Informationsgehalt von Hypothesen Informationsgehalt: Menge der von einem Satz ausgeschlossenen Sätze. Die Anzahl potentieller Falsifikatoren bestimmt den Informationsgehalt der Hypothese. Wenn-Teil (Bedingung): Anwendungsbereich der Hypothese (UV) Dann-Teil (Folge, Konsequenz): Aussagen über den zu erwartenden Sachverhalt (mit AV) Beispiel: Die Bierhypothese : 1. Wenn eine Person einen Liter Bier trinkt, dann verändert sich ihre Reaktionszeit. 2. Wenn eine Person einen Liter Bier trinkt, dann verlängert sich ihre Reaktionszeit. 3. Wenn eine Person einen Liter Bier trinkt, dann erhöht sich ihre Reaktionszeit um 30-40%. 4. Wenn eine Person einen Liter eines Getränks mit einem Ethanolgehalt von 4-5,5% zu sich nimmt, dann erhöht sich ihre Reaktionszeit um 30-40%. Exhaustion: Einschränkung des Informationsgehalts Steigerung der Falsifizierbarkeit.

12 Falsifikation - Verifikation - Bewährung Falsifizierbarkeit und vorläufige Bewährung Verifikation ist unmöglich (krit. Rationalismus; Popper) experimentelle Prüfung Einführung von Prüfkriterien (p 0,05; p 0,01) statistische Signifikanz probabilistische Zusammenhänge (HuWi) Bestimmung der Irrtumswahrscheinlichkeit Bildung eines statistischen Hypothesenpaares (H 0, H 1 )

13 Empirische Untersuchungen beschreibende Untersuchungen hypothesenerkundende Analyse von Einzelbeobachtungen populationsbeschreibende Zufallsstichprobe prüfende Untersuchungen Hypothesen ohne Effektgröße quasi-/ experimentell Hypothesen mit Effektgröße quasi-/ experimentell

14 Wahl der Untersuchungsart 1. Nach dem Stand der Forschung explorative Untersuchungen vage Idee: offene Befragung, Feldbeobachtung, Aktionsforschung, Einzelfallanalysen, nonreaktive Messungen populationsbeschreibende Untersuchungen feststellen, was ist: Zufallsstichprobe, hypothesenprüfende Untersuchungen Zusammenhang, Unterschied, Veränderung,

15 Wahl der Untersuchungsart 2. Nach dem Gültigkeitsanspruch der Befunde intern valide: Veränderungen der AV sind eindeutig auf den Einfluss der UV zurückzuführen extern valide: das Stichprobenergebnis lässt sich auf andere Situationen übertragen/generalisieren experimentell: Randomisierung; kontrollierte Zuteilung von Vpn zur Experimental- oder Kontrollgruppe quasi-experimentell: natürliche Gruppen (Schulklasse) bleiben erhalten Feld: Untersuchung findet in der natürlichen Umgebung statt Labor: Untersuchung findet in künstlicher/kontrollierter Umgebung statt (Störvariablen)

16 Begriffe Messen: Ist die Zuordnung von Zahlen zu Objekten oder Ereignissen. fundamentale Messung: Maßzahl = Vielfaches einer zuvor bestimmten Einheit quantitative Daten: Menge aller Merkmalsmessungen - Zahlenwerte qualitative Daten: Menge aller Merkmalsmessungen - verbale Beschreibung Operationalisierung: Maßnahmen, um in einer Untersuchung von Merkmalen zu Daten zu kommen manifeste Merkmale: eindeutig definiert, direkt beobachtbar; B: Alter einer Person, Augenfarbe latente Merkmale: nicht unmittelbar beobachtbar und nur über Konstrukte zu erfassen; B: Intelligenz via Intelligenztest

17 Begriffe Variable: Symbol für die Menge der Ausprägungen eines Objekts. Veränderungen der abhängigen Variable (AV) können durch die Einflüsse der unabhängigen Variable (UV) erklärt werden. B: Schlafmitteldosis: UV, Schlafdauer: AV. Die AV wird aber zusätzlich durch Störeinflüsse (z.b. Straßenlärm, Körpergewicht) bestimmt. VARIABLENARTEN ABH ÄNGIGE VARIABLE stetige (kontinuierliche) Können in jedem Intervall unendlich viele Merkmalsausprägungen haben z.b. Gewicht, Länge, Zeit etc. Störvariable wenn sie unberücksichtigt bleibt oder vergessen wird unabhängige Variable Moderatorvariable verändern Einfluss von UV AV. Ausprägungen: Kontrollvariable wenn sie vor der Untersuchung erkannt und berücksichtigend erfasst wurde dichotom (binär) = zwei Abstufungen diskrete (diskontinuierliche) Können im begrenzten Intervall nur endlich viele Merkmalsausprägungen haben z.b. Geschwisteranzahl, Anzahl der Geburten / Jahr etc. polytom = mehrfach gestuft natürlich zustande- gekommene Abstufungen z.b. Augenfarbe künstliche Abstufungen z.b. Altersgruppe jung, mittel, alt

18 Messen & Messniveau Skala = empirisches + numerisches Relativ empirisches Relativ: Besteht aus einer Menge von Objekten und Relationen, die die Beziehung von Objekten untereinander regeln. numerisches Relativ: Zahlen müssen so geartet sein, dass sie die Objektrelationen des empirischen Relativs korrekt repräsentieren... Verhältnis- Verhältnis- Skala Skala Intervallskala Intervallskala Ordinalskala Ordinalskala Nominalskala Nominalskala

19 Messen & Messniveau Für die folgende statistische Auswertung ist das Messniveau bedeutsam. Skala = strukturerhaltende Abbildung (empirisches Relativ + numerisches Relativ) Nominalskala (Äquivalenzrelation): Ordnet Objekten Zahlen zu; Analyse von Häufigkeitsverteilungen, Gleichheit od. Verschiedenheit; Augenfarbe, m/w, Diagnosen, Ordinalskala (schwache Ordnung, Transitivität): Auswertung von Ranginformation, dominierendes Objekt hat die größere Zahl; größer kleiner, höher - niedriger; Stirnreihe, mil. Dienstgrade, Windstärken Intervallskala (Größe der Merkmalsunterschiede ist bekannt): Rangordnung der Zahlendifferenzen zwischen 2 Objekten = Rangordnung der Merkmalsunterschiede Gleichheit von Differenzen; MW-Bestimmung möglich; z.b. Celsius-Skala, Verhältnisskala: Verhältnis zwischen 2 Zahlen = Verhältnis der Merkmalsausprägungen Gleichheit von Verhältnissen; absoluter Nullpunkt; z.b. Kelvin-Skala, Masse, Länge,

20 Beispiele für Designs One-Shot Case-Study: T M Ein-Gruppen-Pretest-Posttest-Design: M 1 T M 2 Ex-Post-Facto-Plan T M 1 M 2 Kontrollgruppenplan mit Pre- und Posttest M 11 T M 12 (Experimentalgruppe) M 21 T M 22 (Kontrollgruppe) T=treatment; M=measurement

21 Die Gütekriterien Objektivität Unabhängigkeit (z.b. von der durchführenden, auswertenden und interpretierenden Person) Reliabilität Messgenauigkeit Validität Gültigkeit (Wird gemessen, was gemessen werden soll?)

22 Literaturverzeichnis Huber, O. (2002): Das psychologische Experiment, Beltz, Huber, Bern. Bortz, J. & Döring, N. (2002): Forschungsmethoden und Evaluation, Springer, Berlin. Kleinknecht, R. (2006): Wissenschaftstheorie, Universität Salzburg, Salzburg. Riffert, F. (2004): Wissenschaftstheorie, Universität Salzburg, Salzburg. Sams, J. (2005): Datenerhebungsmethoden, Universität Salzburg, Salzburg.