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Psychologie (Subject) / Versuchsplanung (Lesson)

Methoden und statistische Verfahren

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  • Welche zwei Bereiche wissenschaftlicher Arbeit gibt es? Entdeckungszusammenhang(Context of discovery): Entdeckung und Beschreibung von Phänomenen, Generierung von Hypothesen und Theorien meist offene Fragestellungen: "Welche Faktoren beeinflussen X?" oder "Was geschieht mit X unter Bedingung Y?" --> Hypothesengenerierende oder explorative Untersuchungen  Begründungszusammenhang(Context of justification): Prüfung der Hypothesen auf logische Konsistenz,empirischen Gehalt,Kompatibilität mit bestehendem Wissen,empirische Adäquatheit Typischerweise geschlossene Fragestellungen: "Passiert Y, wenn X?","Trifft Hypothese XY zu?","hat die Uv den erwarteten Effekt auf die AV?" --> Hypothesenprüfende Untersuchungen
  • Welche Typen von Hypothesen gibt es? Kausalhypothesen: Hypothesen über Ursache-Wirkungs-Beziehungen--> experimenteller Versuchsplan/Design Korrelationshypothesen: Hypothesen über Zusammenhänge zwischen Merkmalen--> korrelativer Versuchsplan/Design Deskriptive/Beschreibende Hypothesen: Forschungsfragen bezüglich der Ausprägung einzelner Variablen-->Populationsbeschreibender Versuchsplan/Design
  • Beschreibe die Kernelemente des Experiments! 1) Kausalhypothese: Vermutung über den Einfluss einer Variablen auf eine andere Variable 2) Manipulation einer UV: es werden zwei(oder mehrere) Bedingungen aktiv hergestellt,die sich nur bezüglich einer Variablen unterscheiden diese Variable wird UV genannt 3) Randomisierung zu Kontrolle aller anderen Variablen: Jede Person(Untersuchungseinheit) wird per Zufall einer der Bedingungen zugewiesen 4)Beobachtung (Messung) einer AV und Vergleich der Gruppen die Ausprägung der interessierenden AV wird gemessen
  • Was sind Sätze und welche verschiedenen Sätze gibt es? Sätze: Aussagen über Sachverhalte Aufgabe von Wissenschaft:Aufstellen und Prüfen von Sätzen Analytische Sätze: über Wahrheit/Falschheit kann mit formal-logischen Argumenten entschieden werden "Wenn der Hahn kräht auf dem Mist ändert sich das Wetter oder es bleibt wie es ist"--->P->(Q&nichtQ): immer wahr(Tautologie) Synthetische Sätze: über Wahrheit/Falschheit kann nur mit empirischen Argumenten entschieden werden "wenn eine Person frustriert wird, reagiert sie aggressiv"
  • Was zeichnet die Psychologie als empirische Wissenschaft aus? Die Psychologie stellt (überwiegend) Synthetische Sätze auf zur Stützung dieser Sätze werden empirische Argumente verwendet Grundlage der Psychologie als empirische Wissenschaft ist daher die kontrollierte,systematische Beobachtung empirischer Sachverhalte
  • Was sind Methodologien? Wissenschaftstheoretisch begründete Methodologien formulieren Richtlinien, wie systematische und kontrollierte Beobachtungen eine möglichst fundierte Bewertung synthetischer Sätze erlauben
  • Was ist eine Theorie? deduktives System von Hypothesen:mehrere allgemeine Hypothesen durch grundlegendere Annahmen erklären möglichst viele empirische Befunde (bestätigte allgemeine Hypothesen) aus möglichst wenigen Grundannahmen(Axiome,Postulate) abzuleiten ermöglicht neuartige Vorhersagen über bislang nicht untersuchte Sachverhalte(um Theorie kritischen Test auszusetzen)
  • Was ist eine Hypothese? Erklärung einzelner beobachteter Sachverhalte synthetischer Satz Koditionalsatz(Wenn-dann oder je-desto-satz) kann sich als falsch oder korrekt erweisen Überprüfbar/falsifizierbar:Bezug auf empirisch untersuchbare Sachverhalte Allgemeingültig(All-Satz)
  • Beschreiben sie den Logischen Empirismus! "Objektive Beobachtungen" in Protokoll- oder Basissätzen Bi festgehalten aus Konjunktionen mehrerer Basissätze: logische Hypothese ableiten,(b1,b2,b3....bn)--->H Je häufiger Bi empirisch bestätigt wird--> desto fester Vertrauen in H theoretischen Begriffe müssen auf Beobachtungsbegriffe zurückführbar sein experimente-> Basissätze unter kontrollierten Bedingungen bereitstellen Vorgehen induktiv-->schließt von speziellen Beobachtungen auf allgemeines Gesetz
  • Was ist die Kritik am logischen Empirismus? 1) Es gibt keine "objektive", theoriefreie Beobachtung 2)Theoretische Begriffe sind mehr als nur Zusammenfassungen von Beobachtungen. Sie sollten Erklärungswert besitzen. 3)Das Induktionsprinzip ist unhaltbar logischer Schluss auf allgmeines Gesetz unmöglich geeignet zu Entdeckung neuer Theorien---> nicht zu deren Begründung/Prüfung
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  • Beschreiben sie den Kritischen Rationalismus! kritisch:Verifikation einer Theorie nicht möglich,stets Zweifel an Gültigkeit Rationalismus: Vorrang der Ratio.Theorie kommt zuerst Wissenschaft geht deduktiv vor: Theorie->Vorhersagen->Beobachtungen Theorie nie wahr/falsch, mehr oder weniger gut bewährt Deduktivistischer Ansatz: Falsifikationsprinzip aus Theorie Vorhersagen bezüglich beochbachtbarer Sachverhalte abgeleitet diese werden empirisch überprüft Falsifikation der Hypothese via "Modus Tollens"
  • Was sind die Probleme des deduktivistischen Ansatzes? 1) Die Theorie-Empirie-Überbrückung: Psychologische Variablen nicht direkt beobachtbar(latent) müssen operationalisiert werden Zusatzannahmen/Hilfshypothesen nötig 2) Statistische Irrtumswahrscheinlichkeit
  • Beschreiben sie den dogmatischen und methodologischen Falsifikationismus! Dogmatischer Falsifikationismus: streng falsifikationistisches Vorgehen empirische Daten als unfehlbare Basis empirische Falsifikation-> Beweis der Falschheit der Theorie Methodologischer Falsifikationismus: empirisch nicht bewährte Theorie u.U. wahr z.B. bei fehlerbehafteter empirischer Untersuchung Angesichts empirischer Validität und Basis einer Untersuchung Entscheidung treffen
  • Welche Regeln gelten bei der deduktivistischen Theorie hypothesentestender Untersuchungen? Regeln: Wähle SH,U,ES möglichst streng und fair Wähle SH so, dass eine Äquivalenzbeziehung zwischen PH&SH besteht( zumindest Implikationen) Wähle U& ES so, dass statistische Irrtumswahrscheinlichkeiten alpha und beta klein & möglichst kontrollierbar sind U=Untersuchung,ES= Entscheidungsstrategie, SH=Statistische Hypothese, PH=Psychologische Hypothese
  • Was sind INUS-Bedingungen? Ursache:"insufficient but necessary parts of an unnecessary but sufficient condition" Teil einer Menge, für sich nicht hinreichend(insufficient) als Bestandteil der Menge notwendig(necessary) Bedingungsmenge insgesamt nicht notwendig(unnecessary) aber hinreichend(sufficient) für Auftreten des zu erklärenden Sachverhalts Methodologische Implikationen: Vergleich von Bedingungskonstellationen, die sich nur in Hinblick auf das Vorhandensein der vermuteten Ursache unterscheiden Kontrolle aller anderen Faktoren Systematische Beobachtung aktive Manipulation der interessierenden Variablen
  • Was ist Validität? Gültigkeit,Wahrheit,Angemessenheit von Schlussfolgerungen abstrakt,nicht beobachtbar oder messbar mehr oder weniger stark gegeben(graduell) kann als Wahrscheinlichkeit einer konkreten Schlussfolgerung betrachtet werden
  • Welche verschiedenen Formen von Validität gibt es? Interne Validität: gibt der beobachtete Zusammenhang zw dern Variablen A(UV) und B(AV) den kausalen Zusammenhang A->B wieder? Externe Validität: ist Generalisierbartkeit gegeben wenn Stichprobe, Settings,Treatments,Messmethoden beliebig variiert werden? Konstruktvalidität: ist der Rückschluss aus den beobachteten(manifesten) Variablen auf das Konstrukt(latente) Variable gültig? Statistische Validität: werden statistische Methoden richtig angewandt& interpretiert?
  • Was ist interne Validität? Grundidee: Experimentelle Bedingungen gleichen sich vor der experimentellen Manipulation der Uv hinsichtlich aller Bedingungen dann müssen Unterschiede nach der Manipulation durch diese Manipulation hervorgerufen worden sein ist interne Validität gegeben, kann der beobachtete Effekt der UVn als kausal interpretiert werden interne Validität ist gegeben, wenn systematische Fehler völlig ausgeschlossen sind systematische Fehler:Konfundierung von Störvariablen mit UV alle potentiellen SVn müssen kontrolliert werden Kontrolle der SVn durch Konstanthaltung bzw. Sicherung der stochastischen Unabhängigkeit(Randomisierung)
  • Was ist externe Validität? Grundidee: wenn Stichprobe&Population bzgl. aller Eigenschaften gleich sind, können wir erwarten,dass das Stichprobenergebnis für die gesamte Population gilt   Untersuchung erlaubt Aussagen über die gesamte Population, wenn die in ihr realisierten Gegebenheiten repräsentativ sind Representativität kann durch Zufallsauswahl der Vpn, Randbedingungen,AVn etc. aus den jeweiligen Grundgesamtheiten erreicht werden
  • Was sind die Gefährdungen der internen Validität? THIS MESS  Testing History Instrumentation Statistical Regression Maturation Experimental Mortality Selection Selection-Maturation Interaction
  • Was versteht man unter Testing? Gefährdung der internen Validität Die Untersuchung selbst ist möglicherweise ein Treatment&hat somit Einfluss--> Untersuchung ist reaktiv Sensibilisierungseffekte, z.B. Durchführung von Persönlichkeitstests nicht jede Messung in diesem Sinne reaktiv--> unbemerkt/Unbeeinflussbar
  • Was sind Lösungsmöglichkeiten für das Testing? zeitlich ausreichender Abstand zwischen Vortest&Untersuchung  Effekt des Vortests untersuchen z.B. Versuchsplan, in dem nicht alle Gruppen einen Vortest machen(z.B. Solomon-Vier-Gruppen-Plan)
  • Was bezeichnet der Begriff History? Gefährdung der internen Validität Externe Ereignisse mit Einfluss auf die Probanden: z.B. Ereignis in den Nachrichten relevant bei Prä-Post-Designs (Zeit zw. Vor-&Nachtest) besonders relevant,wenn unterschiedliche Gruppen zu unterschiedlichen Zeitpunkten getestet wurden oder aus unterschiedlichen Gebieten stammen&unterschiedlichen lokalen Histories ausgesetzt sind
  • Was ist Instrumentation? Gefährdung der internen Validität Veränderung des Messinstruments über die Zeit: Reaktionszeittasten werden durch häufige Benutzung schneller Computer zur Datenerhebung wird wegen voller Festplatte, langer Daten langsamer bei Längsschnittstudien verändern sich Fragebogen oder die Bedeutung der Items im aktuellen Sprachgebrauch Personen sammeln Erfahrungen mit dem Messinstrument
  • Was ist mit Statistical Regression gemeint? Gefährdung der internen Validität Regression zur Mitte: bei Messwdh. liegen die Werte einer Gruppe mit extremen Merkmalsausprägungen in der zweiten Messung( oder einer korrelierten Messung) tendenziell näher am Mittelwert Grundlage: Extreme Fehler wiederholen sich in der Regel nicht Problem, wenn Gruppern aufgrund hoher oder niedriger Testwerte in Studie aufgenommen werden(z.B. Studie nur mit hoch belasteten Patienten)--> Quasi-Experiment Interpretation schwierig, wenn die Prä-Werte von Kontroll-&Experimentalgruppe sich signifikant unterscheiden Regressionseffekte wirken auch rückwärts und simultan (z.B. Messung anderer Variablen)
  • Was sind Lösungsansätze für das Problem der Statistical Regression? Falls die Untersuchung einer Extremgruppe ein wichtiges Ziel der Studie ist: möglichst große Stichprobe randomisierte Zuweisung auf die Treatmentbedingungen
  • Was ist Maturation? Gefährdung der internen Validität Reifung der Probanden durch psychische oder physische Veränderungen über die Zeit: Probanden werden älter,erfahrener,erwachsener etc. wichtig bei Prä-Post-Designs mit großem zeitlichen Abstand zwischen den Messzeitpunkten, bei Langzeitstudien aber auch kurzfristig (Ermüdung) z.B. bei Förderprogramm im Bildungsbereich Lösungsansätze: Alle Gruppen sollten gleiche Alterszusammensetzung haben, ähnlichen Umwelten ausgesetzt sein
  • Was versteht man unter Experimental Mortality? Gefährdung der internen Validität Systematischer Ausfall von Probanden(Attrition): Treatmentgrupper anstrengender->mehr Abbrecher nur "Geeigneten" halten durch (+ sind erfolgreicher) Probanden in KG nicht interessiert; unzufrieden, weil sie kein Treatment erhalten eventuell auch wirkliche Todesfälle Beispiele: Umfragen mit freiwilliger Teilnahme Internetstudien Problem kann nicht durch randomisierte Zuweisung zu Bedingungen behoben werden Lösungsansätze: gute Pflege&Motivation der KG Bedingungen bzgl. Ausfallursachen möglichst gleich halten
  • Was versteht man unter Selection? Gefährdung der internen Validität Probanden sind (zufällig oder absichtlich) systematisch derart auf die Bedingungen verteilt, dass unterschiedliche Ausgangswerte enstehen. Bsp.: Will jemand bei einer klinishen Untersuchung an einer Studie nicht teilnehmen, kommt er/sie u.U. in die KG--> Zusammenhang zwischen Bedingung und Motivation Besonders bei Quasiexperimenten problematisch--> keine zufällge Zuweisung zu den Bedingungen möglich
  • Beschreiben sie die Zusammenwirkung von Selection-Maturation. Maturation führt zu einer Verstärkung der durch Selection enstandenen Gefährdung falls Maturation in unterschiedlichen Gruppen zu unterschiedlichen Zeitpunkten beginnt kann es zu einem Zusammenwirken der Gefährdungen kommen--> Bezieher sind fähig-->Bezieher haben größere Verbesserungsgeschwindigkeit(Reifung)-->beides erhöht den Effekt des Stipendiums
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  • Was ist das allgemeine Problem bei den Gefährdungen der internen Validität? Das gleichzeitige Auftreten mehrerer der genannten Gefährdungen kann zu additiven&interaktiven Effekten führen.
  • Was ist die zeitliche Reihenfolge? Gefährdung der internen Validität Klarheit der zeitlichen Reihenfolge: Welches Merkmal tritt zuerst auf?: interne Validität gefährdet,wenn zeitliche Reihenfolge(&damit der kausale Zusammenhang) nicht eindeutig festgelegt werden kann
  • Welche Aspekte der statistischen Validität unterscheidet man? 1)Signifikanztestvalidität: gestört durch alle Faktoren, die die Fehlerwahrscheinlichkeit erhöhen(Stichprobenumfang, Präzision, Voraussetzungen) 2)Hypothesenvalidität: gestört, wenn SH&Testverfahren für ihre Prüfung nicht zur PH passen 3)Entscheidungsvalidität: gestört durch falsche Interpretation statistischer Ergebnisse (Teststärke,Effektgröße,Fehlerkummulierung) Eine konkrete Gefährdung beeinträchtigt oft mehrere Aspekte der statistischen Validität
  • Was sind Gefährdungen der statistischen Validität? Auswahl: geringe Teststärke(power) Verletzung der Voraussetzungen der statistischen Verfahren Messung nicht reliabel restriction of range Treatment nicht reliabel implementiert Einfluss von Störvariablen ungenaue Bestimmung der Effektgrößen "Fischen" nach Signifikanzen
  • Was sind Methoden zur Erhöhung der Teststärke? matching, statistische Paarbildung Erhebung von Kovariaten Erhöhung der Stichprobengröße gleiche Zellenbesetzung Verbesserung der Messung  stärkeres Treatment mehr Treatmentvariabilität Messwiederholungsdesigns Einsatz teststarker statistischer Verfahren
  • Was sind Störvariablen? Störvariablen sind alle Variablen ( außer der interessierdenen UV), die potentiell einen Einfluss auf die AV haben könnten. --> Besonders problematisch,wenn mit der UV assoziiert(konfundiert):Effekt ist u.U. nicht auf die UV zurückzuführen, sondern auf eine nicht-kontrollierte SV, die systematische mit der Uv variiert
  • Was versteht man unter systematischen Störvariablen? Eine Störvariable ist systematisch,wenn sie mit der UV kovariiert können fälschlicherweise einen Effekt der UV auf die AV suggerieren können einen tatsächlich vorhandenen Effekt verschleiern --> Konsequenz systematischer Störvariablen:Falsche Schlussfolgerungen hinsichtlich des Effekts der UV auf die AV sind möglich, wenn SV nicht berücksichtigt wird 
  • Was sind unsystematische Störvariablen? Eine Störvariable ist unsystematisch, wenn sie nicht mit der UV kovariiert können systematische Effekte der UV durch hohe Fehlervarianz überdecken können das Auftreten von Effekten nicht erklären gibt es in jeder Untersuchung; vergrößern die Varianz in der AV/in der Messung --> Konsequenz: Wenn kein Effekt gefunden wird, kann dies an der erhöhten Fehlervarianz liegen. Wenn ein Effekt beobachtet wird, kann die unsystematische SV nicht dafür verntwortlich sein
  • Welche zwei Ziele gibt es bei der Kontrolle von Störvariablen? Kontrolle systematischer Fehler/Störvariablen-->erhöht interne Validität Reduktion unsystematischer/zufälliger Fehler/Störvariablen--> erhöht Präzision/statistische Validität
  • Welche Quellen von Störvariablen kann es geben? Teilnehmer Versuchsleiter Situation Reihenfolge/Messwdh.
  • Was ist die Randomisierung? Die Zufällige Zuweisung der Untersuchungseinheiten zu Bedingungen/Gruppen Technik zur Kontrolle in der Person liegender, unveränderlicher Störvariablen vorhandene Störvariablen werden nach Zufall auf die gruppen verteilt Ergebnis der Randomisierung: SVn sind nicht mit Bedingungszugehörigkeit konfundiert Bedingungen/Gruppen sind bzgl. aller Variablen gleich Definition Experiment: wenn bzgl. einer UV randomisiert wird, dann ist die Untersuchung bzgl. dieser UV ein Experiment
  • Was ist der Unterschied zwischen Randomisierung und einer Zufallsstichprobe? Zufallsstichprobe:zufällige Auswahl aus der Population Jeder hat die gleiche Chance ausgewählt zu werden erhöht Ähnlichkeit von Stichprobe und Population "Generalisierbarkeit" Randomisierung:zufällige Zuweisung bereits ausgewählter Probanden zu Bedingungen/Gruppen Jeder hat die gleiche Chance in jede Bedingung zu gelangen erhöht die Ähnlichkeit der verglichenen Bedingungen/Gruppen interne Validität
  • Welche Varianten der Randomisierung gibt es? Einfache Randomisierung Mit vs. Ohne Zurücklegen Blockrandomisierung Blockrandomisierung mit ungleichen Gruppengrößen Adaptive Randomisierung 
  • Beschreiben sie die einfache Randomisierung (mit Zurücklegen) Beispiel: Experiment mit zwei Bedingungen: Eine Stichprobe(50); unterschiedliche Vorkenntnisse zwei Bedingungen/Gruppen: EG,KG Randomisierung:zufällige Zuweisung Münzwurf Würfel computergenerierte Zufallszahlen --> keine systematische Häufung von SVn -->mögliche Porbleme:ungleiche Gruppen
  • Beschreiben sie die einfache Randomisierung mit oder ohne Zurücklegen Beispiel: Experiment mit zwei Bedingungen: eine Stichprobe (50Vp); unterschieldiche Vorkenntnisse 2 gleich große Bedingungen:EG&KG Randomisierung mit Zurücklegen: Vpn ziehen Losnummer aus einem Topf mit zwei Losen(EG&KG); anschließend wird Losnummer zurück in den Topf gelegt alle Vpn haben gleiche Wahrscheinlichkeit , jeder der Bedingungen zugeordnet zu werden; kann zu ungleichen Gruppengrößen führen Randomisierung ohne Zurücklegen: Vpn ziehen Losnummer aus einem Topf, der für jede Vp ein Los enthält; das Los wird nicht zurückgelegt Zuordnungswahrscheinlichkeiten unterscheiden sich zwischen Vpn;führt zu gleich großen Gruppengrößen
  • Was ist die Blockrandomisierung? Beispiel: Experiment mit zwei Bedingungen: eine Stichrpobe(50Vpn); unterschiedliche Vorkenntnisse Zwei Bedingungen/Gruppen --> Randomisierung so, dass innerhalb eines Blocks die Anzahl der Personen in jeder Gruppe festgelegt ist z.B. Randomisierung in 10er Blöcken:in jedem Block 5 Personen ( 5->KG;5->EG) Vor-&Nachteile: gleich große Versuchsgruppen; reduziert zeitgebundene SVn Zuordnungswahrscheinlichkeiten unterschiedlich zwischen Vpn
  • Beschreiben sie die Blockrandomisierung mit unterschiedlichen Gruppengrößen. Zuordnung:80%->KG;20%->EG --> Blockrandomisierung auch möglich bei Gruppen mit unterschiedlichen Größen z.B. Randomisierung in 10er Blöcken: in jedem Block 8-->KG;2-->EG
  • Was ist die adaptive Randomisierung? Die Änderung der Zuordnungswahrscheinlichkeiten im Laufe der Studie: kann zum Einsatz kommen, falls die anfängliche Randomisierung zu ungleichen Gruppengrößen führt Versuch, im Verlauf der Studie dem Unterschied zwischen den Gruppen entgegenzuwirken Vorteil: Vergleichbare Gruppengrößen bei Beendigung der Studie Nachteil: Validitätsgefährdung(Gruppen sind von der Eingangsreihenfolge her unterschiedlich zusammengesetzt)
  • Beschreiben sie die Parallelisierung(Matching) und nennen sie ihre Voraussetzungen. Vergleichbarkeit der Gruppen bzgl. einer bekannten Störvariablen herstellen --> bei kleinen Stichproben zuverlässiger,als Randomisierung:aber nur bezüglich EINER Störvariablen SV bei allen Teilnehmer des Experiments erfassen Rangreihe bzgl. der Svn bilden jeweils benachbarte Rangplätze werden per Zufall auf die Bedingungen aufgeteilt Voraussetzungen: reliable& valide Messbarkeit der zu kontrollierenden SV Verfügbarkeit der gesamten Stichprobe zur Erfassung der SV vor der eigentlichen Untersuchung Theoretische und/oder empirische Begründung der Bedeutsamkeit der SV
  • Beschreiben sie die Standardisierung, Automatisierung und das Versuchsleiter Training Versuchsablauf standardisieren: Präzises und detailliertes Ablaufprotokoll erstellen Systematische&unsystematische Störeinflüsse reduzieren, die durch Unterschiede im Ablauf enstehen können(z.B. unterschieldiche Erläuterungen/Instruktionen des VL) Versuchsablauf automatisieren: Ersetzen des VL durch z.B: Computer Standardisierung Elimintation Versuchsleiter(z.B. VL-Erwartungen, Ungenauigkeiten) Versuchsleiter trainieren: Einüben des Ablaufs (idealerweise anhand Ablaufprotokolls) systematische&unsystematische Störeinflüsse reduzieren, die durch die fehlerhafte Durchführung des Versuchs entstehen können