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文檔簡介
1、杭州師范大學 傅亞強高級統(tǒng)計與SPSS應用傅亞強fuyaqiang1262013年2月前 言 l In the history of every civilization, ideas have proven to be more durable than data (Randall, 1926)蘭德爾,J.H.,美國自然主義哲學家,1899-1982。.l It may be true that without great ideas, there are no great data (Butterfield, 1968), because ideas are what make data
2、meaningful.一、學習本課程的要件1、要有耐心:充分理解課程的復雜性和冗長性,仔細閱讀相關書籍;2、要將學習的重點放到:各種統(tǒng)計方法的應用條件(策略性知識-什么數據 什么時候用什么方法);3、要將課程學習和自己的課題研究結合起來:只在實際應用中,才能真正領會統(tǒng)計方法與研究方法的內在意義;4、要充分閱讀各種參考書;5、要在討論中發(fā)現問題、解決問題。二、本課程的主要內容簡介表1-1 課程框架章次內 容一高級統(tǒng)計之基本概念二數據的初步整理三假設檢驗與非參數數檢驗四回歸分析五因素分析六結構方程模型七認知與實驗心理學數據分析八教育心理學數據分析 九心理健康數據分析 十社會心理學數據分析十一神經認
3、知心理學數據分析三、課程學習總目標1、準確掌握各種統(tǒng)計方法的應用條件2、熟練掌握SPSS的各項統(tǒng)計功能,以及數據的分析Excel 3、能將上述知識應用到科研實踐中去四、心理學研究的特征1. 隨機性:沒有一個人能兩次跨進同一條河。多次測量 大樣本2. 模糊性:短時記憶容量有限;超長兒童比較自信。3. 條件性:早期經驗對兒童發(fā)展的影響,不會單獨起作用。4. 邏輯性:找到現象或特征之間有意義的本質的內在聯系。如壓力、期望、能力、自我評價和焦慮之間的關系。(離散變量 連續(xù)變量)5. 交互性:影響人的行為的因素是十分復雜的,一種因素在影響人的行為時,這種影響力會受到其它因素的影響。變量之間的關系要考慮清
4、楚 6. 復雜性:排除其它解釋的高難度性質。多指標考核,控制好額外變量(1)比較A、B、C、D4種飛機降落顯示格式的使用效率。(Ponomarenko, 1998; Bedny, 2004)圖1-1 戰(zhàn)斗機座艙下視顯示畫面(2)最初的幾次試驗中,A最優(yōu),BCD較差(3)但是后面的試驗中,BCD的成績顯著上升,而A的成績保持最初水平(4)研究者下結論,A界面不可接受(5)被試訪談中出現意外,他們認為A最好用,BCD使用起來比較困難,但他們認為這項研究的目的在于考察他們在困難任務中的飛行能力。而且他們認為BDC最難,只有BCD才能顯示他的能力,所以在后面的試驗中,他們努力在BCD條件下準確完成任務
5、。(6)如果以作業(yè)績效為指標,A可能比不過BCD,但是以心理負荷為指標,A就會顯示出優(yōu)勢。(避免自變量發(fā)生混淆 可以將實驗順序打亂 作業(yè)績效 過程指標 添加生理指標)第一講 高級心理統(tǒng)計學的基本概念一、變量1、變量:指在數量上或質量上可變的事物的屬性。2、變量的水平:變量的取值。3、實驗中的幾種變量² 自變量:實驗者所操縱的,對被試反應產生影響的變量、原因。² 因變量:由操縱自變量而引起的被試者的某種特定反應。² 相關變量:凡是對因變量產生的影響的變量。² 額外變量:某一實驗中不用于研究的那些相關變量。4、變量的隨機性5、中介變量(分析中介變量 邏輯分析
6、過程 中介變量往往是引發(fā)事情的原因)考慮自變量X對因變量Y的影響,如果X通過影響變量M來影響Y,則稱M為中介變量。圖1-2 中介變量兩例【討論】l 性別和網絡成癮之間是什么中介變量呢?忽視自變量與因變量間潛在變量的影響,可能會扭曲自變量和因變量的關系??紤]一個學會感判斷 ( judgment of learning,JOL) 的準確性和學習成績關系的例子。一般認為元認知監(jiān)控對學習者的學習具有重要作用,然而很多研究卻發(fā)現,JOL 的準確性與學習成績間的關系并不是想象的那么直接明朗,甚至得出了相反的結論,為什么會如此?K. W. Thiede(2003) 在對以往研究進行分析與梳理的基礎上,通過實
7、證研究解答了這一疑問:以往研究之所以不能確切描述 JOL 準確性和學業(yè)成績關系的原因是因為以往研究沒有檢視學習者的自我調控學習行為在 JOL 準確性和學習效果間的作用,也即忽視了一個重要的潛在變量。(陳啟山, 2006, <心理學研究中應用統(tǒng)計方法應注意的幾個問題>)二、心理學研究數據的性質從數學的角度來研究社會和自然現象可以把這些現象分為以下三類:(科學研究的三種)(1)確定現象:事前可預言的現象,即在準確地重復某些條件下,它的結果總是肯定的。如:在一個標準大氣壓下給水加熱到100便會沸騰。比如質量守恒定律、牛頓定律反映就是這類現象。研究這類現象的數學工具有數學分析、幾何、代數、
8、微分方程等。(2)隨機現象:事前不可預言的現象,即在相同條件下重復進行試驗,每次結果未必相同,或知道事物過去的狀況,但未來的發(fā)展卻不能完全肯定。如:以同樣的方式拋置硬幣卻可能出現正面向上也可能出現反面向上;走到某十字路口時,可能正好是紅燈,也可能正好是綠燈。研究這類現象的數學工具是概率論和統(tǒng)計。(3)模糊現象:事物本身的含義不確定的現象。如:“情緒穩(wěn)定”與“情緒不穩(wěn)定”,“健康”與“不健康”,“年青”與“年老”。研究這類現象的數學工具是模糊數學。確定性現象與隨機現象的共同特點是事物本身的含義確定;隨機現象與模糊現象的共同特點是不確定性,隨機現象中是指事件的結果不確定,而模糊現象中是指事物本身的
9、定義不確定。概率論與統(tǒng)計學將數學的應用從必然現象擴大到隨機現象的領域,模糊數學則將數學的應用范圍從清晰確定擴大到模糊現象的領域??陀^世界作用于事物各個個體的因素分為基本因素和次要因素兩類,基本因素決定事物的必然規(guī)律,次要因素使事物呈現統(tǒng)計規(guī)律。人們所能認識而且能夠控制的因素是基本因素,而大量的次要因素未能為人們所認識或未能被人們所控制,但只要存在次要因素的影響,就必然會有所表現。比如發(fā)射炮彈,其基本因素也 是人們所能控制的是它的初始條件-初速、發(fā)射角等,這些可以通過彈道方程(必然規(guī)律)計算出炮彈的落地點,但炮彈在飛行過程中會受到空氣的阻力-風速、風向、空氣的濕度、溫度等的影響,它們使得炮彈不能
10、落在它的準確的目的地。科學研究的目的,就是要發(fā)現反映事物本質的客觀規(guī)律,即排除偶然性的掩蓋與干擾,為此必須首先認識偶然性。于是統(tǒng)計學應運而生,統(tǒng)計學不是直接研究事物本質的必然規(guī)律,而是通過隨機現象來發(fā)現事物的統(tǒng)計規(guī)律,并把它應用于對客觀規(guī)律的認識和把握?!居懻摗縧 心理學研究中遇到的變量是確定的、隨機的,還是模糊的?l 為什么心理學中的現象可以用概率統(tǒng)計方法進行分析?實驗中一般會給變量及結果(水平)下操作定義l 為了更接近隨機數據的要求,心理學研究在采集數據時應特別注意哪些關鍵點?操作定義 信效度 實驗變量的操縱 實驗數據是否符合或接近某種概率分布l 心理學研究同其他學科一樣,都是為了建立現象
11、間的因果關系,那么統(tǒng)計結論在因果關系構建中的作用是怎樣的?即如何看待統(tǒng)計結果在構建因果關系中的作用?作用微弱(無法直接驗證因果關系 提供證據) 額外變量的控制效果 自變量的操縱是否合理 因變量的測量是否合理三、量化研究設計的比較1、主要目的調查法相關法實驗法由樣本推論總體對于總體的描述與解釋探討變量間關系建立系統(tǒng)知識探討因果關系建立系統(tǒng)知識2、樣本特性調查法相關法實驗法大樣本總體代表性中型樣本分層抽樣小樣本隨機樣本、隨機分配3、研究工具調查法相關法實驗法結構化問卷標準化測驗或量表實驗設備與軟件4、研究程序調查法相關法實驗法抽樣與調查抽樣理論測驗理論與技術測驗編制與實施實驗設計實驗操縱5、測量尺
12、度調查法相關法實驗法類別變量為主連續(xù)變量為主類別自變量連續(xù)因變量6、統(tǒng)計分析調查法相關法實驗法次數分布卡方檢驗非參數統(tǒng)計相關分析回歸分析因素分析平均數差異檢驗方差分析協方差分析四、統(tǒng)計學的基本概念(一)隨機變量與誤差1、隨機:事件發(fā)生的結果不可預知2、機率:事件發(fā)生的可能程度3、誤差:測量結果與變量的真值之間、數學函數與測量結果之間均存在一定的差異。4、統(tǒng)計模型的目的不在消除或減少誤差,而是希望對誤差函數的行為有所了解,即盡可能地去解釋誤差發(fā)生的原因。(二)數據的種類1、點計數據:如人數,班級數,男女數等。2、度量數據:借助于一定的測量工具或一定的測量標準而獲得的。(1)比率數據:有絕對零點和
13、等距單位,如身高、體重,反應時,感覺閾值等,差、倍數有意義。(從零點定義的角度來理解)(2)等距數據:有等距單位,但無絕對零點,如溫度,各種能力測驗分數等,倍數無意義,只有差數才有意義。(3)順序數據:既無相等單位,也無絕對零點,如評定等級,喜愛等級,品質等級等,成績名次等。3、稱名數據:反映事物在組別、種類上的不同。不說明事物之間的數量差異,中按事物的性質不同,將被觀測事物加以劃分。如:令男為1、女為0;令實驗組為1,控制組為2。表1-2 稱名變量數學成績7289809187組別10100【討論】l 常用的統(tǒng)計方法與數據測量水平是否匹配?(三)總體、樣本和個體1、總體:具有某種特性的一類研究
14、對象的全體。2、個體:構成總體的每一個基本元素。個體不一定是人或物,也可指心理活動,即指某種實驗條件下的某一反應,或指每一個實驗結果、每一個實驗數據等,例如反應時間、推理能力、學習方法等。故又稱為隨機事件或樣本點,相應地,總體又稱為樣本空間。3、樣本:從總體中抽取的作為觀察對象的一部分個體。總體的性質是由組成總體的各個體的性質而定,所以要了解總體的性質,必須對每一個個體進行觀測,這是最好的辦法,但是實際上這是做不到的,也沒必要做到。在心理研究及應用中,一般通過對樣本的觀察測量來達到對總體進行研究的目的。4、樣本容量:樣本中所包含的個體數目,用N或n表示。樣本越大,越能代表總體,因此,樣本容量不
15、同,統(tǒng)計方法也不一樣。5、有限總體和無限總體??傮w本身的大小,有限還是無限,這要依據所研究的問題的推理范圍而定,同時總體與樣本也可以互相轉換變化?!居懻摗縧 抽樣調查中得到的樣本常常是有偏樣本和小樣本,是否有問題?l 如何減少這些問題對因果推論的負面影響?l 中心極限定理對取樣的啟示。利用樣本統(tǒng)計量對總體參數進行估計時的誤差主要是偏差 (bias) 和變異 (variability) ??梢圆捎靡韵率侄我詼p少這些誤差: (1) 盡量使用隨機樣本。說來非常簡單, 但在現實世界中, 簡單隨機樣本一點也不簡單;(2) 樣本要足夠大。抽樣調查的取樣缺陷是任何統(tǒng)計方法也無法事后彌補的,所以,在面對調查結
16、果及相信它之前應該思考以下幾個問題:(1) 誰做的調查?(2) 調查的總體是什么? (3) 樣本是怎樣選取的? (4)樣本有多大? (5) 用什么方式聯絡被試獲得的數據? (6) 調查的回應率是多少?七、統(tǒng)計方法選擇的基本依據1、研究目的(1)描述性課題:描述統(tǒng)計,因素分析,聚類分析(2)因素型實驗:總體平均數差異檢驗,方差分析,非參數檢驗(3)函數型實驗:相關分析,回歸分析,路徑分析(4)減少數據維度:因素分析(5)被試或樣品分類:聚類分析,判別分析2、數據的測量層次(1)計數數據:百分比,列聯相關,2檢驗(2)等級數據:中數,百分位數,等級相關,非參數檢驗(3)等距變量:算術平均數,標準差,積差相關,t檢驗,Z檢驗,F檢驗,方差分析,回歸分析3、概率分布類型圖1-3 數據分布(1)正態(tài)分布:參數方差分析,回歸分析,因素分析(2)非正態(tài)分布:非參數分析4、研究設計(1)樣本數目l 小樣本(N<30):非參數檢驗l 大樣本(N>30):參數檢驗(2)自變量水平的
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