Transcript File
STATISTIEK 2 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse met herhaalde metingen hoofdstuk 8 VANDAAG Variantieanalyse bij herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA De motivatie van 17 voetbalspeelsters wordt gemeten op drie momenten in het voetbalseizoen. We willen nagaan of de motivatie eerder stijgt dan wel daalt door de strenge behandeling door de coach. 3 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen type AV? aantal OV? type OV? niet in dit boek hoeveel populaties? categorieën afhankelijk? parametrisch non-parametrisch one sample t-test / z-test chi-square goodness of fit onafh. independent t-test / z-test Rank-sum afh. dependent t-test Signed-ranks onafh. one way ANOVA Kruskal-Wallis afh. repeated measures ANOVA Friedman’s ANOVA Pearson correlation Spearman correlation 1 nominaal 2 1 >2 interval/ ordinaal interval/ ordinaal nominaal >1 nominaal 1 onafh. n-way ANOVA afh. repeated measures ANOVA gemengd mixed design ANOVA interval multiple regression gemengd multiple regression 1 onafh. chi-square goodness of fit ≥2 onafh. Pearson chi-square nominaal/ ordinaal HERHAALDE METINGEN ANOVA 1. Toetsingssituatie Is er een verschil in gemiddelde tussen metingen 1, 2, 3, … van variabele Y? of Is er een effect van variabele X (metingen 1, 2, 3,..) op variabele Y? en: Indien er een effect is, tussen welke metingen is er een verschil? (= post hoc toetsing) 5 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 2. Voorwaarden • AV is gemeten op intervalniveau • scores van AV zijn in elke populatie normaal verdeeld of aantal deelnemers is in elke steekproef groter dan 30 • OV wordt als nominaal beschouwd (ook al is OV soms ordinaal) • afhankelijke steekproeven • voldaan aan sfericiteits-eis 6 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA Sfericiteit? Varianties van verschilscores moeten ongeveer gelijk zijn aan elkaar: Meting 1 Meting 2 Meting 3 Verschil Verschil Verschil 1-3 2-3 1 8 12 14 -4 -6 -2 2 12 16 22 -4 -10 -6 3 46 32 38 14 8 -6 4 41 35 45 6 -4 -10 5 12 29 20 -17 -8 9 6 16 24 30 -8 -14 -6 7 53 35 52 18 1 -17 8 45 42 49 3 -4 -7 9 21 28 35 -7 -14 -7 10 26 31 39 -5 -13 -8 Variantie 113.6 49.82 42.67 Mauchly’s test + eventuele correctie 7 1-2 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 3. Hypothesen H0: alle populatiegemiddelden zijn aan elkaar gelijk: H1: minstens twee populatiegemiddelden zijn niet gelijk aan elkaar tweezijdig H0 : μ1 = μ2 = … = μ j H1: μi ≠ μj voor minstens 1 paar van i en j Dus H1 is NIET µa ≠ µb ≠ µc ≠… ≠ µj 8 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 4. Prinicipe Opnieuw vergelijken van effectvariantie met foutenvariantie, maar nu zit de effectvariantie in de within groups variantie! 9 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 10 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 11 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 5. Beslissingsregels a. Overschrijdingskansen (niet in tabel) Is P (F) ≤ α ? ja, verwerp H0 neen, verwerp H0 niet Vb. P (F = 7.13) = 0.0037 voor dfm = 2 , dferror= 24 P (= 0.0037) < 0.05 dus H0 verwerpen 12 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 5. Beslissingsregels b. kritieke waarden Is F ≥ kritieke F waarde bij dfteller = dfm = k – 1 dfnoemer = dferror = dfw - dfm ja, verwerp H0 neen, verwerp H0 niet kritieke F waarde df b = 2 , df w= 24 bij alpha = 0.05 = 3.4 (zie tabel) F (7.13) > Fkritiek (3.4) dus H0 verwerpen 13 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA Tests of Within-Subjects Effects Measure: motivatie Source moment Type III Sum of Squares Mean Square F Sig. Partial Eta Squared Sphericity Assumed 426,303 2 213,152 5,271 ,009 ,201 Greenhouse-Geisser 426,303 1,692 251,939 5,271 ,013 ,201 Huynh-Feldt 426,303 1,824 233,663 5,271 ,011 ,201 Lower-bound 426,303 1,000 426,303 5,271 ,032 ,201 1698,364 42 40,437 Greenhouse-Geisser 1698,364 35,534 47,796 Huynh-Feldt 1698,364 38,313 44,329 Lower-bound 1698,364 21,000 80,874 Error(moment) Sphericity Assumed 14 df Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA Wanneer H0 verworpen is weten we dat minstens 2 metingen verschillen mbt. hun gemiddelde -> welke metingen? = post-hoc toetsing Zelfde probleem als bij one-way ANOVA voor herhaalde toetsen, dus opnieuw corrigeren voor verhoogde kans op Type 1-fout. >> Bonferroni correctie (wanneer we drie groepen vergelijken, alleen besluiten dat er een significant verschil is als P ≤ 0.05/3) 15 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA Pairwise Comparisons Measure: motivatie (I) moment (J) moment Mean Difference (I-J) Std. Error Sig.b 95% Confidence Interval for Differenceb Lower Bound 1 2 3 Upper Bound 2 2,455 2,175 ,815 -3,203 8,112 3 6,182* 2,038 ,019 ,880 11,484 1 -2,455 2,175 ,815 -8,112 3,203 3 3,727 1,464 ,056 -,081 7,536 1 -6,182* 2,038 ,019 -11,484 -,880 2 -3,727 1,464 ,056 -7,536 ,081 Based on estimated marginal means *. The mean difference is significant at the ,05 level. b. Adjustment for multiple comparisons: Bonferroni. • • • 16 SPSS output houdt al rekening met deze correctie; dus de P waarden zijn al gecorrigeerd. Als P ≤ 0.05 dan is er een significant verschil tussen beide groepen vb. enkel significant verschil ts. Groep 1-3 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA Voorbeeld ANOVA in SPSS: motivatie van voetbalspeelsters op drie meetmomenten Aandacht voor correcte invoer van data! 17 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 6. Effectgrootte Partial Eta squared: η² • interpreteerbaar zoals r • te berekenen met SPSS Via ANOVA-dialoogbox > options > estimates of effect size aanvinken 18 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen HERHAALDE METINGEN ANOVA 7. Rapportering Om na te gaan of de coachingmethode een effect heeft op de motivatie van de speelsters werd een repeated measures ANOVA uitgevoerd. Hieruit bleek dat er een significant effect van meetmoment op de motivatie was, F(2, 42) = 5.27, p = .009, η² = .201 . In het begin van het voetbalseizoen was de motivatie van de speelsters hoger (M = 47.64, SD = 6.81) dan op het einde van het seizoen (M = 41.45, SD = 5.40, p = .019). Ook vlak na de winterstop was de motivatie van de speelsters hoger (M = 45.18, SD = 5.15) dan op het einde van het seizoen, maar dit verschil benaderde slechts significantie, p = .056. 19 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA 1. Toetsingssituatie Is er een verschil in gemiddelde tussen metingen 1, 2, 3, … van variabele Y? >> zelfde situatie als herhaalde metingen-variantieanalyse. 2. Voorwaarden AV is niet normaal verdeeld en/of AV is van ordinaal meetniveau Evaluatie van de coach in onderzoek van Evelien: “Op een schaal van 1 tot 10, hoe sterk wens je de coach op dit moment enkele bijzonder pijnlijke eksterogen toe?” 20 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen type AV? aantal OV? type OV? niet in dit boek hoeveel populaties? categorieën afhankelijk? parametrisch non-parametrisch one sample t-test / z-test chi-square goodness of fit onafh. independent t-test / z-test Rank-sum afh. dependent t-test Signed-ranks onafh. one way ANOVA Kruskal-Wallis afh. repeated measures ANOVA Friedman’s ANOVA Pearson correlation Spearman correlation 1 nominaal 2 1 >2 interval/ ordinaal interval/ ordinaal nominaal >1 nominaal 1 onafh. n-way ANOVA afh. repeated measures ANOVA gemengd mixed design ANOVA interval multiple regression gemengd multiple regression 1 onafh. chi-square goodness of fit ≥2 onafh. Pearson chi-square nominaal/ ordinaal FRIEDMAN’S ANOVA 3. Hypothesen H0: θ1 = θ2 = … = θk H1: θi ≠ θj voor minstens 1 paar van i en j bij k niveaus van de OV 4. Toetsingsgrootheid Gebaseerd op rangordening zoals bij Mann-Whitney, grootheid = H >> analyze > non-parametric > legacy dialogs > k independent samples (zie boek 7.3.4) 22 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA 4. Toetsingsgrootheid Rangordening zoals bij Kruskal-Wallis, maar ordenen per deelnemer ipv groep speelster 1 2 3 4 5 moment 1 moment 2 moment 3 moment 1 moment 2 moment 3 4 5 2 3 5 5 6 4 7 5 4 6 6 7 5 1.5 1 1 1 2 6.5 3 2.5 2 2.5 2 12 1.5 2.5 3 2.5 2 11.5 Ri R = de rangensom voor moment/conditie i N = totale steekproefgrootte k = aantal meetmomenten/condities 23 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA 5. Beslissingsregel a. Is de gerapporteerde overschrijdingskans in SPSS kleiner dan α ? ja > verwerp H0 nee > verwerp H0 niet b. Is Fr groter dan de kritieke X²-waarde? (df = k – 1) ja > verwerp H0 nee > verwerp H0 niet Is er een effect? post-hoc toetsen met meerdere Wilcoxon Signed-Rank toetsen. Gebruik zo weinig mogelijk toetsen en hanteer Bonferronicorrectie: α / aantal tests. 24 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA Demo Friedman’s ANOVA: evaluatie van de coach OV : meetmoment in het seizoen AV: haatgevoelens t.o.v. de coach 25 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA 6. Effectgrootte Geen effectgrootte voor Friedman’s toets Wel effectgrootte voor eventuele Wilcoxon Signed-rank toetsen (zie H6) 26 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen FRIEDMAN’S ANOVA 7. Rapportering Friedman’s ANOVA werd uitgevoerd om het effect van de coachingmethode op de haatgevoelens tegenover de coach na te gaan. Dit effect bleek inderdaad significant, F = 18.87, p < .001. Bijkomend werden paarsgewijze Wilcoxon signed-rank toetsen uitgevoerd om de metingen bij de start van het seizoen (mean rank = 1.34), vlak na de winterstop (mean rank = 2.23) en op het einde van het seizoen (mean rank = 2.43) onderling te vergelijken. Hierbij werd een gecorrigeerd significantieniveau van α = .017 gehanteerd. Uit deze post hoc toetsen bleken significante verschillen tussen de haatgevoelens bij de start van het seizoen en vlak na de winterstop (z = 3.47, p < .001, r = -.52) alsook tussen de haatgevoelens bij de start van het seizoen en op het einde van het seizoen (z = -3.42, p < .001, r = -.51). Er was geen significant verschil tussen de haatgevoelens vlak na de winterstop en op het einde van het seizoen (z = 1.58, p = .11, r = -.24). 27 Hoofdstuk 8: Variantieanalyse herhaalde metingen