Statistik für die Erziehungswissenschaft

1. Statistik für die Erziehungswissenschaft Lösungen zu allen Übungsteilen Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

2. Kapitel 1 - Lösungen I • Was steht am Anfang jedes Forschungsprojektes?Problemwahl, Forschungsfrage • Was ist empirische Sozialforschung?Systematische (= nach Regeln) Erfassung und Deutung sozialer Tatbestände (= beobachtbares, menschliches Verhalten, von Menschen geschaffene Gegenstände sowie durch Sprache vermittelte Meinungen, Informationen über Erfahrungen, Einstellungen, Werturteile, Absichten u.a.m.)empirisch = erfahrungsgemäß, bzw. theoretisch formulierte Annahmen, die an spezifischen Wirklichkeiten überprüft werden. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

3. Kapitel 1 - Lösungen II • Für welche Form der Definition gilt die folgende Aussage: „Solche Definitionen können weder wahr noch falsch sein.“  a) Nominaldefinition b) Realdefinition • Was ist eine Hypothese? a) eine Behauptung, die sich auf subjektiver Erfahrung begründet b) eine allgemeine Aussagen über Zusammenhänge zweier Variablen  c) eine wissenschaftliche Aussagen mit Anspruch auf Richtigkeit Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

4. Kapitel 1 - Lösungen III • Erläutern sie den Unterschied zwischen einer unabhängigen und einer abhängigen VariableEine unabhängige Variable kann im Design der Forschungsfrage durch den Versuchsleiter beeinflusst werden. Die abhängige Variable wird in Abhängigkeit von der unabhängigen Variable untersucht und mit dieser in Zusammenhang gebracht. • In einem Experiment wird untersucht, inwiefern sich überhöhter Kaffeegenuss auf die Nervosität auswirkt. Was ist in diesem Setting die unabhängige, was die abhängige Variable?Unabhängige Variable: KaffeegenussAbhängige Variable: Nervosität Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

5. Kapitel 1 - Lösungen IV • Was bedeutet „Falsifikationsprinzip“? a) Aussagen werden überprüft und bewahrheitet.b) Aussagen werden überprüft und gegebenenfalls widerlegt, können aber nicht bewahrheitet werden.  c) Aussagen werden überprüft und unabhängig von dem Ergebnis als wahr angenommen. • Bringen Sie die Schritte des Forschungsprozesses in die richtige Reihenfolge.A) AnalysephaseB) DefinitionsphaseC) Disseminationsphase D) DurchführungsphaseReihenfolge:___B D A C_____________________________ Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

6. Kapitel 2 - Lösungen I • Nennen Sie mindestens drei verschiedene Forschungsdesigns.QuerschnittuntersuchungenLängsschnittuntersuchungenprospektive / retrospektive Studienexperimentelle UntersuchungenQuasiexperimentelle Untersuchungen • Wie viele Messzeitpunkte hat eine Längsschnittstudie mindestens?Sie muss mindestens zwei Messzeitpunkte haben. • Was ist der Unterschied zwischen einer Panelstudie und einer Trendanalyse und was ihre Gemeinsamkeit?Eine Panelstudie befragt die gleichen Personen zu unterschiedlichen Zeitpunkten und eine Trendanalyse befragt unterschiedliche Personen zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Bei beiden Designs handelt es sich um Längsschnittuntersuchungen. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

7. Kapitel 2 - Lösungen II • In einer experimentellen Untersuchung wird gewöhnlich eine Gruppe von Probanden gebildet, die nicht dem Treatment ausgesetzt werden. Wie bezeichnet man diese Gruppe? •  a) Doppel-Blind-Gruppe •  b) Versuchsgruppe  c) Kontrollgruppe • Beschreiben Sie den Aufbau eines Doppel-Blind-Versuchs. Weder der wissenschaftliche Personal, das die Versuche durchführt, noch die Versuchspersonen wissen, wer zur Versuchs- und wer zur Kontrollgruppe gehört. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

8. Kapitel 2 - Lösungen III • Versuchen sie, mindestens zwei Indikatoren zu benennen für:- Verwahrlosung: Wohnungssituation, Bindungsverhalten- Medieneinsatz in Seminaren: Beamereinsatz, Flipchartbenutzung- Aufmerksamkeit von StudentInnen: Gesichtausdruck, Beteiligung- gesunde Lebensweise: regelmäßige sportliche Betätigung, Essverhalten • Betrachten sie die folgende Aussage: „Im weitesten Sinne ist Messen die Zuordnung von Zahlen zu Objekten / Ereignissen anhand bestimmter Regeln.“Welcher Begriff dieser Aussage beschreibt das empirische Relativ? a) Objekte / Ereignisse b) bestimmte Regeln c) Zahlen Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

9. Kapitel 2 - Lösungen IV • Welches Gütekriterium wird durch die folgende Definition beschrieben: „??? bezeichnet die Gültigkeit eines Indikators. Dies ist der Fall, wenn der Indikator tatsächlich den Sachverhalt anzeigt, der mit dem definierten Begriff bezeichnet worden ist.“ a) Validität b) Objektivität c) Relativität • Was versteht man unter Reliabilität?Reliabilität ist die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen unter den gleichen intersubjektiven Bedingungen, also insbesondere die Forderung, dass andere Forscher bei Anwendung desselben Erhebungsinstruments in Interaktion mit demselben Untersuchungsgegenstand zu demselben Ergebnis gelangen. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

10. Kapitel 2 - Lösungen V • Welche Aussagen sind aufgrund des Skalenniveaus der Daten möglich bei: • Bsp: Nominalskalenniveau: Gleichheit / Verschiedenheit (= / ≠)Ordinalskalenniveau: Relationen (= / ≠; < / >)Intervallskalenniveau: Gleichheit von Differenzen (= / ≠; < / >; + / -)Verhältnisskalenniveau: Verhältnisaussagen (= / ≠; < / >; + / -; doppelt so groß, halb so groß o.ä.) • Nennen Sie je zwei Beispiele für nominale, ordinale und intervallskalierte Merkmale. • nominal: Geschlecht, Religionszugehörigkeit • ordinal: BAT Gehaltsgruppen, Militärrang • intervall: Einstufen auf einer Skala, Zeugnisnoten Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

11. Kapitel 2 - Lösungen VI • Um welches Skalenniveau handelt es sich bei den folgenden Daten: • (Auszüge aus Fragebögen zum Ankreuzen) • Raucher/Nichtraucher Skalenniveau: Nominal • Ich mag Statistiksehr gerne / gerne / teils-teils / nicht so / gar nicht Skalenniveau: Intervall • Ich mag am liebsten bis am wenigsten (bringen sie die Aussagen in eine Reihenfolge)Bücher lesen / Fahrrad fahren / segeln / Radio hören / Kino / Theater / Fernsehen Skalenniveau: Ordinal Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

12. Kapitel 3 – Lösungen I • Man hat 25 Studenten nach der Anzahl der von ihnen gelesenen Zeitschriften/Periodika befragt und folgende Daten ermittelt: • 1,1,1,1,1,1, 2,2,2, 3,3,3,3,3,3, 4,4, 5,5,5,5, 8, 9,9, 10 • Erstellen Sie eine Häufigkeitstabelle nach folgendem Muster Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

13. Kapitel 3 – Lösungen II • Kreuzen Sie an: Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

14. Kapitel 3 – Lösungen III • Zeichnen Sie zu folgender Häufigkeitsverteilung, welche die Anzahl der abonnierten Zeitschrift von 25 Studierenden wiedergibt, ein vertikales Balkendiagramm. • Erstellen Sie zu den gleichen Daten ein so genanntes Histogramm (Balkendiagramm mit kategorisierten Daten), indem Sie 5 Kategorien bilden. Wählen Sie dabei eine Kategorienbreite von 2. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

15. Kapitel 3 – Lösungen IV • Wodurch unterscheidet sich das Histogramm vom Balkendiagramm? Der wesentliche Unterschied ist die Einteilung der x-Achse: Während bei einem Balkendiagramm meist nur die vorkommenden Kategorien abgetragen werden, deckt die Einteilung beim Histogramm die gesamte Breite zwischen der minimalsten und maximalsten Kategorie mit gleichen Abständen ab. Ein Histogramm gibt detaillierte Informationen über die Verteilung der erhobenen Variablen. Aus einem Balkendiagramm können detaillierte Informationen über die Häufigkeiten abgelesen werden. • Bei einem Histogramm werden zwecks Übersicht oftmals Kategorien zusammengefasst. Im obigen Histogramm entstanden aus den Kategorien 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 und 9-10 fünf neue Kategorien, wobei die jeweiligen Balkenhöhen/Häufigkeiten addiert wurden. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

16. Kapitel 3 – Lösungen V • Bilden Sie Kategorien über die folgenden Daten: • Körpergröße 1,22 m, 1,27m, 1,38m, 1,45m, 1,67m, 1,90m • Es sollen 4 bzw. 2 Kategorien gebildet werden und dazu jeweils die Häufigkeiten der Kategorie in der Tabelle aufgeführt werden. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

17. Kapitel 4 – Lösungen I • Kreuzen Sie an, welches Maß der zentralen Tendenz mit den Daten des jeweiligen Skalenniveaus berechnet werden darf. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

18. Kapitel 4 – Lösungen II • Ordnen Sie die Aussagen einem Maß der zentralen Tendenz zu. • a) Modus b) Median c) Mittelwert • Der Wert liegt genau in der Mitte aller Werte und teilt somit alle Daten in zwei Hälften. 50% der Werte liegen unterhalb des Wertes, 50% der Werte liegen oberhalb dieses Wertes.  a  b c • Der Wert gibt die numerische Mitte aller Einzelwerte an. Es müssen nicht notwendigerweise 50% der Daten unter- bzw. oberhalb dieses Wertes liegen.  a  b c • Der Wert gibt an, welcher Wert am häufigsten in den Daten vorkommt. • a b  c Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

19. Kapitel 4 – Lösungen III • Was sagt der Wert des arithmetischen Mittels (Mittelwert) aus, wenn ich von der Normalverteilung ausgehe?Ausgehend von der Normalverteilung liegen 50% der Testpersonen über, und 50% unter dem arithmetischen Mittel (Mittelwert). In diesem Fall entspricht der Mittelwert dem Median (s. Aufgabe 2, Kapitel 4). • Bei einem kognitiven Test für Kleinkinder (Zusammenlegen eines Puzzles in einer bestimmten Zeit) seien die Werte normalverteilt, der Mittelwert betrage 120 Sekunden, die Standardabweichung sei 10 Sek. Wie viele Messwerte liegen dann zwischen 110 und 130 Sekunden?  a) etwa 95%  b) etwa 68% c) etwa 50%  d) etwa 33% • Eine Verteilung, bei der der Modus rechts vom arithmetischen Mittel liegt, bezeichnet man als ... a) symmetrisch  b) bimodal c) rechtssteil d) glockenförmig Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

20. N= 9 20,11 = 4,34 S = 2,08 Kapitel 4 – Lösungen IV • Die folgenden Daten geben an, wie viele richtige Antworten in einem Test gegeben wurden. Berechnen Sie die Varianz und die Standardabweichung. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

21. Kapitel 4 – Lösungen V • 6.a) Welche Aussagen kann man anhand der berechneten Daten machen? • Unter Annahme der Normalverteilung der Daten kann man sagen: Zwischen 18,03 und 22,19 liegen 68% der Werte. Zwischen 15,95 und 24,27 liegen 95% der Werte. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

22. Kapitel 4 – Lösungen VI • Der Mittelwert eines Tests betrage 50, die Standardabweichung 7,5. Eine Person habe den Test mit 57,5 Punkten abgeschlossen. Berechnen Sie den z-Wert mithilfe der z-Transformation. • Wozu dient die z-Transformation?Zum transformieren der Daten in die Standardnormalverteilung. So werden zum Beispiel Testwerte zweier Personen aus verschiedenen Tests vergleichbar gemacht. • Welche Aussagen kann man aufgrund des oben berechneten z-Wertes machen?84,13 % sind schlechter oder gleich unserer Versuchsperson. • nur 15,87 % sind besser als unsere Versuchsperson. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

23. Kapitel 4 – Lösungen VII • Folgende Häufigkeitstabelle gibt die Anzahl der abonnierten Zeitschrift im Monat von 25 Studierenden wieder. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

24. Kapitel 5 - Lösungen I • Wie wahrscheinlich ist es, dass • a) beim Münzwurf 4 mal hintereinander Zahl kommt. n= 4 k= 4 p= 0,5  P=0,0625 • b) beim Münzwurf bei 7 Würfen 5 mal Kopf zu werfen n= 7 k= 5 p= 0,5  P=0,1641 • c) bei 4 Münzwürfen 2 mal Zahl zu werfen • n= 4 k= 2 p= 0,5  P=0,3750 • d) beim Würfeln von 6 Würfen 3mal hintereinander eine 6 zu bekommen. • n= 6 k= 3 p= 1/6  0,15  P=0,0415 • e) beim Würfeln von 5 Würfen 4mal hintereinander eine 1 zu bekommen. • n= 5 k= 4 p= 1/6  0,15  P=0,0022 • Benutzen Sie zur Lösung die Tabelle der Binomialverteilung. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

25. Kapitel 5 - Lösungen II • Was ist der Unterschied zwischen der Normalverteilung und der Standardnormalverteilung?Die Normalverteilung geht davon aus, dass der Mittelwert genau die Mitte der Daten abbildet (also 50% der Daten unter- bzw. oberhalb des Mittelwertes liegen. Bei der Standardnormalverteilung ist dieser Mittelwert genau auf den Wert 0 festgelegt, die Standardabweichung auf den Wert S = 1. Mit der z-Transformation kann jeder beliebige Wert in einen Wert der Standardnormalverteilung „übersetzt“ (transformiert) werden. • Was bildet die folgende Grafik ab? Eine Normalverteilung oder eine Standardnormalverteilung? Begründen Sie ihre Antwort. Da auf der Grafik der Mittelwert nicht mit der Wert 0 gekennzeichnet ist, handelt es sich lediglich um eine beliebige Normalverteilung. Die Regel, 68% der Werte liegen zwischen -1 bis 1 Standardabweichung (bzw. 95,5% der Werte zwischen -2 bis 2 Standardab-weichungen) gilt für alle Normalverteilungen. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

26. Kapitel 5 - Lösungen III • Was ist ein Elementarereignis?Ein Elementarereignis ist ein bestimmtes Ereignis, dass bei einem Zufallsexperiment auftreten kann. Z.B. beim Würfeln eine 1 zu würfeln ist ein Elementarereignis. • Was ist der Ereignisraum eines Zufallsexperiments?Der Ereignisraum eines Zufallsexperiments umfasst alle möglichen Elementarereignisse, die während des Experiments eintreten können. z.B. ist das Elementarereignis, eine 1 zu würfeln nur eins von sechs möglichen Elementarereignissen. Möglich wäre auch eine 2, 3 usw. zu würfeln. • Der Mittelwert eines Tests betrage 10, die Standardabweichung 2. Eine Person habe den Test mit dem Wert 8 abgeschlossen, bestimmen Sie den z-Wert. z = (8-10) / 2 = -2 / 2 = -1 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

27. Kapitel 5 - Lösungen IV • Andreas hat im Untertest I eines Intelligenztest den Punktwert 70 erreicht und im Untertest II den Punktwert 8. Das Testmanual weist folgende Normwerte für die beiden Untertests auf; für beide Untertests liegt Normalverteilung vor:Norm für Untertest I: arithm. Mittel = 65 Standardabweichung = 5Norm für Untertest II: arithm. Mittel = 6 Standardabweichung = 1a) Hat Andreas in Untertest I oder in Untertest II besser abgeschnitten?Die Standardisierung mit z-Transformation ergibt folgende Werte: z(I) = (70-65)/5 = 1 • z(II) = (8-6)/1 = 2 • Aus z(II) > z(I) folgt, dass Andreas im Untertest II besser abgeschnitten hat. • b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für die in den beiden Untertests erreichten und alle kleineren Punktwerte? Benutzen Sie zur Lösung die Tabelle der Normalverteilung. p(z2) = 0,9772 • p(z1) = 0,8413 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

28. Kapitel 6 - Lösungen I • Formulieren Sie eine Alternativ- und eine Nullhypothese zu den Variablen:V1: Männer/Frauen V2: Pädagogik als Studienfach ja/neinH0:Männer und Frauen unterscheiden sich nicht in ihrer Entscheidung, ob sie Pädagogik als Studienfach wählen oder nichtH1: Männer und Frauen unterscheiden sich in ihrer Entscheidung, Pädagogik zu studieren oder nicht. • Was ist der Unterschied zwischen einer gerichteten und einer ungerichteten Hypothese?Eine gerichtete Hypothese gibt bereits die Richtung des Zusammenhangs an. Bsp.: Männer wählen eher Pädagogik als Studienfach als Frauen. Ungerichtete Hypothesen geben keine Richtung des Zusammenhangs an.Bsp.: Männer und Frauen unterscheiden sich in ihrer Entscheidung, Pädagogik als Studienfach zu wählen. • Wie ist die Nullhypothese formuliert?Es ist immer die Hypothese, die von keinem Unterschied / Zusammenhang zwischen den untersuchten Variablen ausgeht oder (bei gerichteten Hypothesen) von keinem Zusammenhang UND der anderen Richtung des Zusammenhangs als die Alternativhypothese. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

29. Kapitel 6 - Lösungen II • Was ist die Irrtumswahrscheinlichkeit?  a) die Wahrscheinlichkeit, mit einer Entscheidung für die Alternativhypothese (aufgrund der Stichprobe) zu irren, da in der Population die Nullhypothese gilt.  b) die Wahrscheinlichkeit, mit einer Entscheidung für die Nullhypothese zu irren, da in der Population die Alternativhypothese gilt.  c) die Wahrscheinlichkeit, dass die Nullhypothese zutrifft (in der Population)  d) die Wahrscheinlichkeit, dass die Alternativhypothese zutrifft (in der Population) • Warum ist die Nullhypothese so wichtig?Bevor die Ergebnisse einer Untersuchung vorliegen, gilt immer die Nullhypothese. Sie ist somit die Forschungsbasis. Im Verlauf der Studie kann auch lediglich die Wahrscheinlichkeit minimiert werden, dass die Nullhypothese zutrifft und somit die Alternativhypothese gilt. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

30. Kapitel 6 - Lösungen III • In der Forschung können Fehler begangen werden, die möglichst vermieden werden sollten. • Einen α-Fehler begeht man, wennman sich aufgrund der Stichprobe für die H0 entscheidet, obwohl in der Population die H1 gilt. man sich aufgrund der Population für eine zu große Stichprobe entscheidet.man sich aufgrund der Stichprobe für die H1 entscheidet, obwohl in der Population die H0 gilt. man sich aufgrund der Stichprobe für eine zu große Population entscheidet. 6a. Die Irrtumswahrscheinlichkeit ist somit die Wahrscheinlichkeit, einen α-Fehler zu begehen. wahr  falsch  Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

31. Kapitel 6 - Lösungen IV • Welche Signifikanzniveaus werden in der Statistik üblicherweise verwendet?a) das 5%- und das 1%-Niveau b) das 95%- und das 99%-Niveau  c) das 0,5%- und das 0,1%-Niveau • Was sagen die %-Zahlen des Signifikanzniveaus aus? sie geben die Irrtumswahrscheinlichkeit an.  sie geben den Anteil der Leute an, die in der Studie falsche Antworten gegeben haben  sie geben den Prozentsatz an, zu dem das Ergebnis signifikant (=bedeutend) ist. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

32. Kapitel 7 - Lösungen I • Der T-Test dient (richtige Lösung bitte ankreuzen) •  zum Testen eines Stichprobenmittelwertes auf Abweichungen von der Grundgesamtheit •  zum Testen von Unterschieden von Stichprobenmittelwerten •  zum Testen der Güte von Getränken (Tee, Kaffee etc.) • Lesen Sie die Werte in der Tabelle ab. • Welcher T-Wert ist zu überschreiten für: • df=12 5% Niveau einseitige Fragestellung Das einseitige 5% Niveau entspricht der Wahrscheinlichkeit (Fläche unter der t-Kurve): • p = 1- = 1-0.05 = 0.95 • t (df=12, p=0.95) = 1,782 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

33. Kapitel 7 – Lösungen II • Fortsetzung • df=12 5% Niveau zweiseitige Fragestellung Das zweiseitige 5% Niveau entspricht • p = 1-/2 = 1-0.025 = 0.975 • t (df=12, p=0.975) = 2,179 • df=20 1% Niveau einseitige Fragestellung t (df=20, p=0.99) = 2,528 • df=29 1% Niveau zweiseitige Fragestellung • t (df=29, p=0.995) = 2,756 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

34. Kapitel 7 – Lösungen III • In der Studentenstudie 2000 ergaben sich folgende Altersmittelwerte von Männern und Frauen: Mit einem geeigneten Test (t-Test) wurde überprüft, ob sich Männer und Frauen bezüglich ihres Alters unterscheiden. Es ergab sich eine 2-seitige Irrtumswahrscheinlichkeit von p=0,664. a) Formulieren Sie eine geeignete Nullhypothese und eine Alternativhypothese. H0: Männliche und weibliche Besucher der Statistik-VL unterscheiden sich in ihrem Durchschnittsalter. H1: Männliche und weibliche Besucher der Statistik-VL unterscheiden sich nicht in ihrem Durchschnittsalter. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

35. Kapitel 7 – Lösungen IV • b) Spricht die Irrtumswahrscheinlichkeit von p=0,664 für oder gegen die Alternativhypothese? Was bedeutet das inhaltlich? Das spricht eindeutig für die Nullhypothese, weil die Irrtumswahrscheinlichkeit 66,4% größer als 5% ist. Also unterscheiden sich die Studenten nicht signifikant von den Studentinnen, welche die Statistik-VL besuchen, hinsichtlich ihres Alters. • c) Formulieren Sie eine geeignete gerichtete Alternativhypothese. Betrachten Sie dazu die in der Tabelle angegebenen Werte. • H1: Männliche Besucher der Statistik-VL sind durchschnittlich älter als weibliche.d) Wie groß darf grundsätzlich die Irrtumswahrscheinlichkeit p höchstens sein, damit Sie ein hochsignifikantes Ergebnis erhalten? • p muss echt kleiner als 1% sein. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

36. Kapitel 7 – Lösungen V • Sie haben in einer Studie mit zwei Gruppen zu je 21 Probanden eine Prüfgröße t von 2,2 ermittelt. Nun schlagen Sie in der Tabelle nach und entnehmen dieser für df=40 auf dem 5% Niveau einen Wert von 1,68. Entscheiden Sie sich • a) bei einseitiger Fragestellung für die Alternativhypothese oder für die Nullhypothese?Für die Alternativhypothese, weil der empirisch in der Studie gewonnene Wert von 2,2 größer ist als der zugehörige kritische t-Wert von 1,68. • b) bei zweiseitiger Fragestellung für die Alternativhypothese oder für die Nullhypothese?Für den t-Wert ergibt sich bei 2-seitiger Fragestellung statt 1,68 der neue Wert t (df=40, p=0.975) = 2,021=> Auch für die Alternativhypothese, weil der empirisch in der Studie gewonnene Wert von 2,2 immer noch höher ist als 2,021. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

37. Kapitel 7 – Lösungen VI • c) Was bedeutet das Ergebnis inhaltlich? (bitte für beide Fälle formulieren)Bei einer Entscheidung für die Alternativhypothese liegt ein auf dem 5%-Niveau signifikanter Unterschied der beiden Gruppen vor. • Bei einer Entscheidung für die Nullhypothese lässt sich ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen nicht feststellen. • Bringen Sie die Schritte des t-Testes in die richtige Reihenfolgea) Mittelwerte und Varianzen der beiden Variablen berechnenb) Kritischen t-Wert für (, df) ermittelnc) Prüfgröße t berechnend) Vergleich der Prüfgröße t mit dem Tabellenwert: wenn t < t,df, dann Beibehaltung der H0e) Standardfehler der Differenz berechnenf) Anzahl der Freiheitsgrade ermittelnReihenfolge:____a) e) c) f) b) d)______________ Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

38. Kapitel 8 - Lösungen I • Mit Daten auf welchem Skalenniveau kann man den Chi-Quadrat-Test durchführen? • Der Chi-Quadrat-Test kann mit Daten ab Nominalskalen-Niveau (also auch mit ordinal- und intervallskalierten Daten) durchgeführt werden. • In einer Vorlesung der Pädagogik mit 105 Teilnehmenden ermitteln Sie folgende Verteilung der Geschlechter. Untersuchen Sie mittels eines Chi-Quadrat-Testes, ob diese Teilnehmerzusammensetzung mit der Annahme einer Gleichverteilung der Geschlechter (50:50) vereinbar ist. Wählen Sie das 5% Signifikanzniveau, berechnen Sie die erwarteten Häufigkeiten und Chi-Quadrat. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

39. Kapitel 8 - Lösungen II • Lösungsweg bitte hier aufschreiben: • Chi-Quadrat (empirisch) = [ (80-52,5)² + (25-52,5)² ] : 52,5 • = [ 27,5² + 27,5² ] : 52,5 • = 1512,5 : 52,5 • = 28,8 • > Chi-Quadrat (df=1, 0.95) = 3,84 • => signifikantes Ergebnis; die Teilnehmerzusammensetzung ist nicht mit einer Gleichverteilung vereinbar • Angenommen Sie hätten für eine Vierfeldertafel den empirischen Chi-Quadrat-Wert berechnet. Dieser sei größer als der Chi-Quadrat-Wert, den Sie für das 5% Niveau und die entsprechende Zahl von Freiheitsgraden in der Tabelle ablesen. Wie entscheiden Sie sich? •  a) für die Nullhypothese •  b) für die Alternativhypothese Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

40. Kapitel 8 - Lösungen III • Berechnen Sie Chi-Quadrat. • in Klammern sind die Erwartungswerte angegeben • c2 = (20-15)2 + (30-22,5)2+ (0-18,75)2 +....+ (0-12,5)2 = 99,87 • 15 22.5 18,75 12,5 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

41. Kapitel 8 - Lösungen IV • Berechnen Sie wieder Chi-Quadrat Chi-Quadrat (empirisch) = = 21,057 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

42. Kapitel 8 - Lösungen V • Sind die Tabellen aus Aufgabe 4 und 5 gleich gut für einen Chi-Quadrat-Test geeignet? Dürfen die Ergebnisse für Aussagen über Zusammenhänge herangezogen werden?Die Tabelle aus Aufgabe 5 kann nicht für Aussagen über Zusammenhänge zwischen den Variablen Studienrichtung und Wahlpflichtfach herangezogen werden, da mehr als 20% der Tabellenfelder eine erwartete Häufigkeit kleiner 5 haben. Die Tabelle ist somit weniger geeignet für einen Chi-Quadrat-Test. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

43. Kapitel 9 - Lösungen I • 200 Studenten wurden nach ihrem Geschlecht (männlich, weiblich) und danach geordnet, ob sie alleine leben (single) oder nicht (non single). Ein unvollständiger Auszug der Daten sieht so aus: a) Ergänze die Tabelle an den entsprechenden Stellen b) Berechne Chi-Quadrat Chi-Quadrat = 1,587 Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

44. Kapitel 9 - Lösungen II • Fortsetzungc) Berechne den Phi-Koeffizienten Phi-Koeffizient = - 0,089 d) Was gibt das Ergebnis des Phi-Koeffizienten an? Der Phi-Koeffizient gibt den Grad des Zusammenhangs an. In diesem Fall ist der Wert nahe 0 und der Zusammenhang ist damit nicht erwähnenswert. • Ein Phi-Koeffizient von 0,3 gibt beispielsweise einen mittleren, ein Wert von 0,6 einen großen Zusammenhang an. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

45. Kapitel 9 - Lösungen III • Die folgende Tabelle ist von Aufgabe 4, Kapitel 8 übernommen. Berechnen Sie nun den Phi-Koeffizienten und interpretieren Sie das Ergebnis. Chi-Quadrat (emprisch) = 21,0595 Phi-Koeffizient = 0,071Der Zusammenhang zwischen der Studienrichtung und dem Wahlpflichtfach, die von den Testpersonen angeben wurden, ist gering. Da der Wert nahe an 0 liegt, ist ein Zusammenhang fast nicht vorhanden. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

46. Kapitel 9 - Lösungen IV • Die Teilnehmer/innen der Statistikvorlesung 2000 wurden danach befragt, a) ob sie planen, eventuell ein oder mehrere Semester im Ausland zu studieren und b) in welcher Region sie Abitur gemacht haben.Der Chi-Quadrat-Test ergab folgende Tabellen. Beschreiben und interpretieren Sie die Ergebnisse. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

47. Kapitel 9 - Lösungen V • Fortsetzung Der Chi-Quadrat-Test lieferte eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 0,4% und war damit auf dem 1%-Niveau signifikant. Demnach wird die Ho (Es besteht kein Zusammenhang zwischen den Variablen) verworfen und die Entscheidung fällt für die Alternativhypothese H1: Es besteht ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Region, in der die Studierenden ihr Abitur gemacht haben, und der Planung, ein oder mehrere Semester im Ausland zu studierenden. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

48. Kapitel 9 - Lösungen VI • Fortsetzung II • Aus der Verteilungstabelle ist zu entnehmen, dass die Studierenden, die in der näheren und weiteren Umgebung von Marburg Abitur machten (n=38+17=55), weniger Interesse haben im Ausland zu studieren als diejenigen aus Hessen und anderen Bundesländern (n=17+50=67). • Der standardisierte Koeffizient Cramers V von 0,333 lässt auf einen mittelgroßen Zusammenhang zwischen Region des Abiturs und Planung Auslandssemester schließen. • Es ist zu vermuten, dass die Studierenden, die nicht aus der Umgebung Marburg kommen, und deshalb schon einmal zu Studienbeginn den Schritt in ein neues Lebens- und Studierumfeld gegangen sind, weniger Schwierigkeiten haben, sich ein Semester im Ausland vorzustellen. • Darüber hinaus sind vermutlich die regionalen Bezüge und Bindungen zur Familie, zum Elternhaus, zu Freunden und zur Region bei den Studierenden aus der Umgebung Marburgs größer. Der „Schritt ins Ausland“ stellt dadurch sicherlich eine größere Hemmschwelle dar. Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

49. Kapitel 10 - Lösungen I • In der Studienanfängerstudie 2002/03 wurde gefragt „Wir oft üben Sie die folgenden Freizeitbeschäftigungen aus“ (Skala 1 (nie) bis 5 (sehr oft)). Die folgende Korrelationsmatrix gibt die bivariaten Korrelationen für vier Beschäftigungen wieder. Lösung Aufgabe 1 a) und b) siehe Tabelle Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen

50. Kapitel 10 - Lösungen II • c) welche der folgenden Aussagen ist richtig? A) Seltenes Sporttreiben geht mit seltenem fernsehen einher. B) Häufiges Sporttreiben geht mit seltenem fernsehen einher. C) Zwischen der Häufigkeit des Sporttreibens und des Fernsehens gibt es keinen Zusammen- hang. • d) Versuchen Sie die Matrix inhaltlich zu interpretieren, beachten Sie dabei die Höhe der Korrelationen, die Vorzeichen sowie die Signifikanzen. • siehe nächste Folie Philipps-Universität Marburg Prof. Dr. Udo Kuckartz 04-2004 Lösungen