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Statistische Versuchsplanung zu einer psychologischen Studie und Durchführung der statistischen Datenanalyse mit Stata

Bei diesem Projekt hat das Team von Novustat die Kunden durch die statistische Versuchsplanung, Datenanalyse mit Stata und Statistik Interpretation für eine Studie zu den psychologischen und physiologischen Auswirkungen von Sozialangst und chronischem Stress durchgeführt.

Sollten Sie zu einem Projekt dieser oder auch jeder anderen Art Unterstützung benötigen, helfen unsere Statistiker Ihnen gerne weiter. Nutzen Sie einfach unser Kontaktformular für eine kostenlose Beratung & ein unverbindliches Angebot – oder rufen Sie uns an.

Vorbereitung und Herausforderung

Methoden der statistischen Analyse und für die statistische Versuchsplanung spielen eine wichtige Rolle in psychologischer Forschung. Von unseren Kunden (Arbeitsgruppe von Doktoranden an einer deutschen Universität) haben wir den Auftrag erhalten, eine empirische Analyse durchzuführen, inklusive Experimentkonstruktion, Datenauswertung und Interpretation von Ergebnissen. Die Forschungsfrage lautete: Wie beeinflussen Sozialangst und chronischer Stress uns auf psychologischem und physiologischem Niveau?

Projektverlauf und Auswertung

Basierend auf unserer Expertise in der statistischen Versuchsplanung sowie unserer Erfahrung mit anderen Projekten in diesem Fachereich, konnten wir den Kunden eine optimale Konstruktion des Experiments vorschlagen.

Im ersten Schritt wurden n=160 Versuchspersonen rekrutiert, die gleichmäßig zwischen vier Gruppen bezüglich Sozialangst und Stressniveau verteilt wurden:

Sozialangst
niedrighoch
chronischer Stressnein4040
ja4040

 

Im zweiten Schritt, haben wir ein drei-Phasen-Experiment ausgebaut:

Nach Absprache mit den Kunden, haben wir einen passenden, etablierten psychologischen Fragebogen ausgewählt (ICD, NPI, B5T usw.). Anhand dessen wurden in jeder Phase die abhängigen Variablen erhoben:

Dieser Aufbau des Experiments erlaubt nicht nur die Zusammenhände zwischen Variablen zu untersuchen, sondern auch, dank der drei-Phasen-Konstruktion, die vorhandene Dynamik zu betrachten.

Statistisch gesehen, geht es hier um eine zweifaktorielle Varianzanalyse (MANOVA) mit Messwiederholungen: mit zwei festen Faktoren (Sozialangst, Stress) und drei Messwiederholungszeitpunkten. Mit dieser Methode wurde die Hypothese geprüft, ob die Mittelwerte der abhängigen Variablen sich zwischen den Faktoren und über den Verlauf des Experiments unterscheiden.

Die Datenanalyse mit Stata wurde unter Verwendung der notwendigen Stata Befehle durchgeführt. In Stata ist die Varianzanalyse mit dem Befehl anova implementiert, inklusive der repeated() Option für Messwiederholungen. Die unabhängigen Faktoren bezeichnet man als Zwischensubjekteffekte (between-subject effects) und die zeitliche Dimension als Innersubjekteffekt (within-subject effect). Dazu mussten noch die Fehlerterme des Modells spezifiziert werden. Unten zu sehen ist ein Code-Auszug für die zweifaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholungen in Stata. In diesem Code haben wir statt anova den Befehl wsanova (Gleason 1999) benutzt, weil dieser eine einfachere Bearbeitung der Syntax erlaubt:
wsanova psychologie phase, id(VPN) between(stress sozialangst) epsilon
wsanova physiologie phase, id(VPN) between(stress sozialangst) epsilon

Die Ausgabe in Stata bestand aus einer Tabelle mit F-Test Statistiken und Signifikanzen (p-Werte) für alle Zwischen- und Innersubjekteffekte. Anhand dieser können die Hypothesen über deren Einflüsse bestätigt / wiederlegt werden. Es wird zusätzlich eine nach Greenhouse-Geisser korrigierte F-Tabelle dargestellt, für den Fall, dass die Sphärizität Annahme nicht bestätigt werden kann.

Ergebnis und Lieferung

Das Ergebnis des Projektes war eine statistische Versuchsplanung und ein Schema des Experiments, welches die Kunden dann anwendeten, um die Daten zu sammeln: eine detaillierte Beschreibung der benötigten Stichprobe sowie der Aufteilung des Experiments in drei Phasen und die Fragebögen, die in jeder Phase ausgefüllt werden sollten.

Die Kunden haben von uns zusätzliche eine fertige und funktionsfähige Stata Programmierung (Daten als Stata Datensatz und Do-File mit dem Code Syntax) erhalten, sowie eine ausführliche Interpretation der Ergebnisse. Die Stata Befehle wurde zudem noch einmal gesondert erläutert. Wir konnten zeigen, dass Sozialangst den psychologischen Zustand negativ beeinflusst, wobei Stress auf psychologisches sowie physiologisches Niveau negativ auswirkt. Alle Ergebnisse wurde ausführlich in einem entsprechenden Textdokument beschrieben und die wichtigsten Ergebnisse der statistischen Datenanalyse wurden in einer Präsentation für die Kunden zusammengefasst.