-->
|
|
|
Ñòàòèñòè÷åñêèé àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ è ñïîñîáû íàãëÿäíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ ðåçóëüòàòîâ Ìåòîäû âòîðè÷íîé ñòàòèñòè÷åñêîé îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà (ïðîäîëæåíèå)Ïîäñòàâèì âñå ýòè çíà÷åíèÿ â ôîðìóëó äëÿ %% è îïðåäåëèì åãî âåëè÷èíó:
Âîñïîëüçóåìñÿ òåïåðü òàáëèöåé 33, ãäå äëÿ çàäàííîãî ÷èñëà ñòåïåíåé ñâîáîäû ìîæíî âûÿñíèòü ñòåïåíü çíà÷èìîñòè îáðàçîâàâøèõñÿ ðàçëè÷èé äî è ïîñëå ýêñïåðèìåíòà â ðàñïðåäåëåíèè îöåíîê. Ïîëó÷åííîå íàìè çíà÷åíèå õ2 = 21,5 áîëüøå ñîîòâåòñòâóþùåãî òàáëè÷íîãî çíà÷åíèÿ m - 1 = 2 ñòåïåíåé ñâîáîäû, ñîñòàâëÿþùåãî 13,82 ïðè âåðîÿòíîñòè äîïóñòèìîé îøèáêè ìåíüøå ÷åì 0,001. Ñëåäîâàòåëüíî, ãèïîòåçà î çíà÷èìûõ èçìåíåíèÿõ, êîòîðûå ïðîèçîøëè â îöåíêàõ ó÷àùèõñÿ â ðåçóëüòàòå ââåäåíèÿ íîâîé ïðîãðàììû èëè íîâîé ìåòîäèêè îáó÷åíèÿ, ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîäòâåðäèëàñü: óñïåâàåìîñòü çíà÷èòåëüíî óëó÷øèëàñü, è ýòî ìû ìîæåì óòâåðæäàòü, äîïóñêàÿ îøèáêó, íå ïðåâûøàþùóþ 0,001%.
Èíîãäà â ïñèõîëîãî-ïåäàãîãè÷åñêîì ýêñïåðèìåíòå âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü ñðàâíèòü äèñïåðñèè äâóõ âûáîðîê äëÿ òîãî, ÷òîáû ðåøèòü, ðàçëè÷àþòñÿ ëè ýòè äèñïåðñèè ìåæäó ñîáîé. Äîïóñòèì, ÷òî ïðîâîäèòñÿ ýêñïåðèìåíò, â êîòîðîì ïðîâåðÿåòñÿ ãèïîòåçà î òîì, ÷òî îäíà èç äâóõ ïðåäëàãàåìûõ ïðîãðàìì èëè ìåòîäèê îáó÷åíèÿ îáåñïå÷èâàåò îäèíàêîâî óñïåøíîå óñâîåíèå çíàíèé ó÷àùèìèñÿ ñ ðàçíûìè ñïîñîáíîñòÿìè, à äðóãàÿ ïðîãðàììà èëè ìåòîäèêà ýòèì ñâîéñòâîì íå îáëàäàåò. Äåìîíñòðàöèåé ñïðàâåäëèâîñòè òàêîé ãèïîòåçû áûëî áû äîêàçàòåëüñòâî òîãî, ÷òî èíäèâèäóàëüíûé ðàçáðîñ îöåíîê ó÷àùèõñÿ ïî îäíîé ïðîãðàììå èëè ìåòîäèêå áîëüøå (èëè ìåíüøå), ÷åì èíäèâèäóàëüíûé ðàçáðîñ îöåíîê ïî äðóãîé ïðîãðàììå èëè ìåòîäèêå. Ïîäîáíîãî ðîäà çàäà÷è ðåøàþòñÿ, â ÷àñòíîñòè, ïðè ïîìîùè êðèòåðèÿ Ôèøåðà. Åãî ôîðìóëà âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì:
ãäå n1 — êîëè÷åñòâî çíà÷åíèÿ ïðèçíàêà â ïåðâîé èç ñðàâíèâàåìûõ âûáîðîê; n2 — êîëè÷åñòâî çíà÷åíèé ïðèçíàêà âî âòîðîé èç ñðàâíèâàåìûõ âûáîðîê; (ï1 — 1, ï2 — 1) — ÷èñëî ñòåïåíåé ñâîáîäû; S1 — äèñïåðñèÿ ïî ïåðâîé âûáîðêå; S2 — äèñïåðñèÿ ïî âòîðîé âûáîðêå. Âû÷èñëåííîå ñ ïîìîùüþ ýòîé ôîðìóëû çíà÷åíèå F-êðèòåðèÿ ñðàâíèâàåòñÿ ñ òàáëè÷íûì (òàáë. 34), è åñëè îíî ïðåâîñõîäèò òàáëè÷íîå äëÿ èçáðàííîé âåðîÿòíîñòè äîïóñòèìîé îøèáêè è çàäàííîãî ÷èñëà ñòåïåíåé ñâîáîäû, òî äåëàåòñÿ âûâîä î òîì, ÷òî ãèïîòåçà î ðàçëè÷èÿõ â äèñïåðñèÿõ ïîäòâåðæäàåòñÿ.  ïðîòèâîïîëîæíîì ñëó÷àå òàêàÿ ãèïîòåçà îòâåðãàåòñÿ è äèñïåðñèè ñ÷èòàþòñÿ îäèíàêîâûìè2. 2 Åñëè îòíîøåíèå âûáîðî÷íûõ äèñïåðñèé â ôîðìóëå F-êðèòåðèÿ îêàçûâàåòñÿ ìåíüøå åäèíèöû, òî ÷èñëèòåëü è çíàìåíàòåëü â ýòîé ôîðìóëå ìåíÿþò ìåñòàìè è âíîâü îïðåäåëÿþò çíà÷åíèÿ êðèòåðèÿ.
Ï ð è ì å ÷ à í è å. Òàáëèöà äëÿ ãðàíè÷íûõ çíà÷åíèé ðàñïðåäåëåíèÿ ïðèâåäåíà â ñîêðàùåííîì âèäå. Ïîëíîñòüþ åå ìîæíî íàéòè â ñïðàâî÷íèêàõ ïî ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêå, â ÷àñòíîñòè â òåõ, êîòîðûå äàíû â ñïèñêå äîïîëíèòåëüíîé ëèòåðàòóðû ê ýòîé ãëàâå. Ï ð è ì å ð. Ñðàâíèì äèñïåðñèè ñëåäóþùèõ äâóõ ðÿäîâ öèôð ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ñòàòèñòè÷åñêè äîñòîâåðíûõ ðàçëè÷èé ìåæäó íèìè. Ïåðâûé ðÿä: 4,6, 5,7,3,4,5,6. Âòîðîé ðÿä: 2,7, 3,6,1,8, 4, 5. Ñðåäíèå çíà÷åíèÿ äëÿ äâóõ ýòèõ ðÿäîâ ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû: 5,0 è 4,5. Èõ äèñïåðñèè ñîñòàâëÿþò: 1,5 è 5,25. ×àñòíîå îò äåëåíèÿ áîëüøåé äèñïåðñèè íà ìåíüøóþ ðàâíî 3,5. Ýòî è åñòü èñêîìûé ïîêàçàòåëü F. Ñðàâíèâàÿ åãî ñ òàáëè÷íûì ãðàíè÷íûì çíà÷åíèåì 3,44, ïðèõîäèì ê âûâîäó î òîì, ÷òî äèñïåðñèè äâóõ ñîïîñòàâëÿåìûõ âûáîðîê äåéñòâèòåëüíî îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà íà óðîâíå çíà÷èìîñòè áîëåå 95% èëè ñ âåðîÿòíîñòüþ äîïóñòèìîé îøèáêè íå áîëåå 0,05%. Ñëåäóþùèé ìåòîä âòîðè÷íîé ñòàòèñòè÷åñêîé îáðàáîòêè, ïîñðåäñòâîì êîòîðîãî âûÿñíÿåòñÿ ñâÿçü èëè ïðÿìàÿ çàâèñèìîñòü ìåæäó äâóìÿ ðÿäàìè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, íîñèò íàçâàíèå ìåòîä êîððåëÿöèé. Îí ïîêàçûâàåò, êàêèì îáðàçîì îäíî ÿâëåíèå âëèÿåò íà äðóãîå èëè ñâÿçàíî ñ íèì â ñâîåé äèíàìèêå. Ïîäîáíîãî ðîäà çàâèñèìîñòè ñóùåñòâóþò, ê ïðèìåðó, ìåæäó âåëè÷èíàìè, íàõîäÿùèìèñÿ â ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûõ ñâÿçÿõ äðóã ñ äðóãîì. Åñëè âûÿñíÿåòñÿ, ÷òî äâà ÿâëåíèÿ ñòàòèñòè÷åñêè äîñòîâåðíî êîððåëèðóþò äðóã ñ äðóãîì è åñëè ïðè ýòîì åñòü óâåðåííîñòü â òîì, ÷òî îäíî èç íèõ ìîæåò âûñòóïàòü â êà÷åñòâå ïðè÷èíû äðóãîãî ÿâëåíèÿ, òî îòñþäà îïðåäåëåííî ñëåäóåò âûâîä î íàëè÷èè ìåæäó íèìè ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííîé çàâèñèìîñòè. Èìååòñÿ íåñêîëüêî ðàçíîâèäíîñòåé äàííîãî ìåòîäà: ëèíåéíûé, ðàíãîâûé, ïàðíûé è ìíîæåñòâåííûé. Ëèíåéíûé êîððåëÿöèîííûé àíàëèç ïîçâîëÿåò óñòàíàâëèâàòü ïðÿìûå ñâÿçè ìåæäó ïåðåìåííûìè âåëè÷èíàìè ïî èõ àáñîëþòíûì çíà÷åíèÿì. Ýòè ñâÿçè ãðàôè÷åñêè âûðàæàþòñÿ ïðÿìîé ëèíèåé, îòñþäà íàçâàíèå «ëèíåéíûé». Ðàíãîâàÿ êîððåëÿöèÿ îïðåäåëÿåò çàâèñèìîñòü íå ìåæäó àáñîëþòíûìè çíà÷åíèÿìè ïåðåìåííûõ, à ìåæäó ïîðÿäêîâûìè ìåñòàìè, èëè ðàíãàìè, çàíèìàåìûìè èìè â óïîðÿäî÷åííîì ïî âåëè÷èíå ðÿäó. Ïàðíûé êîððåëÿöèîííûé àíàëèç âêëþ÷àåò èçó÷åíèå êîððåëÿöèîííûõ çàâèñèìîñòåé òîëüêî ìåæäó ïàðàìè ïåðåìåííûõ, à ìíîæåñòâåííûé, èëè ìíîãîìåðíûé, — ìåæäó ìíîãèìè ïåðåìåííûìè îäíîâðåìåííî. Ðàñïðîñòðàíåííîé â ïðèêëàäíîé ñòàòèñòèêå ôîðìîé ìíîãîìåðíîãî êîððåëÿöèîííîãî àíàëèçà ÿâëÿåòñÿ ôàêòîðíûé àíàëèç. Íà ðèñ. 74 â âèäå ìíîæåñòâà òî÷åê ïðåäñòàâëåíû ðàçëè÷íûå âèäû çàâèñèìîñòåé ìåæäó äâóìÿ ïåðåìåííûìè X è Y (ðàçëè÷íûå ïîëÿ êîððåëÿöèé ìåæäó íèìè). Íà ôðàãìåíòå ðèñ. 74, îòìå÷åííîì áóêâîé À, òî÷êè ñëó÷àéíûì îáðàçîì ðàçáðîñàíû ïî êîîðäèíàòíîé ïëîñêîñòè. Çäåñü ïî âåëè÷èíå X íåëüçÿ äåëàòü êàêèå-ëèáî îïðåäåëåííûå âûâîäû î âåëè÷èíå Ó. Åñëè â äàííîì ñëó÷àå ïîäñ÷èòàòü êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè, òî îí áóäåò ðàâåí 0, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî äîñòîâåðíàÿ ñâÿçü ìåæäó X è Ó îòñóòñòâóåò (îíà ìîæåò îòñóòñòâîâàòü è òîãäà, êîãäà êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè íå ðàâåí 0, íî áëèçîê ê íåìó ïî âåëè÷èíå). Íà ôðàãìåíòå Á ðèñóíêà âñå òî÷êè ëåæàò íà îäíîé ïðÿìîé, è êàæäîìó îòäåëüíîìó çíà÷åíèþ ïåðåìåííîé X ìîæíî ïîñòàâèòü â ñîîòâåòñòâèå îäíî è òîëüêî îäíî çíà÷åíèå ïåðåìåííîé Ó, ïðè÷åì, ÷åì áîëüøåå, òåì áîëüøå Y. Òàêàÿ ñâÿçü ìåæäó ïåðåìåííûìè X è Ó íàçûâàåòñÿ ïðÿìîé, è åñëè ýòî ïðÿìàÿ, ñîîòâåòñòâóþùàÿ óðàâíåíèþ ðåãðåññèè, òî ñâÿçàííûé ñ íåé êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè áóäåò ðàâåí +1. (Çàìåòèì, ÷òî â æèçíè òàêèå ñëó÷àè ïðàêòè÷åñêè íå âñòðå÷àþòñÿ; êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ïî÷òè íèêîãäà íå äîñòèãàåò âåëè÷èíû åäèíèöû.) Íà ôðàãìåíòå  ðèñóíêà êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè òàêæå áóäåò ðàâåí åäèíèöå, íî ñ îòðèöàòåëüíûì çíàêîì: -1. Ýòî îçíà÷àåò îáðàòíóþ çàâèñèìîñòü ìåæäó ïåðåìåííûìè X è Ó, ò.å., ÷åì áîëüøå îäíà èç íèõ, òåì ìåíüøå äðóãàÿ. Íà ôðàãìåíòå à ðèñóíêà òî÷êè òàêæå ðàçáðîñàíû íå ñëó÷àéíî, îíè èìåþò òåíäåíöèþ ãðóïïèðîâàòüñÿ â îïðåäåëåííîì íàïðàâëåíèè. Ýòî íàïðàâëåíèå ïðèáëèæåííî ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíî óðàâíåíèåì ïðÿìîé ðåãðåññèè. Òàêàÿ æå îñîáåííîñòü, íî ñ ïðîòèâîïîëîæíûì çíàêîì, õàðàêòåðíà äëÿ ôðàãìåíòà Ä. Ñîîòâåòñòâóþùèå ýòèì äâóì ôðàãìåíòàì êîýôôèöèåíòû êîððåëÿöèè ïðèáëèçèòåëüíî áóäóò ðàâíû +0,50 è -0,30. Çàìåòèì, ÷òî êðóòèçíà ãðàôèêà, èëè ëèíèè ðåãðåññèè, íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà êîððåëÿöèè.
Íàêîíåö, ôðàãìåíò Å äàåò êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè, ðàâíûé èëè áëèçêèé ê 0, òàê êàê â äàííîì ñëó÷àå ñâÿçü ìåæäó ïåðåìåííûìè õîòÿ è ñóùåñòâóåò, íî íå ÿâëÿåòñÿ ëèíåéíîé. Êîýôôèöèåíò ëèíåéíîé êîððåëÿöèè îïðåäåëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè ñëåäóþùåé ôîðìóëû:
Ï ð è ì å ð. Îïðåäåëèì êîýôôèöèåíò ëèíåéíîé êîððåëÿöèè ìåæäó ñëåäóþùèìè äâóìÿ ðÿäàìè ïîêàçàòåëåé. Ðÿä 1: 2, 4, 4, 5, 3, 6, 8. Ðÿä II: 2, 5, 4, 6, 2, 5, 7. Ñðåäíèå çíà÷åíèÿ ýòèõ äâóõ ðÿäîâ ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 4,6 è 4,4. Èõ äèñïåðñèè ñîñòàâëÿþò ñëåäóþùèå âåëè÷èíû: 3,4 è 3,1. Ïîäñòàâèâ ýòè äàííûå â ïðèâåäåííóþ âûøå ôîðìóëó êîýôôèöèåíòà ëèíåéíîé êîððåëÿöèè, ïîëó÷èì ñëåäóþùèé ðåçóëüòàò: 0,92. Ñëåäîâàòåëüíî, ìåæäó ðÿäàìè äàííûõ ñóùåñòâóåò çíà÷èìàÿ ñâÿçü, ïðè÷åì äîâîëüíî ÿâíî âûðàæåííàÿ, òàê êàê êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè áëèçîê ê åäèíèöå. Äåéñòâèòåëüíî, âçãëÿíóâ íà ýòè ðÿäû öèôð, ìû îáíàðóæèâàåì, ÷òî áîëüøåé öèôðå â îäíîì ðÿäó ñîîòâåòñòâóåò áîëüøàÿ öèôðà â äðóãîì ðÿäó è, íàîáîðîò, ìåíüøåé öèôðå â îäíîì ðÿäó ñîîòâåòñòâóåò ïðèìåðíî òàêàÿ æå ìàëàÿ öèôðà â äðóãîì ðÿäó. Ê êîýôôèöèåíòó ðàíãîâîé êîððåëÿöèè â ïñèõîëîãî-ïåäàãîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ îáðàùàþòñÿ â òîì ñëó÷àå, êîãäà ïðèçíàêè, ìåæäó êîòîðûìè óñòàíàâëèâàåòñÿ çàâèñèìîñòü, ÿâëÿþòñÿ êà÷åñòâåííî ðàçëè÷íûìè è íå ìîãóò áûòü äîñòàòî÷íî òî÷íî îöåíåíû ïðè ïîìîùè òàê íàçûâàåìîé èíòåðâàëüíîé èçìåðèòåëüíîé øêàëû. Èíòåðâàëüíîé íàçûâàþò òàêóþ øêàëó, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò îöåíèâàòü ðàññòîÿíèÿ ìåæäó åå çíà÷åíèÿìè è ñóäèòü î òîì, êàêîå èç íèõ áîëüøå è íàñêîëüêî áîëüøå äðóãîãî. Íàïðèìåð, ëèíåéêà, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé îöåíèâàþòñÿ è ñðàâíèâàþòñÿ äëèíû îáúåêòîâ, ÿâëÿåòñÿ èíòåðâàëüíîé øêàëîé, òàê êàê, ïîëüçóÿñü åþ, ìû ìîæåì óòâåðæäàòü, ÷òî ðàññòîÿíèå ìåæäó äâóìÿ è øåñòüþ ñàíòèìåòðàìè â äâà ðàçà áîëüøå, ÷åì ðàññòîÿíèå ìåæäó øåñòüþ è âîñåìüþ ñàíòèìåòðàìè. Åñëè æå, ïîëüçóÿñü íåêîòîðûì èçìåðèòåëüíûì èíñòðóìåíòîì, ìû ìîæåì òîëüêî óòâåðæäàòü, ÷òî îäíè ïîêàçàòåëè áîëüøå äðóãèõ, íî íå â ñîñòîÿíèè ñêàçàòü íà ñêîëüêî, òî òàêîé èçìåðèòåëüíûé èíñòðóìåíò íàçûâàåòñÿ íå èíòåðâàëüíûì, à ïîðÿäêîâûì.
|
|
|