Inleiding data-analyse
Inhoud
Thema 1: Inleiding ..................................................................................................................................................................... 4
1.1 Inleiding en ethiek ................................................................................................................................................. 4
Waarom wordt wetenschap beoefend ........................................................................................................................ 4
Empirische onderzoekscyclus ......................................................................................................................................... 4
Ethiek ................................................................................................................................................................................ 4
Ethische toetsing ............................................................................................................................................................. 5
Informed Consent ........................................................................................................................................................... 5
Full Disclosure ................................................................................................................................................................... 5
Datamanagement ......................................................................................................................................................... 5
Verspreidingen uitkomsten wetenschappelijk onderzoek ........................................................................................... 6
1.2 Validiteit en betrouwbaarheid ............................................................................................................................. 6
Betrouwbaarheid ............................................................................................................................................................ 6
Meetfout .......................................................................................................................................................................... 6
Validiteit ........................................................................................................................................................................... 6
1.3 Populaties en steekproeven ................................................................................................................................. 7
Populaties ........................................................................................................................................................................ 7
Rechtstreeks onderzoeken populaties .......................................................................................................................... 7
Steekproeven .................................................................................................................................................................. 7
1.4 Operationalisaties.................................................................................................................................................. 8
Variabelen ....................................................................................................................................................................... 8
Constructen ..................................................................................................................................................................... 8
Operationalisaties ........................................................................................................................................................... 9
Meetinstrumenten ........................................................................................................................................................... 9
Manipulaties .................................................................................................................................................................... 9
Betrouwbaarheid en validiteit van operationalisaties ................................................................................................. 9
Kwalitatief onderzoek ..................................................................................................................................................... 9
Meetmodel .................................................................................................................................................................... 10
Thema 2: Univariate analyse .................................................................................................................................................. 11
Beschrijvingsmaten ....................................................................................................................................................... 11
Centrummaten.............................................................................................................................................................. 11
Spreidingsmaten ........................................................................................................................................................... 11
Vrijheidsgraden ............................................................................................................................................................. 12
2.2 Verdelingsvormen ............................................................................................................................................... 12
Verdelingsvormen ......................................................................................................................................................... 12
Normale verdeling ........................................................................................................................................................ 13
Z-scores .......................................................................................................................................................................... 13
Histogrammen vs density plots ..................................................................................................................................... 14
Q-Q plots........................................................................................................................................................................ 15
Boxplots .......................................................................................................................................................................... 15
Verdelingsmaten ........................................................................................................................................................... 15
2.3 Steekproevenverdelingen .................................................................................................................................. 16
Samenvatting steekproeven ........................................................................................................................................ 16
Steekproevenverdelingen ............................................................................................................................................ 16
, Steekproevenverdeling van het gemiddelde ............................................................................................................ 16
De standaardfout.......................................................................................................................................................... 17
2.4 Betrouwbaarheidsintervallen.............................................................................................................................. 18
Accuraatheid van schattingen ................................................................................................................................... 18
Het betrouwbaarheidsinterval ..................................................................................................................................... 18
Puntschatting................................................................................................................................................................. 19
2.5 Meetniveaus en frequenties ............................................................................................................................... 19
Meetniveaus .................................................................................................................................................................. 19
Beschrijvingsmaten van categorische variabelen ..................................................................................................... 20
Frequentieverdelingen ................................................................................................................................................. 20
Staafdiagrammen ......................................................................................................................................................... 20
Steekproevenverdelingen en betrouwbaarheidsintervallen ..................................................................................... 21
Samenvatting thema 2 ...................................................................................................................................................... 21
Thema 3: Bivariate analyse .................................................................................................................................................... 22
3.1 Structurele modellen ........................................................................................................................................... 22
Het structurele model ................................................................................................................................................... 22
3.2 Typen designs ...................................................................................................................................................... 23
Typen designs ................................................................................................................................................................ 23
Observationele designs ................................................................................................................................................ 23
Cross-sectionele versus longitudinale designs ............................................................................................................ 23
Attritie ............................................................................................................................................................................. 23
Experimentele designs .................................................................................................................................................. 24
Randomisatie................................................................................................................................................................. 24
Manipulaties, matching en controlegroepen ............................................................................................................ 24
Keuze voor een design en andere varianten ............................................................................................................. 25
3.3 Onderzoeksvragen en hypothesen ................................................................................................................... 25
Onderzoeksvragen........................................................................................................................................................ 25
Hypothesen ................................................................................................................................................................... 25
Onafhankelijke en afhankelijke variabelen ................................................................................................................ 25
Formuleringen op theoretisch versus operationeel niveau........................................................................................ 26
Doelstellingen ................................................................................................................................................................ 26
Samenvatting onderzoek .................................................................................................................................................. 26
Thema 4: Correlatie ................................................................................................................................................................ 27
4.1 Het verband tussen twee interval variabelen ................................................................................................... 27
Van univariaat naar bivariaat ...................................................................................................................................... 27
Scatterplot ..................................................................................................................................................................... 27
4.2 De correlatiecoëfficiënt ...................................................................................................................................... 28
Correlatie ....................................................................................................................................................................... 28
Interpretatie: mogelijke waarden ................................................................................................................................ 29
Interpretatie: effectgroottes en vuistregels ................................................................................................................. 29
4.3 De steekproevenverdeling van Pearson’s r....................................................................................................... 29
De steekproevenverdeling van de correlatie............................................................................................................. 29
4.4 Het betrouwbaarheidsinterval van Pearson’s r ................................................................................................. 30
Het betrouwbaarheidsinterval van Pearson’s r........................................................................................................... 30
4.5 De p-waarde van Pearson’s r............................................................................................................................. 31
De kans op een gegeven steekproefwaarde ............................................................................................................ 31
, Nulhypothese-significantietoetsing .............................................................................................................................. 31
Problemen van NHST ..................................................................................................................................................... 31
4.6 Type 1- en type 2-fouten ..................................................................................................................................... 32
Type 1-fouten................................................................................................................................................................. 32
Type 2-fouten................................................................................................................................................................. 32
4.7 Power.................................................................................................................................................................... 33
Power berekeningen .................................................................................................................................................... 33
Power en betrouwbaarheidsintervallen ...................................................................................................................... 33
Multiple testing .............................................................................................................................................................. 34
Thema 5: Regressie ................................................................................................................................................................. 35
5.1 Lineaire regressieanalyse .................................................................................................................................... 35
Regressieanalyse geïllustreerd in scatterplots ............................................................................................................. 35
Regressiecoëfficiënten ................................................................................................................................................. 35
Asymmetrie van regressieanalyse................................................................................................................................ 35
Ruwe versus gestandaardiseerde regressiecoëfficiënten ......................................................................................... 35
Proportie verklaarde variantie ..................................................................................................................................... 36
Samenvatting ..................................................................................................................................................................... 36
5.2 De steekproevenverdeling van bèta ................................................................................................................ 36
De steekproevenverdeling van een regressiecoëfficiënt .......................................................................................... 36
5.3 Het betrouwbaarheidsinterval van bèta ........................................................................................................... 37
Het betrouwbaarheidsinterval voor een regressiecoëfficiënt ................................................................................... 37
5.4 De p-waarde van bèta....................................................................................................................................... 38
De nulhypothese-steekproevenverdeling voor een regressiecoëfficiënt ................................................................ 38
De p-waarde van een regressiecoëfficiënt ................................................................................................................ 38
De test van het model .................................................................................................................................................. 38
5.5 Dichotome onafhankelijke variabelen .............................................................................................................. 39
Aannamen van regressieanalyse ................................................................................................................................ 39
Dichotome voorspellers ................................................................................................................................................ 40
Thema 6: Cohens d en t-toetsen ........................................................................................................................................... 40
6.1 Onafhankelijke steekproeven ............................................................................................................................ 40
Een verschil tussen gemiddelden ................................................................................................................................ 40
De steekproevenverdeling en het betrouwbaarheidsinterval voor het verschil tussen gemiddelden .................. 41
Cohens’ d ...................................................................................................................................................................... 41
Betrouwbaarheidsinterval van Cohens’ d .................................................................................................................. 41
De t-toets ....................................................................................................................................................................... 42
6.2 Afhankelijke steekproeven ................................................................................................................................. 43
Metingen bij dezelfde personen .................................................................................................................................. 43
Voordelen van gepaarde t-toetsen ............................................................................................................................ 43
Verschillende berekeningen bij gepaarde t-toetsen ................................................................................................. 43
Thema 7: ω², η² en ANOVA .................................................................................................................................................... 44
7.1 Variantieanalyse .................................................................................................................................................. 44
Variantieanalyse ........................................................................................................................................................... 44
Omega kwadraat ......................................................................................................................................................... 44
, Thema 1: Inleiding
1.1 Inleiding en ethiek
Leerdoelen
Ik kan
• beschrijven waarom wetenschap wordt beoefend
• beschrijven wat de empirische onderzoekscyclus is en uit welke fasen het
bestaat
• beschrijven wat de achtergrond en rol van ethiek is bij wetenschappelijk
onderzoek bij mensen
• beschrijven hoe ethische toetsing in Nederland en bij de OU in zijn werk gaat
• beschrijven wat het belang, de rol en aard van een Informed Consent is en
welke onderdelen het bevat
• beschrijven wat Full Disclosure is en waarom het belangrijk is
• beschrijven wat Datamanagement is en waarom het belangrijk is
• beschrijven hoe uitkomsten van onderzoek worden verspreid onder
wetenschapper
Waarom wordt wetenschap beoefend
De wetenschap biedt systematische methoden van informatieverzameling en -
verwerking om de realiteit in kaart te brengen. Dit is nodig, omdat onze ideeën over
de realiteit niet zomaar te vertrouwen is. Leren over de realiteit is vooral wenselijk
omdat we deze naar onze hand kunnen zetten als we haar begrijpen.
Ook levert wetenschap informatie en bruikbare adviezen op waar beleid op
gebaseerd kan worden (richtlijnen voor gezond eten, zendmasten voor mobiele data,
lichaamsbeweging enz.) Zo wordt de kans dat deze richtlijnen worden gebaseerd op
anekdotes en subjectieve info verlaagd.
Empirische onderzoekscyclus
• onderzoeksvraag formuleren: bepalend voor hoe studie ontworpen moet
worden.
• studie ontwerpen: ontwerp is nodig om data te verzamelen. Tijdens het
ontwerpen kan blijken dat de onderzoeksvraag moet worden aangepast.
• data verzamelen. Op het moment dat je hiermee begint staat de
onderzoeksvraag vast.
• data analyseren: verzamelde data wordt geanalyseerd.
• Rapporteren: hele proces moet gerapporteerd worden.
Iteratief (herhalend), want nav rapportage ontstaan nieuwe onderzoeksvragen.
Tijdens het ontwerpen van een studie is het vaak al nodig om analyses uit te voeren.
Ook kunnen delen van de rapportage al worden geschreven voor dat data is
verzameld.
Ethiek
Ethiek is belangrijk in wetenschappelijk onderzoek, want:
- Objecten van onderzoek in psychologie en onderwijs zijn meestal mensen. De
investering en risico’s moeten dus in verhouding staat tot de mogelijke
opbrengsten van het onderzoek.
- Wetenschappelijk onderzoek wordt vaak uitgevoerd met publieksgeld. Dat
geeft onderzoekers de zware verantwoordelijkheid om hun uiterste best te
doen te zorgen dat het onderzoek de moeite van de investering en kosten
waard is, repliceerbaar is, en dat alle stappen transparant en herleidbaar zijn.
1947: Nuremberg Code. Belang van aandacht besteden aan ethiek in onderzoek
wordt voor het eerst geformaliseerd. Bestaat uit ethische onderzoeksprincipes.
Inhoud
Thema 1: Inleiding ..................................................................................................................................................................... 4
1.1 Inleiding en ethiek ................................................................................................................................................. 4
Waarom wordt wetenschap beoefend ........................................................................................................................ 4
Empirische onderzoekscyclus ......................................................................................................................................... 4
Ethiek ................................................................................................................................................................................ 4
Ethische toetsing ............................................................................................................................................................. 5
Informed Consent ........................................................................................................................................................... 5
Full Disclosure ................................................................................................................................................................... 5
Datamanagement ......................................................................................................................................................... 5
Verspreidingen uitkomsten wetenschappelijk onderzoek ........................................................................................... 6
1.2 Validiteit en betrouwbaarheid ............................................................................................................................. 6
Betrouwbaarheid ............................................................................................................................................................ 6
Meetfout .......................................................................................................................................................................... 6
Validiteit ........................................................................................................................................................................... 6
1.3 Populaties en steekproeven ................................................................................................................................. 7
Populaties ........................................................................................................................................................................ 7
Rechtstreeks onderzoeken populaties .......................................................................................................................... 7
Steekproeven .................................................................................................................................................................. 7
1.4 Operationalisaties.................................................................................................................................................. 8
Variabelen ....................................................................................................................................................................... 8
Constructen ..................................................................................................................................................................... 8
Operationalisaties ........................................................................................................................................................... 9
Meetinstrumenten ........................................................................................................................................................... 9
Manipulaties .................................................................................................................................................................... 9
Betrouwbaarheid en validiteit van operationalisaties ................................................................................................. 9
Kwalitatief onderzoek ..................................................................................................................................................... 9
Meetmodel .................................................................................................................................................................... 10
Thema 2: Univariate analyse .................................................................................................................................................. 11
Beschrijvingsmaten ....................................................................................................................................................... 11
Centrummaten.............................................................................................................................................................. 11
Spreidingsmaten ........................................................................................................................................................... 11
Vrijheidsgraden ............................................................................................................................................................. 12
2.2 Verdelingsvormen ............................................................................................................................................... 12
Verdelingsvormen ......................................................................................................................................................... 12
Normale verdeling ........................................................................................................................................................ 13
Z-scores .......................................................................................................................................................................... 13
Histogrammen vs density plots ..................................................................................................................................... 14
Q-Q plots........................................................................................................................................................................ 15
Boxplots .......................................................................................................................................................................... 15
Verdelingsmaten ........................................................................................................................................................... 15
2.3 Steekproevenverdelingen .................................................................................................................................. 16
Samenvatting steekproeven ........................................................................................................................................ 16
Steekproevenverdelingen ............................................................................................................................................ 16
, Steekproevenverdeling van het gemiddelde ............................................................................................................ 16
De standaardfout.......................................................................................................................................................... 17
2.4 Betrouwbaarheidsintervallen.............................................................................................................................. 18
Accuraatheid van schattingen ................................................................................................................................... 18
Het betrouwbaarheidsinterval ..................................................................................................................................... 18
Puntschatting................................................................................................................................................................. 19
2.5 Meetniveaus en frequenties ............................................................................................................................... 19
Meetniveaus .................................................................................................................................................................. 19
Beschrijvingsmaten van categorische variabelen ..................................................................................................... 20
Frequentieverdelingen ................................................................................................................................................. 20
Staafdiagrammen ......................................................................................................................................................... 20
Steekproevenverdelingen en betrouwbaarheidsintervallen ..................................................................................... 21
Samenvatting thema 2 ...................................................................................................................................................... 21
Thema 3: Bivariate analyse .................................................................................................................................................... 22
3.1 Structurele modellen ........................................................................................................................................... 22
Het structurele model ................................................................................................................................................... 22
3.2 Typen designs ...................................................................................................................................................... 23
Typen designs ................................................................................................................................................................ 23
Observationele designs ................................................................................................................................................ 23
Cross-sectionele versus longitudinale designs ............................................................................................................ 23
Attritie ............................................................................................................................................................................. 23
Experimentele designs .................................................................................................................................................. 24
Randomisatie................................................................................................................................................................. 24
Manipulaties, matching en controlegroepen ............................................................................................................ 24
Keuze voor een design en andere varianten ............................................................................................................. 25
3.3 Onderzoeksvragen en hypothesen ................................................................................................................... 25
Onderzoeksvragen........................................................................................................................................................ 25
Hypothesen ................................................................................................................................................................... 25
Onafhankelijke en afhankelijke variabelen ................................................................................................................ 25
Formuleringen op theoretisch versus operationeel niveau........................................................................................ 26
Doelstellingen ................................................................................................................................................................ 26
Samenvatting onderzoek .................................................................................................................................................. 26
Thema 4: Correlatie ................................................................................................................................................................ 27
4.1 Het verband tussen twee interval variabelen ................................................................................................... 27
Van univariaat naar bivariaat ...................................................................................................................................... 27
Scatterplot ..................................................................................................................................................................... 27
4.2 De correlatiecoëfficiënt ...................................................................................................................................... 28
Correlatie ....................................................................................................................................................................... 28
Interpretatie: mogelijke waarden ................................................................................................................................ 29
Interpretatie: effectgroottes en vuistregels ................................................................................................................. 29
4.3 De steekproevenverdeling van Pearson’s r....................................................................................................... 29
De steekproevenverdeling van de correlatie............................................................................................................. 29
4.4 Het betrouwbaarheidsinterval van Pearson’s r ................................................................................................. 30
Het betrouwbaarheidsinterval van Pearson’s r........................................................................................................... 30
4.5 De p-waarde van Pearson’s r............................................................................................................................. 31
De kans op een gegeven steekproefwaarde ............................................................................................................ 31
, Nulhypothese-significantietoetsing .............................................................................................................................. 31
Problemen van NHST ..................................................................................................................................................... 31
4.6 Type 1- en type 2-fouten ..................................................................................................................................... 32
Type 1-fouten................................................................................................................................................................. 32
Type 2-fouten................................................................................................................................................................. 32
4.7 Power.................................................................................................................................................................... 33
Power berekeningen .................................................................................................................................................... 33
Power en betrouwbaarheidsintervallen ...................................................................................................................... 33
Multiple testing .............................................................................................................................................................. 34
Thema 5: Regressie ................................................................................................................................................................. 35
5.1 Lineaire regressieanalyse .................................................................................................................................... 35
Regressieanalyse geïllustreerd in scatterplots ............................................................................................................. 35
Regressiecoëfficiënten ................................................................................................................................................. 35
Asymmetrie van regressieanalyse................................................................................................................................ 35
Ruwe versus gestandaardiseerde regressiecoëfficiënten ......................................................................................... 35
Proportie verklaarde variantie ..................................................................................................................................... 36
Samenvatting ..................................................................................................................................................................... 36
5.2 De steekproevenverdeling van bèta ................................................................................................................ 36
De steekproevenverdeling van een regressiecoëfficiënt .......................................................................................... 36
5.3 Het betrouwbaarheidsinterval van bèta ........................................................................................................... 37
Het betrouwbaarheidsinterval voor een regressiecoëfficiënt ................................................................................... 37
5.4 De p-waarde van bèta....................................................................................................................................... 38
De nulhypothese-steekproevenverdeling voor een regressiecoëfficiënt ................................................................ 38
De p-waarde van een regressiecoëfficiënt ................................................................................................................ 38
De test van het model .................................................................................................................................................. 38
5.5 Dichotome onafhankelijke variabelen .............................................................................................................. 39
Aannamen van regressieanalyse ................................................................................................................................ 39
Dichotome voorspellers ................................................................................................................................................ 40
Thema 6: Cohens d en t-toetsen ........................................................................................................................................... 40
6.1 Onafhankelijke steekproeven ............................................................................................................................ 40
Een verschil tussen gemiddelden ................................................................................................................................ 40
De steekproevenverdeling en het betrouwbaarheidsinterval voor het verschil tussen gemiddelden .................. 41
Cohens’ d ...................................................................................................................................................................... 41
Betrouwbaarheidsinterval van Cohens’ d .................................................................................................................. 41
De t-toets ....................................................................................................................................................................... 42
6.2 Afhankelijke steekproeven ................................................................................................................................. 43
Metingen bij dezelfde personen .................................................................................................................................. 43
Voordelen van gepaarde t-toetsen ............................................................................................................................ 43
Verschillende berekeningen bij gepaarde t-toetsen ................................................................................................. 43
Thema 7: ω², η² en ANOVA .................................................................................................................................................... 44
7.1 Variantieanalyse .................................................................................................................................................. 44
Variantieanalyse ........................................................................................................................................................... 44
Omega kwadraat ......................................................................................................................................................... 44
, Thema 1: Inleiding
1.1 Inleiding en ethiek
Leerdoelen
Ik kan
• beschrijven waarom wetenschap wordt beoefend
• beschrijven wat de empirische onderzoekscyclus is en uit welke fasen het
bestaat
• beschrijven wat de achtergrond en rol van ethiek is bij wetenschappelijk
onderzoek bij mensen
• beschrijven hoe ethische toetsing in Nederland en bij de OU in zijn werk gaat
• beschrijven wat het belang, de rol en aard van een Informed Consent is en
welke onderdelen het bevat
• beschrijven wat Full Disclosure is en waarom het belangrijk is
• beschrijven wat Datamanagement is en waarom het belangrijk is
• beschrijven hoe uitkomsten van onderzoek worden verspreid onder
wetenschapper
Waarom wordt wetenschap beoefend
De wetenschap biedt systematische methoden van informatieverzameling en -
verwerking om de realiteit in kaart te brengen. Dit is nodig, omdat onze ideeën over
de realiteit niet zomaar te vertrouwen is. Leren over de realiteit is vooral wenselijk
omdat we deze naar onze hand kunnen zetten als we haar begrijpen.
Ook levert wetenschap informatie en bruikbare adviezen op waar beleid op
gebaseerd kan worden (richtlijnen voor gezond eten, zendmasten voor mobiele data,
lichaamsbeweging enz.) Zo wordt de kans dat deze richtlijnen worden gebaseerd op
anekdotes en subjectieve info verlaagd.
Empirische onderzoekscyclus
• onderzoeksvraag formuleren: bepalend voor hoe studie ontworpen moet
worden.
• studie ontwerpen: ontwerp is nodig om data te verzamelen. Tijdens het
ontwerpen kan blijken dat de onderzoeksvraag moet worden aangepast.
• data verzamelen. Op het moment dat je hiermee begint staat de
onderzoeksvraag vast.
• data analyseren: verzamelde data wordt geanalyseerd.
• Rapporteren: hele proces moet gerapporteerd worden.
Iteratief (herhalend), want nav rapportage ontstaan nieuwe onderzoeksvragen.
Tijdens het ontwerpen van een studie is het vaak al nodig om analyses uit te voeren.
Ook kunnen delen van de rapportage al worden geschreven voor dat data is
verzameld.
Ethiek
Ethiek is belangrijk in wetenschappelijk onderzoek, want:
- Objecten van onderzoek in psychologie en onderwijs zijn meestal mensen. De
investering en risico’s moeten dus in verhouding staat tot de mogelijke
opbrengsten van het onderzoek.
- Wetenschappelijk onderzoek wordt vaak uitgevoerd met publieksgeld. Dat
geeft onderzoekers de zware verantwoordelijkheid om hun uiterste best te
doen te zorgen dat het onderzoek de moeite van de investering en kosten
waard is, repliceerbaar is, en dat alle stappen transparant en herleidbaar zijn.
1947: Nuremberg Code. Belang van aandacht besteden aan ethiek in onderzoek
wordt voor het eerst geformaliseerd. Bestaat uit ethische onderzoeksprincipes.
