假设检验与统计效力教材课件

假设检验与统计功效假设检验与统计功效郭丰波郭丰波 韦义平韦义平2011-11-7假设检验与统计功效郭丰波 韦义平2011-11-7目录目录l统计功效的介绍统计功效的介绍lG*power的运用的运用目录统计功效的介绍假设检验的基本原理假设检验的基本原理l假设检验是依据小概率原理由样本对总体进行推论的过程假设检验是依据小概率原理由样本对总体进行推论的过程lH0与与H1l假设检验的错误风险假设检验的错误风险1-(置信水平置信水平)(类错误类错误)(类错误类错误)1-(功效水平功效水平)现实现实(总体总体)H0：(不存在差异不存在差异)H1：(存在差异存在差异)统计检验统计检验(样本样本)H0：(不存在差异不存在差异)H1：(存在差异存在差异)类错误：弃真错误，即在现实中不存在差别的两种现象在研究中被认为是有差别的。类错误：弃真错误，即在现实中不存在差别的两种现象在研究中被认为是有差别的。相伴概率相伴概率P值为在给定的显著水平水平上犯错误的概率。值为在给定的显著水平水平上犯错误的概率。II类错误：取伪错误，即在现实中存在差别的两种现象在研究中被推定为是无差别的。类错误：取伪错误，即在现实中存在差别的两种现象在研究中被推定为是无差别的。假设检验的基本原理假设检验是依据小概率原理由样本对总体进行推假设检验与统计效力教材课件 统计显著性结果表示的意义是：当差异确实存在时，统计显著性结果表示的意义是：当差异确实存在时，按照规定的显著性水平能够发现这种差别的能力。按照规定的显著性水平能够发现这种差别的能力。在心理学的研究中，正确的做法是限制犯在心理学的研究中，正确的做法是限制犯类错误的类错误的概率，同时使犯概率，同时使犯类错误的概率尽可能的小。但是，心理类错误的概率尽可能的小。但是，心理学的研究中往往只注重对学的研究中往往只注重对类错误的控制，而忽视对类错误的控制，而忽视对类类错误的控制。错误的控制。统计显著性结果表示的意义是：当差异确实存在时当前国内外研究中推断统计误用（焦璨，当前国内外研究中推断统计误用（焦璨，2008）l统计显著性统计显著性(statistical significance)和实质显著和实质显著性性(practical significance)的混淆的混淆lP值是原假设为真的概率，值是原假设为真的概率，1-P为研究假设为真的为研究假设为真的概率概率l拒绝原假设即接受研究者所提出的暗含原假设不为拒绝原假设即接受研究者所提出的暗含原假设不为真的理论真的理论lP值越小，其结论越有可能被重复值越小，其结论越有可能被重复lP值越小，其实验处理越有效值越小，其实验处理越有效l是拒绝原假设的概率是拒绝原假设的概率 当前国内外研究中推断统计误用（焦璨，2008）统计显著性(sl美国美国“挑战者号挑战者号”航天飞机失事（）的故事航天飞机失事（）的故事-（Mazen et al.1987)-决策：如果决策：如果O型圈没有变化，则发射型圈没有变化，则发射 如果如果O型圈有变化，则不能发射型圈有变化，则不能发射-错误风险错误风险l错误：错误：如果如果O-RingO-Ring没有变化而做出有变化的结论，没有变化而做出有变化的结论，将导至飞机状态正常但不能发射。将导至飞机状态正常但不能发射。l错误：错误：如果如果O-RingO-Ring有变化但做出没有变化的推断，有变化但做出没有变化的推断，则有可能导致飞机起飞后爆炸。则有可能导致飞机起飞后爆炸。美国航空航天局认为美国航空航天局认为O型圈不存在差别型圈不存在差别航天飞机发射后爆炸航天飞机发射后爆炸事事后后调调查查发发现现，爆爆炸炸的的原原因因是是当当时时使使用用的的O型型圈圈与以前所使用的与以前所使用的O型圈存在差别型圈存在差别错误导致了错误导致了“挑战者号挑战者号”航天飞机失事航天飞机失事错误的实例错误的实例美国“挑战者号”航天飞机失事（）的故事错误的实例统计功效的实例统计功效的实例l线性相关显著是否意味着高相关？线性相关显著是否意味着高相关？l拒绝拒绝H0成立是否必然地使接受成立是否必然地使接受H1是合理的？是合理的？r=0.219,P0.001*统计功效的实例线性相关显著是否意味着高相关？r=0.219,统计功效（统计功效（statistical power,SP）lThe power(1-)of a statistical test is the complement of,which denotes the Type II or beta error probability of falsely retaining an incorrect H0（FRANZ FAUL et al.,2007).l统计功效是假设检验能够正确侦测到真实的处理效应的能统计功效是假设检验能够正确侦测到真实的处理效应的能力。力。l学术界认为，一个研究的统计功效达到学术界认为，一个研究的统计功效达到0.8以上，其研究结以上，其研究结论才比较可靠。只有当统计功效达到论才比较可靠。只有当统计功效达到0.80时，才能比较有时，才能比较有把握地保证总体中存在的现象可以通过样本检验得到识别把握地保证总体中存在的现象可以通过样本检验得到识别（Brock，2003）lSP=0.8也意味着，研究者推论犯也意味着，研究者推论犯II类错误的概率为类错误的概率为20%(=0.2）统计功效（statistical power,SP）The影响影响统计功效的要素功效的要素lStatistical power depends on three classes of parameters:-1）the significance level(i.e.,the Type I error probability)of the test。-2）the size(s)of the sample(s)used for the test。-3）an effect size parameter defining H1 and thus indexing the degree of deviation from H0 in the underlying population.-水平水平、样本本规模、效模、效应规模模影响统计功效的要素Statistical power dep提高统计功效的方法提高统计功效的方法l增加效应规模（增加效应规模（effect size）l增加样本量（增加样本量（sample size）l增加显著性水平（增加显著性水平（）l改双侧检验为单侧检验改双侧检验为单侧检验提高统计功效的方法增加效应规模（effect size）效效应规模（模（effective size）l效应规模指的是总体中原假设与备择假设之间的差距-（Cohen，1992）。-一般来说，效应规模应该通过现有理论、以往研究、预检验（pre-test）或根据逻辑来进行估计。-如果显著水平和样本规模固定，那么，ES越小，统计功效越也越低。而ES越小，意昧着H0与H1的deviation也越小，那么拒绝H0与接受H1之间的合理性也越高。效应规模（effective size）效应规模指的是总体中效应规模参考效应规模参考表表(CohenCohen,19921992）（林丹明、李炜文,、梁强，2007）效应规模参考表(Cohen,1992）（林丹明、李炜文,、统计效应的计算（金勇进，1999）统计效应的计算（金勇进，1999）假设检验与统计效力教材课件统计功效对实证研究的结果的影响统计功效对实证研究的结果的影响 过低的统计功效会使人们放弃一些重要的理论，从而阻碍知识的发展。（Maxwell，2004）过高的统计功效会降低研究效率。统计功效对实证研究的结果的影响 过低的统计功效会G*power 3G*Power(EG*Power(Erdfelder,Faul,&Buchner,1996)was designed as a general stand-alone power analysis program for statistical tests commonly used in social and behavioral research.G*Power 3 is a major extension of,and improvement over,the previous versions.It runs on widely used computer platforms(i.e.,Windows XP,Windows Vista,and Mac OS X 10.4)and covers many different statistical tests of the t,F,and x2 test families.In addition,it includes power analyses for z tests and some exact tests.G*Power 3 provides improved effect size calculators and graphic options,supports both distribution-based and design-based input modes,and offers all types of power analyses in which users might be interested.Like its predecessors,G*Power 3 is free.http:/www.psycho.uni-duesseldorf.de/abteilungen/aap/gpower3/G*power 3G*Power(EG*Power(ErdG*Power 3的使用l详细说明G*Power 3的使用详细说明G*Power 3 应用实务l事前设计（研究设计）-如何确定样本规模-确定检验方法-确定分组情况-确定效应规模、显著水平和统计功效-ES：以中等效应规模为基点-显著水平：0.05-统计功效：0.8以上l计算合适的样本规模G*Power 3 应用实务事前设计（研究设计）G*Power 3 应用实务l研究的事后评估-确定研究的数据处理方法-确定研究的被试数-确定分组方法-确定显著水平-确定样本规模-指定效应规模l计算研究结论的统计效力G*Power 3 应用实务研究的事后评估更多信息及G*Power的升级请访问：http:/www.psycho.uni-duesseldorf.de/abteilungen/aap/gpower3/更多信息及G*Power的升级请访问：http:/www