Statistika v bakalářské práci: jaký test na jaká data
Máš nasbírané dotazníky a nevíš, co s čísly? O volbě testu nerozhoduje vkus, ale úroveň měření a počet skupin, a rozhodovací tabulka níže tě dovede k testu ve třech otázkách.
- O volbě testu nerozhoduje vkus, ale úroveň měření a počet skupin. Rozhodovací tabulka to zkrátí na jeden krok.
- Popisná statistika je povinný základ, metodika nelékařských oborů LF MU jí říká třídění prvního stupně.
- P-hodnota je pravděpodobnost dat, ne hypotézy. Najdeš i to, jak výsledek zapsat do textu.
Popisná statistika jako povinný základ
Než se dostaneš k testům, svoje data popiš: u kategorií absolutní a relativní četnosti, u číselných proměnných průměr, medián, modus a směrodatnou odchylku. Metodika nelékařských oborů Lékařské fakulty Masarykovy univerzity tomu říká třídění prvního stupně a u bakalářské práce ho pokládá za dostačující, druhý stupeň váže až na testování hypotéz. Táž metodika u bakalářské práce ukládá interpretovat výsledky tabulkami, grafy jen jako doplněk. Popis dat je zároveň první krok při volbě testu: symetrii posoudíš z koeficientu šikmosti, nulového u souměrného rozdělení, a normalitu Shapirovým-Wilkovým testem, protože ta je předpokladem parametrických testů. Sběr odpovědí sem nepatří, ten ti řeší metody sběru dat.
Který test kdy a proč
První otázka není který test, ale na jaké úrovni měření jsou tvoje data, protože z ní vyplývá všechno ostatní. Učebnice Matematická biologie z Masarykovy univerzity rozlišuje nominální data, tedy kategorie bez přirozeného pořadí, jako je pohlaví nebo obor studia. Ordinální data pořadí mají, což je případ Likertovy škály, a u intervalové stupnice se dá ptát, o kolik jednotek se dvě hodnoty liší. Teprve potom se ptáš, jestli zkoumáš vztah nebo rozdíl, kolik skupin porovnáváš a jestli nejde o tytéž lidi. Co přesně testuješ, musí vyplývat z cíle práce v úvodu.
| Co zkoumáš | Úroveň měření | Skupiny a měření | Test a předpoklad, který ověříš |
|---|---|---|---|
| vztah | nominální | dvě kategoriální proměnné | Pearsonův chí-kvadrát test, pozor na očekávané četnosti |
| vztah | ordinální | dvě proměnné | Spearmanův korelační koeficient, normalitu nevyžaduje |
| vztah | intervalová | dvě proměnné | Pearsonův korelační koeficient, nejprve se podívej na bodový graf, křivku nezachytí |
| rozdíl | intervalová | dvě nezávislé skupiny | t-test pro dva výběry, při zamítnuté normalitě raději Mannův-Whitneyho test |
| rozdíl | intervalová | dvě měření týchž lidí | párový t-test, předpokladem je normálně rozdělený rozdíl měření, jinak Wilcoxonův test |
| rozdíl | intervalová | tři a více skupin | analýza rozptylu, předpokladem je normalita a shoda rozptylů podle Leveneova testu, jinak Kruskalův-Wallisův test |
Nejčastěji padá předpoklad chí-kvadrátu a Matematická biologie ho formuluje přísněji než anglická literatura: alespoň 80 procent buněk kontingenční tabulky musí mít očekávanou četnost vyšší než 5 a všechny buňky vyšší než 2. U malého vzorku rozdrobeného na mnoho kategorií to nevyjde: podle studie McHugh v Biochemia Medica potřebuje vzorek aspoň pětinásobek počtu buněk, takže tabulka s osmi buňkami žádá 40 odpovědí. S ordinálními daty, tedy s Likertovou škálou, zůstáváš u neparametrických testů.
P-hodnota: pravděpodobnost dat, ne hypotézy
P-hodnota ti neříká, jaká je pravděpodobnost, že tvoje hypotéza platí, ale jakou pravděpodobnost by podle definice v Matematické biologii měla stejná nebo extrémnější hodnota testové statistiky za platnosti nulové hypotézy. Hranici si stanovuješ dopředu a podle Studia paedagogica to bývá 0,05, kolektiv 72 statistiků však doporučil 0,5 procenta. Americká statistická asociace to v březnu 2016 shrnula do šesti principů a dva z nich potřebuješ: p neměří pravděpodobnost, že hypotéza je pravdivá, ani velikost účinku či důležitost výsledku. Proto k p patří míra věcné významnosti, u dvou průměrů Cohenovo d: 0,2 až 0,5 malý, 0,5 až 0,8 střední, 0,8 a více velký efekt. Na velikosti souboru p-hodnota silně závisí, míra věcné významnosti nikoli.
Jak výsledky zapsat do textu
Výsledek není číslo ve výstupu programu, ale věta s testovou statistikou, stupni volnosti, p-hodnotou a silou vztahu, u chí-kvadrátu s Cramerovým V. Český zápis odděluje údaje středníkem a drží desetinnou čárku, tedy t = 14,246; df = 7016,132; P < 0,0005. SPSS tiskne u malých p-hodnot 0,000 a autoři v časopise Studia paedagogica takový formát odmítají. Vzor, který si přepíšeš na vlastní čísla:
Chí-kvadrát test neprokázal statisticky významný vztah mezi pohlavím respondenta a volbou odpovědi (χ2 = 1,378; df = 1; p = 0,240; V = 0,118; n = 99).
χ2 testová statistika, df stupně volnosti, p dosažená p-hodnota, V Cramerovo V jako síla vztahu
Za větou následuje tabulka s pozorovanými a očekávanými četnostmi, ne surová obrazovka ze softwaru. Metodika Lékařské fakulty přidává pravidlo, které se často porušuje: názvem tabulky není otázka z dotazníku, tedy ne Jaký je Váš věk, ale Věk respondenta. Vlastní pravidla číslování a popisků mají tabulky a grafy ve Wordu.
Výsledková část: text z tvých čísel
Samotný výpočet zvládne JASP nebo jamovi, oba jsou zdarma, psaní výsledkové části ti ale nezkrátí. AIPráce z tvého exportu z Google Forms nebo z Excelu spočítá četnosti, průměry a směrodatné odchylky a napíše k nim souvislý text, přičemž má zakázáno uvést hodnotu, která ve tvém souboru není. Test si spustíš a zkontroluješ sám.
Časté otázky
Jaký statistický test mám použít na dotazník?
Závisí to na úrovni měření. Kategorie vyhodnotíš chí-kvadrátem, Likertovy škály Spearmanovým koeficientem nebo neparametrickými testy, číselné proměnné t-testem nebo analýzou rozptylu, pokud projdou testem normality. Jeden dotazník téměř vždy potřebuje více testů.
Co znamená p-hodnota jednoduše řečeno?
Je to pravděpodobnost, že by výsledek vyšel takový nebo ještě výraznější, kdyby ve skutečnosti žádný rozdíl ani vztah neexistoval. Není to pravděpodobnost, že tvoje hypotéza je pravdivá, i když se to tak často píše.
Co mám napsat, když mi hypotéza nevyšla?
Že se nepotvrdila, a proč je to legitimní výsledek. Nevýznamný výsledek nedokazuje, že rozdíl neexistuje, jen že ho tvoje data neprokázala. V diskusi uveď velikost vzorku a omezení, která to mohla způsobit.
Ověřené zdroje
Primární dokumenty, ze kterých článek vychází. Otevři si je a zkontroluj mě.
- Lékařská fakulta Masarykovy univerzity, Metodika ke zpracování závěrečné práce pro vybrané nelékařské zdravotnické obory (2019), kapitola Kvantitativní výzkumis.muni.cz
- Masarykova univerzita, Matematická biologie: e-learningová učebnice (2015), Typy datportal.matematickabiologie.cz
- Masarykova univerzita, Matematická biologie: e-learningová učebnice (2015), Testování nezávislosti (Pearsonův chí-kvadrát test)portal.matematickabiologie.cz
- Masarykova univerzita, Matematická biologie: e-learningová učebnice (2015), P-hodnota a její interpretaceportal.matematickabiologie.cz
- Soukup, Trahorsch a Chytrý, Míry věcné významnosti s intervaly spolehlivosti a ukázky jejich využití v pedagogické praxi, Studia paedagogica 26(3), 2021journals.phil.muni.cz
- Litschmannová, Úvod do statistiky, skripta VŠB-TU Ostrava (2011)mi21.vsb.cz
- Kladivo, Základy statistiky, Univerzita Palackého v Olomouci (2013), ISBN 978-80-244-3842-9geography.upol.cz
- Americká statistická asociace, Statement on Statistical Significance and P-Values (2016)amstat.org
- Greenland a kol., Statistical tests, P values, confidence intervals, and power (2016)pmc.ncbi.nlm.nih.gov
- McHugh 2013, The Chi-square test of independence, Biochemia Medica 23(2)pmc.ncbi.nlm.nih.gov
- JASP, oficiální stránka statistického programu Univerzity v Amsterdamujasp-stats.org
- jamovi, oficiální stránka statistického programujamovi.org