Лекция 4. Критерии Фридмана и Пейджа
Критерий X2r Фридмана
Назначение критерия
Критерий X2r применяется для сопоставления показателей, измеренных в трех или более условиях на одной и той же выборке испытуемых. Критерий позволяет установить, что величины показателей от условия к условию изменяются, но при этом не указывает на направление изменений.
Описание критерия
Ранжируются не абсолютные величины сдвигов, а сами индивидуальные значения, полученные данным испытуемым в 1, 2, 3 и т. д. замерах. Затем подсчитываются суммы рангов по столбцам для каждого из произведенных замеров.
Эмпирическое значение χ2r рассчитывается по формуле:
где с - количество условий;
n - количество испытуемых;
Tj - суммы рангов по каждому из условий.
Гипотезы
Н0: Между показателями, полученными (измеренными) в разных условиях, существуют лишь случайные различия.
H1: Между показателями, полученными в разных условиях, существуют неслучайные различия.
Графическое представление критерия
Графически это будет выглядеть как "пучок" ломаных линий с изломами в одних и тех же местах. На Рис. 3.5 представлены графики изменения времени решения анаграмм" в ходе эксперимента по исследованию интеллектуальной настойчивости. Мы видим, что "сырые" значения пяти испытуемых дают довольно-таки "рассыпающийся пучок, хотя и с заметной тенденцией к излому в одной и той же точке - на анаграмме № 2. На Рис. 3.6 представлены графики, построенные по ранжированным данным того же исследований. Мы видим, что здесь "пучок" собран практически в одну жирную линию, с единственной выбивающейся из него кривой. В сущности, критерий X2r позволяет нам оценить, достаточно ли согласованно изгибается пучок при переходе от условия к условию. X2r тем больше, чем более выраженными являются различия.
Анаграмма 1: Анаграмма 2; Диаграмма 3:
КРУА АЛСТЬ ИНААМШ
Рис. 3.5. Графики изменения времени решения трех последовательно
предъявлявшихся анаграмм (в сек) у пяти испытуемых
Анаграмма 1: Анаграмма 2; Диаграмма 3:
КРУА АЛСТЬ ИНААМШ
Рис. 3.6. Графики изменения ранжированных показателей времени решения анаграмм
Ограничения критерия
1. Нижний порог: не менее 2-х испытуемых (п > 2), каждый из которых прошел не менее 3-х замеров (с > 3).
2. При с=3, п < 9, уровень значимости полученного эмпирического значения X2r определяется по Таблице V11-A Приложения 1; при с=4, n < 4, уровень значимости полученного эмпирического значения X2r определяется по Таблице VII-Б Приложения 1; при больших количествах испытуемых или условий полученные эмпирические значения X2r сопоставляются с критическими значениями X2, определяемыми
по Таблице IX Приложения 1. Это объясняется тем, что X2r имеет распределение, сходное с распределением X2. Число степеней свободы ν определяется по формуле:
ν=c-1, где с - количество условий измерения (замеров).
Пример. На Рис. 3.5. представлены графики изменения времени решения анаграмм в эксперименте по исследованию интеллектуальной настойчивости (Сидоренко Е. В., 1984). Анаграммы нужно было подобрать таким образом, чтобы постепенно подготовить испытуемого к самой трудной - а фактически неразрешимой - задаче. Иными словами, испытуемый должен был постепенно привыкнуть к тому, что задачи становятся все более и более трудными, и что над каждой последующей анаграммой ему приходится проводить больше времени. Достоверны ли различия во времени решения испытуемыми анаграмм?
Таблица 3.5
Показатели времени решения анаграмм (сек.)
№ п/п | Код имени испытуемого | Анаграмма 1: КРУА (РУКА) | Анаграмма 2: АЛСТЬ (СТАЛЬ) | Анаграмма 3: ИНААМШ (МАШИНА) |
Л-в | 235* | |||
П-о | ||||
К-в | ||||
Ю-ч | ||||
Р-о | ||||
Суммы | ||||
Средние | 10,2 | 248,8 | 9,4 |
*Испытуемый Л-в так и не смог правильно решить анаграмму 2.
Проранжируем значения, полученные по трем анаграммам каждым испытуемым. Например, испытуемый К-в меньше всего времени провел над анаграммой 1 - следовательно, она получает ранг 1. На втором месте у него стоит анаграмма 3 - она получает ранг 2. Наконец, анаграмма 2 получает ранг 3, потому что она решалась им дольше двух других.
Сумма рангов по каждому испытуемому должна составлять 6. Расчетная общая сумма рангов в критерии определяется по формуле:
где n - количество испытуемых
с - количество условий измерения (замеров).
В данном случае,
Таблица 3.6 Показатели времени решения анаграмм 1, 2, 3 и их ранги (n=5)
Код имени испытуемого | Анаграмма 1 | Анаграмма 2 | Анаграмма 3 | |||
Время (сек) | Ранг | Время (сек) | Ранг | Время (сек) | Ранг | |
1. Л-в | ||||||
2. П-о | ||||||
3. К-в | ||||||
4. Ю-ч | ||||||
5. Р-о | ||||||
Суммы |
Общая сумма рангов составляет: 6+15+9=30, что совпадает с расчетной величиной.
Мы помним, что испытуемый Л-в провел 3 минуты и 55 сек над решением второй анаграммы, но так и не решил ее. Поскольку он решал ее дольше остальных двух анаграмм, мы имеем право присвоить ей ранг 3. Ведь назначение трех первых анаграмм - подготовить испытуемого к тому, что над следующей анаграммой ему, возможно, придется думать еще дольше, в то время как сам факт нахождения правильного ответа не так существен.
Сформулируем гипотезы.
Н0: Различия во времени, которое испытуемые проводят над решением трех различных анаграмм, являются случайными.
Н1: Различия во времени, которое испытуемые проводят над решением трех различных анаграмм, не являются случайными.
Теперь нужно определить эмпирическое значение χ2r по формуле:
Определим χ2r для данного случая:
Поскольку в данном примере рассматриваются три задачи, то есть 3 условия, с=3. Количество испытуемых n=5. Это позволяет нам воспользоваться специальной таблицей χ2r , а именно Табл. VII-A Приложения 1. Эмпирическое значение χ2r = 8,4при с=3, п=5 точно соответствует уровню значимости р==0,0085.
Ответ: Н0 отклоняется. Принимается Н1. Различия во времени, которое испытуемые проводят над решением трех различных анаграмм, неслучайны (р=0,0085).