Messung
In den Naturwissenschaften werden Beobachtungen mit Hilfe
quantitativer Begriffe festgehalten. Man spricht von einer Messung
• Auch in der Psychologie werden Beobachtungen in Form von Messungen quantifiziert.
• Vorteil : Quantitative Begriffe ermöglichen Theorien, die Zusammenhänge mathematisch darstellen können.
Grundlagen des Messens (Wissenschaftstheoretische)
Popper: Keine theorielosen Beobachtungen!
—> Hierarchisch organisiert
Beobachtungen und Theorie
• Eine vollständige Rückführung theoretischer Begriffe auf eine
theorielose Beobachtung ist unmöglich.
• Beobachtungen (und Sätze über Versuchsergebnisse) sind
immer Interpretationen der beobachteten Tatsachen und
zwar Interpretationen im Lichte einer Theorie
– Einer inhaltlichen wissenschaftlichen Theorie (z.B. Lerntheorie)
– Einer oder mehrerer Messtheorien und/oder Experimentellen
Paradigmen (z.B. Experimentelles Paradigma zur klassischen
Konditionierung + Messtheorie)
– Einer rudimentären umgangssprachlichen Theorie als Teil der
Beobachtungssprache
(Poser, 2012, S. 99)
Bsp. Stoop Effekt (Theorie)
Häufig ausgeübte (automatisierte) Aufgaben, wie das Lesen/Erkennen von Zahlen sind dominante Reaktionen, die leicht aktivierbar sind, schnell ablaufen und wenige kognitive Ressourcen beanspruchen. Weniger häufig ausgeübte Tätigkeiten ( wie das Erkennen, welche von zwei Zahlen größer geschrieben wurde ) benötigen hingegen mehr kognitive Ressourcen. Reaktionen auf eine entsprechende Aufgabe dauern länger. Aus dieser Theorie lässt sich die vorhersagen, dass eine Aufgabe, bei der eine nicht dominante Reaktion mit einer inkompatiblen dominanten Reaktion gepaart wird, zu einer Verlängerung der Reaktionszeit der nicht dominaten Reaktion führt Stroop Effekt (Stroop, 1935). Das Stroop Paradigma ist ein experimentalpsychologisches Paradigma, bei dem ein mentaler Verarbeitungskonflikt erzeugt wird, der die nicht dominante Reaktion verzögert. Der Effekt resultiert aus der Differenz der Reaktionszeiten von kongruenten und inkongruenten Trials.
Stoop-Effekt (Messtheorie)
Reaktionszeiten können mittels geeigneter Chronometer in Millisekunden gemessen werden. Eine Millisekunde ist definiert als 1/1000 Sekunde. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, werden viele Trials durchgeführt. Die einzelnen Trials wiederum sind in eine Messtheorie eingebunden (z.B. KTT)
Stroop Effekt (Beobachtung)
Proband 34 hat am 19.10.2020 um 12.21 Uhr im Labor der MSH in dem Stroop Experiment zu Zahlen in dem Trial „inkongruent“ nach 620 ms die Taste für 7 gedrückt.
Def. Messtheorien
(Mess-)Testtheorien befassen sich entweder mit dem Zusammenhang
von Testverhalten und den zu erfassenden Merkmal (Rost, 2004, 21) und/oder mit der Frage, in welche Bestandteile sich Messwerte aufgliedern. (nach Bühner, 2011, S. 37).
Wichtige Messtheorien in der Psych
•(Mengentheoretische Definition von Messen und Skalenniveaus)
• Klassische Testtheorie und Erweiterungen (KKT)
• Item Response Theorie (IRT)
• Latent State Trait Theorie
Mengentheo. Def. des Messens
Definition: Messen ist eine Zuordnung von Zahlen zu Objekten oder Ereignissen, sofern diese Zuordnung eine homomorphe (strukturerhaltende) Abbildung eines empirischen Relativs in ein numerisches Relativ ist.
Messtheoretische Probleme (nicht klausurrelevant)
• Das Repräsentationsproblem betrifft die Frage, ob ein bestimmtes
Merkmal überhaupt messbar ist, d.h. ob für ein empirisches Relativ eine
homomorphe Abbildung gefunden werden kann. Dies ist an die Erfüllung
bestimmter messtheoretischer Axiome gebunden, z.B. Transitivität : Wenn gilt: a > b und b > c, dann muss auch gelten: a > c). Die empirische
Prüfungen solcher Axiome ist in der Psychologie häufig nicht möglich ( —> Messen per fiat)
• Das Eindeutigkeitsproblem : Wie können Messwerte transformiert
werden, ohne dass die in ihnen enthaltene Information verloren geht?
• Das Bedeutsamkeitsproblem : Welche mathematischen Operationen mit
Messwerten führen zu empirisch sinnvollen Aussagen?
Skalenniveaus
Klassische Testthoerie
• Die KTT ist primär für Testitems mit kontinuierlichem Antwortformat konzipiert und konzentriert sich bei der Messung individueller Merkmalsausprägungen auf die Gewinnung von Testwerten zur Schätzung der wahren Werte (True Scores) sowie deren Reliabilität und Validität . (Moosbrugger & Kevala , 2020, S.
• Unter Verwendung geeigneter Messmodelle können in Analogie zur IRT
Personenparameter in Form von Faktorwerten ( Factor Scores) sowie
Itemleichtigkeitsparameter geschätzt werden. (Moosbrugger & Kevala , 2020, S.252)
• Die KTT ist im Wesentlichen eine Messfehlertheorie (Moosbrugger & Kevala , 2020, S. 254).
• Der Messfehler lässt sich über die Reliabilität schätzen
• Der Summenscore über alle Items ist ein Schätzer des wahren Wertes einer Person und gilt als Testwert. Dies setzt aber Eindimensionalität und entsprechend strenge Messmodelle voraus.
Ziehungsprozess KTT
Annahmen der klassischen Testtheorie (def.)
Der gemittelte Messwert (= Erwartungswert) einer Person entspricht seinem wahren Wert.
Der Messfehler einer einzelnen Messung ist definiert als die Abweichung zwischen dem beobachteten Wert und dem wahren Wert.
Folgerungen
Die Varianz der beobachteten Messwerte einer Person entspricht der Fehlervarianz. Wären die Messungen fehlerfrei, würde immer derselbe wahre Wert als Messwert resultieren.
Der beobachtete Wert setzt sich additiv zusammen aus dem wahren Wert und dem Messfehler.
Der Erwartungswert des Messfehlers über Personen und Situationen ist Null.
Die Messfehler korrelieren nicht mit dem wahren Wert.
Die Varianz der beobachteten Werte setzt sich additiv zusammen aus der Varianz der wahren Werte und der Fehlervarianz.
Die Messfehler eines Testes A korrelieren nicht mit den wahren Werten eines Testes B.
Die Messfehler eines Testes A korrelieren nicht mit den Messfehlern eines Testes B.
Hauptannahme der KTT zu Messfehlern
a) lokale Unabhängigkeit (keine Korrelationen zwischen Messfehlern verschiedener Items) und
b) Messfehler sind eine Zufallsvariable .
Ableitung der Reliabilität aus Hauptannahmen der KTT & Methoden zur Schätzung deer Reliabilität
Wie groß ist der Messfehler einer einzelnen Messung?
Modell der Äquivalenzhypothese für den Standardmessfehler:
• Der beobachtete Messwert einer Person ist der beste Schätzer für den
(unbekannten) wahren Wert
• Der Messfehler ist für jede Person gleich groß.
• Der Messfehler ist über den gesamten Messbereich konstant
Bestimmung des Standardmessfehlers:
Schritt 1 : Bestimmung der Fehlervarianz
Schritt 2 : Die Wurzel aus dieser Formel stellt die Fehlerstreuung dar und wird als Standardmessfehler bezeichnet
Nutzung des Standardmessfehlers
Der Standardmessfehler kann, genutzt werden, um die Lage des wahren Wertes mittels Berechnung eines Konfidenzintervalles einzugrenzen.
Konfidenzintervall (einseitig - zweiseitig)
Eindimensionalität
liegt vor , wenn die latente Variable die korrelativen Zusammenhänge aller beobachteten Variablen ( Itemvariablen ) vollständig erklärt, so dass keine auf Mehrdimensionalität hindeutenden Restkorrelationen verbleiben Bestehen zwischen einzelnen Messungen jedoch zusätzlich zum Einfluss der gemeinsamen latenten Variablen weitere substantielle korrelative Zusammenhänge, so kann dies ein Hinweis auf die Mehrdimensionalität der Messungen sein.
Mehrdimensionalität
der Messungen sein. Die Mehrdimensionalität kann z. B. daraus resultieren, dass entweder zusätzlich zum intendierten Konstrukt ein weiteres inhaltlich bedeutsames Konstrukt (z. B. Erfassung der Lesefähigkeit zusätzlich zum logischen Denken) oder ein inhaltlich nicht bedeutsames Konstrukt gemessen wird, das als „ Methodeneffekt “ bezeichnet wird . Moosbrugger & Kevala , 2020, S. 340)
Messmodelle
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