Statistical Research for Behavioral Sciences Brian G. Smith, Ph.D. |
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Lesson - 13 |
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Homework - Lesson 13 Any student may may do the assignments from any area. You may run through this work an unlimited number of times. If you make errors, you will be referred to the appropriate area of the book for re-study. |
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Assessment - Lesson 13 You will have two options to take the quiz. If you fail to achieve 100% on the quiz, you will not able to advance to the next lesson. After failing on the second take, please email the instructor at ed602@mnstate.edu so remedial action can be taken. |
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Assignments and Information |
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Reading:
Chapter 13 |
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In our last three lessons we discussed setting up statistical tests in a variety of situations:
When we wish to look at differences among three or more sample means, we use a statistical test called analysis of variance or ANOVA. Analysis of variance yields a statistic, f, which indicates if there is a significant difference among three or more sample means. When conducting an analysis of variance, we divide the variance (or spread-outness) of the scores into two components.
We measure these variances by calculating SSA, the sum of squares between groups, and SSError, the sum of squares within groups. (As a way of checking your math, you can calculate SStotal which should be the same as the sum of SSA + SSError.) Each of these sums of squares is divided by its degrees of freedom, (dftotal or the degrees of freedom for the grand mean, dfA, degrees of freedom between, and dferror, degrees of freedom within) to calculate the mean square between groups, MSA, and the mean square within groups, MSerror. Finally we calculate f, the f-ratio, which is the ratio of the mean square between groups to the mean square within groups. We then test the significance of f using the tables on pages 492 and 493 to complete our analysis of variance. ANOVA
Assumptions
Advantages of ANOVA
Multiple Comparison Tests
The Tukey HSD Test
Now we can apply this information to our BASC data. We will start with the two sets of scores from lesson 12, the BASC scores for the Hispanic youth and the BASC scores for the non-Hispanic youth. I have put the scores into a table that simplifies our math for us.
Our mean square between the groups would be MSA = SSA/dfA = 8.82/1 = 8.82 And our mean square within the groups would be MSError = SSError/dfError = 5580.16/48 = 116.2533 So our f would be F = MSA/MSError = 8.82/116.2533 = 0.07586881 which we would round to 0.076. Looking at the table on page 492, we find the column for 1 degree of freedom in the numerator, and then we go down the side to 48 degrees of freedom in the denominator. We would need an f of at least 4. 04 to be significant at an alpha of 0.05, so we retain the null hypothesis, there is no significant difference between the scores on the BASC for these two groups. Our study has only two groups, and we didn’t find a significant difference between those groups with the ANOVA test, so we don’t need to run a multiple comparison test. However, I will show you the math for the Tukey HSD test anyway, just so you can see how the formula works. On page 494 we find the q for comparing 2 means with 48 degrees of freedom. It is about 2.85. We get the MSError from earlier in the notes, 116.2533. and nA is the number of subjects in each group, 25.
This tells us that we would need a difference of at least 6.15 between the means of our two groups for the difference to be significant at an alpha of 0.05. Our difference is only 0.84, so we retain the null hypothesis.
Vocabulary One-factor multilevel design – An experiment with one independent variable and three or more levels of that independent variable. Analysis of variance (ANOVA) – A statistical test used to analyze multilevel designs. Grand mean – The mean of all scores in an experiment. Mean square - The name used for a variance in the analysis of variance. Within-groups error variance – The variance of the scores in a group calculated about that group mean. Between groups variance – The variance calculated using the variation of the group means about the grand mean. a – The number of levels of a factor A. nA – Number of scores in a level of a one-factor design Multiple comparison test – Statistical tests used to make pairwise comparisons to find which means differ significantly from one another in a one factor multi-level design. Pairwise comparisons – Statistical comparisons involving two means. Error rate in an experiment – The probability of making at least one Type I error in the statistical comparisons conducted in an experiment. Post hoc comparisons – Statistical tests that make all possible pairwise comparisons after a statistically significant Fobs has occurred for the overall analysis of variance. Critical difference – The minimum numerical difference between
two treatment means that is statistically significant. |