Monitasomallit koulututkimuksessa

Samankaltaiset tiedostot
HAVAITUT JA ODOTETUT FREKVENSSIT

FoA5 Tilastollisen analyysin perusteet puheentutkimuksessa. 6. luento. Pertti Palo

Regressioanalyysi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

1. Johdanto Todennäköisyysotanta Yksinkertainen satunnaisotanta Ositettu otanta Systemaattinen otanta...

Estimointi. Estimointi. Estimointi: Mitä opimme? 2/4. Estimointi: Mitä opimme? 1/4. Estimointi: Mitä opimme? 3/4. Estimointi: Mitä opimme?

Johdatus tilastotieteeseen Estimointi. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Regressioanalyysi. Kuusinen/Heliövaara 1

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

TUTKIMUSAINEISTON KVANTITATIIVINEN ANALYYSI LTKY012. Timo Törmäkangas

Kandidaatintutkielman aineistonhankinta ja analyysi

TUTKIMUSAINEISTON KVANTITATIIVINEN ANALYYSI LTKY012. Timo Törmäkangas

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

MTTTP1, luento KERTAUSTA

MTTTP1, luento KERTAUSTA

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 10: Johdatus varianssianalyysiin

r = n = 121 Tilastollista testausta varten määritetään aluksi hypoteesit.

TUTKIMUSAINEISTON KVANTITATIIVINEN ANALYYSI LTKY012. Timo Törmäkangas

Otannasta ja mittaamisesta

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Luento KERTAUSTA Kaksiulotteinen jakauma Pisteparvi, Toyota Avensis -farmariautoja

TUTKIMUSAINEISTON KVANTITATIIVINEN ANALYYSI LTKY012. Timo Törmäkangas

Ilkka Mellin Tilastolliset menetelmät Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi Estimointi

031021P Tilastomatematiikka (5 op) kertausta 2. vk:een

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 9: Moniulotteinen lineaarinen. regressio

Väliestimointi (jatkoa) Heliövaara 1

JY / METODIFESTIVAALI 2013 PRE-KURSSI: KYSELYTUTKIMUS DEMOT

Batch means -menetelmä

SISÄLTÖ 1 TILASTOJEN KÄYTTÖ...7 MITÄ TILASTOTIEDE ON?

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

pitkittäisaineistoissa

MTTTP5, luento Otossuureita ja niiden jakaumia (jatkuu)

Harjoitus 9: Excel - Tilastollinen analyysi

Tilastollinen aineisto Luottamusväli

Mitä tarvitsee tietää biostatistiikasta ja miksi? Matti Uhari Lastentautien klinikka Oulun yliopisto

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

Johdatus tilastotieteeseen Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

Luentokalvoja tilastollisesta päättelystä. Kalvot laatinut Aki Taanila Päivitetty

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Tarkasteluja lähtötason merkityksestä opintomenestykseen. MAMK:n tekniikassa

Tilastotieteen kertaus. Kuusinen/Heliövaara 1

tilastotieteen kertaus

BOOTSTRAPPING? Jukka Nyblom Jyväskylän yliopisto. Metodifestivaali

Tilastotieteen kertaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

TESTINVALINTATEHTÄVIEN VASTAUKSET

dx=5&uilang=fi&lang=fi&lvv=2014

Johdatus tilastotieteeseen Väliestimointi. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Pisan 2012 tulokset ja johtopäätökset

Epävarmuuden hallinta bootstrap-menetelmillä

Johdatus regressioanalyysiin. Heliövaara 1

(78143) Syksy 2009 TEEMAT 3 & 4. Risto Lehtonen Teema 3 ERITYISKYSYMYKSIÄ. Risto Lehtonen 2

PISA 2012 ENSITULOKSIA Jouni Välijärvi Koulutuksen tutkimuslaitos Jyväskylän yliopisto

Liite artikkeliin Intohimo tasa-arvoon

Otanta-aineistojen analyysi

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Testit laatueroasteikollisille muuttujille

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Johdatus tilastotieteeseen Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Populaatio tutkimusobjektien muodostama joukko, johon tilastollinen tutkimus kohdistuu, koko N

Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen

PISA 2012 ENSITULOKSIA Pekka Kupari Jouni Välijärvi Koulutuksen tutkimuslaitos Jyväskylän yliopisto

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

Ilkka Mellin Tilastolliset menetelmät. Osa 3: Tilastolliset testit. Tilastollinen testaus. TKK (c) Ilkka Mellin (2007) 1

Otanta-aineistojen analyysi (78136, 78405) Kevät 2010 TEEMA 3: Frekvenssiaineistojen asetelmaperusteinen analyysi: Perusteita

MTTTP1, luento KERTAUSTA

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Oppimistulokset Metropolialueella: kunta, koulu, luokka ja oppilas

Yleistetyistä lineaarisista malleista

5. Kahden tunnusluvun erotuksen merkitsevyys

Harjoitus 7: NCSS - Tilastollinen analyysi

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

LATVUSMASSAN KOSTEUDEN MÄÄRITYS METSÄKULJETUKSEN YHTEYDESSÄ

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

pitkittäisaineistoissa

Testejä suhdeasteikollisille muuttujille

Tausta tutkimukselle

Johdatus tilastotieteeseen Yhteensopivuuden, homogeenisuuden ja riippumattomuuden testaaminen. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

Oletetaan, että virhetermit eivät korreloi toistensa eikä faktorin f kanssa. Toisin sanoen

Latinalaiset neliöt. Latinalaiset neliöt. Latinalaiset neliöt. Latinalaiset neliöt: Mitä opimme? Latinalaiset neliöt

Otanta-aineistojen analyysi Kevät 2010 TEEMA 5: Tilastollinen mallinnus II Mallit, analyysimenetelmiä ja ohjelmia, PISA-esimerkki

Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen. Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen

Aki Taanila YHDEN SELITTÄJÄN REGRESSIO

PISA 2012 ENSITULOKSIA Pekka Kupari Jouni Välijärvi Koulutuksen tutkimuslaitos Jyväskylän yliopisto

Johdatus tilastotieteeseen Testit laatueroasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

b6) samaan perusjoukkoon kohdistuu samanaikaisesti useampia tutkimuksia.

Äidinkielen ja kirjallisuuden oppimistulosten seurantaarviointi

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 8: Lineaarinen regressio, testejä ja luottamusvälejä

TUTKIMUSAINEISTON KVANTITATIIVINEN ANALYYSI LTKY012

806109P TILASTOTIETEEN PERUSMENETELMÄT I Hanna Heikkinen Esimerkkejä estimoinnista ja merkitsevyystestauksesta, syksy (1 α) = 99 1 α = 0.

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

Harjoitukset 2 : Monimuuttujaregressio (Palautus )

YKYY2 Yhteiskunnan mittaaminen Kertauskuulustelu

Johdatus tilastotieteeseen Testit suhdeasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

805306A Johdatus monimuuttujamenetelmiin, 5 op

Tilastotieteen jatkokurssi syksy 2003 Välikoe

Kvantitatiiviset menetelmät

Pääkaupunkiseudun maahanmuuttajataustaisten nuorten osaaminen PISA tutkimuksessa

Sisällysluettelo ESIPUHE KIRJAN 1. PAINOKSEEN...3 ESIPUHE KIRJAN 2. PAINOKSEEN...3 SISÄLLYSLUETTELO...4

Tehtävät 1/10. TAMPEREEN YLIOPISTO Informaatiotieteiden tiedekunta Valintakoe Matematiikka ja tilastotiede. Sukunimi (painokirjaimin)

Transkriptio:

Metodifestivaali 9.5.009 Monitasomallit koulututkimuksessa Mitä ihmettä? Antero Malin Koulutuksen tutkimuslaitos Jyväskylän yliopisto 009 1

Tilastollisten analyysien lähtökohta: Perusjoukolla on luonnollinen monitasoinen tai hierarkkinen rakenne, joka otetaan mukaan tilastolliseen analyysiin Monitasoinen rakenne: Perusjoukossa on havaintoyksiköitä kahdella (tai useammalla) tasolla. Alemman tason havaintoyksiköt muodostavat luonnollisia ryhmiä, jotka ovat ylemmän tason havaintoyksiköitä Tutkimusaineistossa on yleensä muuttujia eri tasoilla Havaintoyksiköiden riippumattomuusoletus ei ole voimassa

Esimerkkejä luonnollisista kaksitasoisista rakenteista ja eri tasojen havaintoyksiköistä: Taso 1 Taso Oppilas Työntekijä Perheenjäsen Urheilija Poikanen Koulu Työpaikka/yritys Perhe Urheiluseura Pesä Myös seuranta- ja toistomittausaineisto voidaan käsitellä aineistona joka sisältää rakenteen: Tason 1 havaintoyksiköitä ovat mittaukset eri ajankohtina ja tason havaintoyksiköitä ovat henkilöt 3

Olennaista Perusjoukko jakaantuu luonnollisiin osaryhmiin tai klustereihin. Monitasoinen rakenne on perusjoukon ominaisuus, ei seurausta otannasta (vaikkakin sitä usein hyödynnetään otannassa käyttämällä ryväsotantaa). Otantatutkimuksessa otoksen täytyy edustaa kaikkia perusjoukon tasoja eli sisältää havaintoyksiköitä riittävästi ja edustavasti kaikilta perusjoukon tasoilta. 4

Havaintoyksiköiden homogeenisuus Kun aineistolla on rakenne, samaan ryhmään kuuluvat havaintoyksiköt ovat usein jossain määrin toistensa kaltaisia tai keskenään homogeenisia tutkittavan ominaisuuden suhteen Rakenteeseen liittyvät tekijät homogenisoivat havaintoyksiköitä. Havaintoyksiköt eivät ole toisistaan riippumattomia. Havaintoyksiköiden homogeenisuuden mittana käytetään sisäkorrelaatiota. 5

Sisäkorrelaatio ICC: Intra-class correlation, Intra-cluster correlation Muuttujan sisäkorrelaatio lasketaan jakamalla muuttujan kokonaisvarianssi kahteen osaan, ryhmien väliseen varianssiin ja ryhmien sisäiseen varianssiin tot u e u e tot Sisäkorrelaatiolla tarkoitetaan ryhmien välisen varianssin osuutta kokonaisvarianssista 6

Sisäkorrelaation kaava: u u e u Jos u 0 niin 0 Jos e 0 niin 1 7

Sisäkorrelaatio On kahden samaan ylemmän tason ryhmään kuuluvan alemman tason havaintoyksikön välinen korrelaatio, ei siis kahden muuttujan välinen korrelaatio Vaihtelee välillä 0 1 Kertoo havaintoyksiköiden keskinäisestä riippuvuudesta joka ilmenee positiivisena sisäkorrelaationa Kertoo alemman tason havaintoyksiköiden homogeenisuudesta ylemmän tason havaintoyksiköiden sisällä Kertoo kuinka monta prosenttia ryhmien välinen varianssi on kokonaisvarianssista Kun sisäkorrelaatio kasvaa, tehokas otoskoko pienenee 8

Yhteenvetoa Jos aineiston rakennetta ja siihen liittyvää havaintoyksiköiden keskinäistä riippuvuutta ei oteta huomioon tilastollisissa analyyseissa vaan analysoidaan aineisto olettaen havaintoyksiköt toisistaan riippumattomiksi, käy niin että: Tilastollisen mallin kertoimet ovat virheellisiä Kerroinestimaattien keskivirheet ovat virheellisiä, erityisesti ylemmän tason muuttujilla Tilastolliset testitulokset ovat virheellisiä Johtopäätökset ovat virheellisiä Ei saada tietoa aineiston rakenteen yhteyksistä tutkittavaan ilmiöön 9

Esimerkki 1: Koulujen väliset erot oppilaiden lukutaidossa, Suomen PISA 000 -aineisto 10

Esimerkki 1 (jatkuu): Koulujen väliset erot oppilaiden lukutaidossa, Suomen PISA 000 -aineisto ˆ0 548.8 ˆ u 490.8 ˆ e 7087.5 ˆ ˆ u ˆ ˆ u 490.8 0.065 7578.3 e 490.8 490.8 7087.5 Lukutaitopistemäärän read1 sisäkorrelaatio on 0.065. Lukutaitopistemäärien keskiarvojen vaihtelu koulujen välillä poikkeaa tilastollisesti merkitsevästi nollasta ja koulujen väliset keskiarvoerot lukutaidossa selittävät 6.5 % oppilaiden lukutaitopistemäärän kokonaisvarianssista 11

Esimerkki 1 (jatkuu): Koulujen väliset erot oppilaiden lukutaidossa, Suomen PISA 000 -aineisto Suomen otoskoulujen keskiarvot ja niiden 95 %:n luottamusvälit: 1

Esimerkki : Koulujen välillä keskiarvoeroja mutta kerroin on sama: Sosioekonomisen taustan vaikutus y ij 0 1 Hisei ij u j e ij 13

Esimerkki (jatkuu): Suomen otoskoulujen regressiosuorat Punainen viiva on yhteisen kertoimen regressiosuora 14

Esimerkki 3: Koulujen välillä keskiarvoeroja ja lisäksi kertoimen arvo vaihtelee kouluittain y ij ( 0 u0 j ) ( 1 u1 j ) Hisei 1ij e ij 0 Hisei 1 1ij u 0 j u 1 j Hisei 1ij e ij 15

Esimerkki 3 (jatkuu): Suomen otoskoulujen regressiosuorat: Punainen viiva on yhteisen kertoimen regressiosuora 16