SPSS操作:多个独立样本的非参数检验及两两比较
一、问题与数据
某研究者想探讨不同体力活动的人,应对职场压力的能力是否不同。因此,研究招募了31名研究对象,测量了他们每周进行体力活动的时间(分钟),以及应对职场压力的能力。
根据体力活动的时间长短,研究对象被分为4组:久坐组、低、中、高体力活动组(变量名为group)。利用Likert量表调查的总得分(CWWS得分)来评估应对职场压力的能力,分数越高,表明应对职场压力的能力越强(变量名为coping_stress)。部分数据如下图。
二、对问题的分析
研究者想知道不同体力活动组之间CWWS得分是否不同,可以使用Kruskal-Wallis H检验。Kruskal-Wallis H检验(有时也叫做对秩次的单因素方差分析)是基于秩次的非参数检验方法,用于检验多组间(也可以是两组)连续或有序变量是否存在差异。
使用Kruskal-Wallis H test进行分析时,需要考虑以下3个假设。
假设1:有一个因变量,且因变量为连续变量或等级变量。
假设2:存在多个分组(≥2个)。
假设3:具有相互独立的观测值,如本研究中各位研究对象的信息都是独立的,不存在相互干扰作用。
三、SPSS操作
1. Kruskal-Wallis H检验
在主界面点击Analyze→Nonparametric Tests→Independent Samples,出现Nonparametric Tests: Two or More Independent Samples对话框,默认选择Automatically compare distributions across groups。
点击Fields,在Fields下方选择Use custom field assignments,将变量coping_stress放入Test Fields框中,将变量group放入Groups框中。
点击Settings→Customize tests,在Compare Median Difference to Hypothesized区域选择Kruskal-Wallis 1-way ANOVA (k samples),如下图。本步骤也可不操作,默认即可。因为我们选择了Automatically compare distributions across groups,且有3个分组, SPSS会默认选择Kruskal-Wallis 1-way ANOVA (k samples)。
点击Run,输出结果。
2. 对数据分布的了解
Kruskal-Wallis H 检验,其原理是将原始数据排序后分配秩次,再对秩次做假设检验。因此,统计描述只能描述各组数据的“平均秩次”,假设检验的结果也只能表述为“各组数据分布的差异有/无统计学意义”。然而,“平均秩次”并不能充分反映各组数据的集中趋势。
我们知道,对于非正态分布数据,描述其集中趋势的较好指标是中位数(相对应的,对于正态分布数据,描述其集中趋势的较好指标是均数)。因此,在做Kruskal-Wallis H 检验(以及Mann-Whitney U检验/Wilcoxon秩和检验)前,需要首先对原始数据的分布形态做一个了解。
假设某研究关注不同教育程度(高中及以下、本科、硕士及以上)研究对象的年均收入,则年均收入的分布可能有2种情况(如下图)。左侧的图表示各组年均收入的分布形状一致(分布形状一致代表变异一致),而右侧的图表示各组年均收入的分布形状不一致。
因此,在做Kruskal-Wallis H 检验(以及Mann-Whitney U检验/Wilcoxon秩和检验)前,需要画直方图对各组数据的分布形状做一个了解(本例的模拟数据量较少,因此省去画直方图的操作。实际研究中,应当首先做直方图)。
如果实际研究中,各组因变量的分布形状基本一致,则需要计算各组因变量的中位数,以便统计描述时汇报。如果各组因变量的分布形状不一致,则在统计描述时不必汇报。
3. 计算中位数
Kruskal-Wallis H 检验并不直接给出中位数的具体数值,因此需要单独计算中位数。在主界面栏中点击Analyze→Compare Means,在Means对话框中,将coping_stress选入Dependent List框中,将group选入Independent List框中。
点击Options,出现Means: Options对话框。将Cell Statistics框中的“Mean”和“Standard Deviation”选回Statistics框中,并将“Median” 从Statistics框中选入Cell Statistics框中。点击Continue→OK。
四、结果解释
1. Kruskal-Wallis H检验
Kruskal-Wallis H检验的最终结果如下图。
双击Hypothesis Test Summary,启动Model Viewer窗口。Model Viewer窗口右上方的“Independent-Samples Kruskal-Wallis Test”箱式图反映了各组CWWS评分的中位数和分布情况。
Model Viewer窗口右下方Asymptotic Sig. (2-sided test)对应的P值与Hypothesis Test Summary中的P值一样。如下图。
基于以上结果,可以认为各组CWWS评分的分布不全相同,差异具有统计学意义(H = 14.468,P=0.002)。
2. 两两比较
虽然得到了各组CWWS评分的分布不全相同的结论,但我们仍然不清楚到底是哪两组之间不同,因此需要进一步两两比较。
点击Model Viewer右侧下方的View处,选择“Pairwise Comparisons”选项。
点击后,Pairwise Comparisons的右侧视图出现两两比较的结果。
在Pairwise Comparisons of Physical Activity Level图中,圆点旁边的数值代表该组的平均秩次。连接线代表两两比较的结果,黑色连接线代表两组间差异无统计学意义,橘黄色连接线代表两组差异具有统计学意义。
表格给出了更多的信息:比较的组别、统计量、标准误、标准化的统计量(=统计量/标准误)、P值和调整后的P值。
由于是事后的两两比较(Post hoc test),因此需要调整显著性水平(调整α水平),作为判断两两比较的显著性水平。依据Bonferroni法,调整α水平=原α水平÷比较次数。例如本研究共比较了6次,调整α水平=0.05÷6=0.0083。因此,最终得到的P值(上图中Sig.一列),需要和0.0083比较,小于0.0083则认为差异有统计学意义。
另外,SPSS也提供了调整后P值(上图中Adj. Sig.一列),其思想还是采用Bonferroni法调整α水平。该列是将原始P值(图中Sig.一列)乘以比较次数得到,因此可以直接和0.05比较,小于0.05则认为差异有统计学意义。
值得注意的是,中度体力活动和高度体力活动比较时(最后一行),原始P=0.829,而调整后P=1(不等于0.829的6倍)。这是因为,P的最大值为1。
以上结果可以描述为:采用Bonferroni法校正显著性水平的事后两两比较发现,CWWS评分的分布在久坐组和中度体力活动组(调整后P=0.008)、久坐组和高体力活动组(调整后P=0.005)的差异有统计学意义,其它组之间的差异无统计学意义。
3. 描述中位数
假设本研究中,各组CWWS评分的分布形状基本一致,则报告结果时还应该报告各组CWWS评分的中位数。Report表格给出了中位数及样本数。
五、撰写结论
1. 各组CWWS评分的分布形状基本一致时
比较不同体力活动组中CWWS评分的分布差异,采用Kruskal-Wallis H检验。根据直方图判断各组中CWWS评分分布的形状基本一致。各组CWWS评分的分布不全相同,差异具有统计学意义(H= 14.468, P=0.002)。
久坐组CWWS评分中位数为4.12 (n=7),低体力活动组CWWS评分中位数为5.50 (n=9),中度体力活动组CWWS评分中位数为7.10 (n=8),高体力活动组CWWS评分中位数为7.47 (n=7),总的CWWS评分中位数为5.97 (n=31)。
采用Bonferroni法校正显著性水平的事后两两比较发现,CWWS评分的分布在久坐组和中度体力活动组(调整后P=0.008)、久坐组和高体力活动组(调整后P=0.005)的差异有统计学意义,其它组之间的差异无统计学意义。
2. 各组CWWS评分的分布形状不一致时
比较不同体力活动组中CWWS评分的分布差异,采用Kruskal-Wallis H检验。根据直方图判断各组中CWWS评分分布的形状不一致。各组CWWS评分的分布不全相同,差异具有统计学意义(H= 14.468, P=0.002)。
久坐组CWWS评分平均秩次为6.00 (n=7),低体力活动组CWWS评分平均秩次为14.44 (n=9),中度体力活动组CWWS评分平均秩次为21.13 (n=8),高体力活动组CWWS评分平均秩次为22.14 (n=7)。
采用Bonferroni法校正显著性水平的事后两两比较发现,CWWS评分的分布在久坐组和中度体力活动组 (调整后P=0.008)、久坐组和高体力活动组 (调整后P=0.005) 的差异有统计学意义,其它组之间的差异无统计学意义。
数据分析咨询请扫描二维码
在准备数据分析师面试时,掌握高频考题及其解答是应对面试的关键。为了帮助大家轻松上岸,以下是10个高频考题及其详细解析,外加 ...
2024-12-20互联网数据分析师是一个热门且综合性的职业,他们通过数据挖掘和分析,为企业的业务决策和运营优化提供强有力的支持。尤其在如今 ...
2024-12-20在现代商业环境中,数据分析师是不可或缺的角色。他们的工作不仅仅是对数据进行深入分析,更是协助企业从复杂的数据信息中提炼出 ...
2024-12-20随着大数据时代的到来,数据驱动的决策方式开始受到越来越多企业的青睐。近年来,数据分析在人力资源管理中正在扮演着至关重要的 ...
2024-12-20在数据分析的世界里,表面上的技术操作只是“入门票”,而真正的高手则需要打破一些“看不见的墙”。这些“隐形天花板”限制了数 ...
2024-12-19在数据分析领域,尽管行业前景广阔、岗位需求旺盛,但实际的工作难度却远超很多人的想象。很多新手初入数据分析岗位时,常常被各 ...
2024-12-19入门数据分析,许多人都会感到“难”,但这“难”究竟难在哪儿?对于新手而言,往往不是技术不行,而是思维方式、业务理解和实践 ...
2024-12-19在如今的行业动荡背景下,数据分析师的职业前景虽然面临一些挑战,但也充满了许多新的机会。随着技术的不断发展和多领域需求的提 ...
2024-12-19在信息爆炸的时代,数据分析师如同探险家,在浩瀚的数据海洋中寻觅有价值的宝藏。这不仅需要技术上的过硬实力,还需要一种艺术家 ...
2024-12-19在当今信息化社会,大数据已成为各行各业不可或缺的宝贵资源。大数据专业应运而生,旨在培养具备扎实理论基础和实践能力,能够应 ...
2024-12-19阿里P8、P9失业都找不到工作?是我们孤陋寡闻还是世界真的已经“癫”成这样了? 案例一:本硕都是 985,所学的专业也是当红专业 ...
2024-12-19CDA持证人Louis CDA持证人基本情况 我大学是在一个二线城市的一所普通二本院校读的,专业是旅游管理,非计算机非统计学。毕业之 ...
2024-12-18最近,知乎上有个很火的话题:“一个人为何会陷入社会底层”? 有人说,这个世界上只有一个分水岭,就是“羊水”;还有人说,一 ...
2024-12-18在这个数据驱动的时代,数据分析师的技能需求快速增长。掌握适当的编程语言不仅能增强分析能力,还能帮助分析师从海量数据中提取 ...
2024-12-17在当今信息爆炸的时代,数据分析已经成为许多行业中不可或缺的一部分。想要在这个领域脱颖而出,除了热情和毅力外,你还需要掌握 ...
2024-12-17数据分析,是一项通过科学方法处理数据以获取洞察并支持决策的艺术。无论是在商业环境中提升业绩,还是在科研领域推动创新,数据 ...
2024-12-17在数据分析领域,图表是我们表达数据故事的重要工具。它们不仅让数据变得更加直观,也帮助我们更好地理解数据中的趋势和模式。相 ...
2024-12-16在当今社会,我们身处着一个飞速发展、变化迅猛的时代。不同行业在科技进步、市场需求和政策支持的推动下蓬勃发展,呈现出令人瞩 ...
2024-12-16在现代商业世界中,数据分析师扮演着至关重要的角色。他们通过解析海量数据,为企业战略决策提供有力支持。要有效完成这项任务, ...
2024-12-16在当今数据爆炸的时代,数据分析师是组织中不可或缺的导航者。他们通过从大量数据中提取可操作的洞察力,帮助企业在竞争激烈的市 ...
2024-12-16