مقالات

اختيار الاختبار الاحصائي في البحث العلمي: ٥ خطوات لابد أن تعرفها

كثيرًا ما يقف الباحث حائرًا أمام العدد الكبير من الاختبارات الإحصائية المختلفة. و عادةً ما يسأل نفسه في مرحلة تصميم البحث أو التجربة:

كيف أعرف ما هو الاختبار الإحصائي الذي من المفترض أن أطبّقه و المناسب لطبيعة البحث العلمي؟ ما هي آلية اختيار الاختبار الاحصائي؟ هل سيتناسب هذا الاختبار الإحصائي مع البيانات التي سأجمعها أو جمعتها في البحث العلمي؟

خمسة خطوات من أجل اختيار الاختبار الاحصائي

هنالك خمسة خطوات رئيسة تسهل اختيار الاختبار الإحصائي المناسب للبحث و هي كالتالي:

  1. تحديد نوع الاختبار الإحصائي.
  2. التمييز بين الاختبارات المعلمية و غير المعلمية.
  3. الاختيار بين الاختبارات المعلمية و اللا معلمية.
  4. اختبار الفرضيات.
  5. تحديد مستويات الدلالة الإحصائية.

نناقش هذه الخطوات بشيء من التفصيل أدناه.

1) تحديد نوع الاختبار الإحصائي

الاختبارات الإحصائية يمكن تصنيفها حسب ما يلي:
• نوع العلاقات المراد اختبارها مثل (عقد المقارنات ، دراسة الاختلافات بين المتغيرات التابعة ، أو الارتباطات)
• نوع بيانات المتغيرات التابعة (Dependent Variables)
• عدد المتغيرات المستقلة و عدد مستوياتها (Independent Variables)

من المهم تعريف و تحديد هذه العوامل بشكل واضح عند اختيار الاختبار الإحصائي.

2) التمييز بين الاختبارات المعلمية و اللا معلمية

هناك نوعين من الاختبارات الإحصائية : معلمية و لا معلمية. ويمكن التمييز بينهما كالتالي:

الاختبارات المعلمية (Parametric Tests)

يكون الاختبار معلمي إذا حقق الفرضيات التالية:

  • نفترض أن توزيع مجتمع الدراسة توزيع طبيعي.
  • نفترض أن مجتمع البحث يحتوي على نفس الاختلافات الموجودة في العينة.
  • نفترض أن نوع البيانات في مستوى مقياس الفترة على الأقل (Interval Level Scale).

الاختبارات اللا معلمية (Non-parametric Tests)

يكون الاختبار لا معلمي إذا حققت الفرضيات التالية:

  • نفترض أن توزيع مجتمع الدراسة توزيع حر.
  • نفترض أن نوع البيانات في مستوى مقياس رتبي فقط (Ordinal Level Scale).

3) الاختيار بين الاختبارات المعلمية و اللا معلمية

الاختبارات المعلمية أكثر قوة من الاختبارات اللامعلمية. بمعنى أن الاختبارات المعلمية لديها القدرة على تحديد جميع دلالات الاختلافات المهمة و ذلك لأنها تعتمد على استخدام جميع المعلومات في البيانات المجموعة. على عكس الاختبارات اللامعلمية و التي تعتمد فقط على ترتيب الرتب للبيانات.

4) اختبار الفرضيات

عند تطبيق اختبار الفرضيات في الدراسة المجراة، لابد من تطبيق الخطوات التالية:

  1. تحديد فرض العدم (Null Hypothesis).
  2. تحديد الفرض التجريبي (Experimental Hypothesis).
  3. اختيار مستوى الدلالة المناسب (Level of Significant).

5) تحديد المستويات الإحصائية الحرجة

وهي عبارة عن مستويين: درجة الحرية و اتجاه الاختبار.

درجة الحرية

تعرّف درجة الحرية بعدد القيم القابلة للتغير عند حساب خاصية إحصائية ما (مثل الارتباط ، والتباين و غيرها)
و تحسب عن طريق المعادلة التالية : (عدد أفراد العينة المستخدمة في الحساب الإحصائي ناقص (-) عدد القيود المفروضة أثناء حساب الخاصية الإحصائية)

اتجاه الاختبار

يعتمد تحديد ما إذا كان الاختبار ذي اتجاه واحد أو اتجاهين على اتجاه المؤثر المراد دراسته من البداية، بمعنى:

  • إذا كنا نعرف اتجاه تأثير المتغير المستقل كأن يكون تأثيرًا تصاعدي (أو) تنازلي فهذا يسمى اتجاه واحد (One Tailed Test).
  • أما إذا كنا نعرف أن المتغير المستقب يسبب تأثيرًا لكن لا نعرف اتجاهه (تناقصي أو تزايدي) فهنا نطلق عليه اختبار ذو اتجاهين (Two Tailed Test).

 

جميع العوامل سابقة الذكر لابد من أخذها في الاعتبار عند اختيار نوع الاختبار المراد إجراءه، فذلك سيساعد في تحديد نوعية الاختبار الإحصائي المراد تطبيقه. ينصح دوماً باختبار الاستراتيجيات المختلفة التي ينوي الباحث تطبيقها في دراسته أو بحثه بشكل تجريبي (Pilot Testing) أولاً، للتأكد من أن كل ما خطط له الباحث يسير بالشكل الصحيح.

أما عدم إختبار الإستراتيجيات أو الخطط مبكراً قد يؤدي لمشاكل كثيرة. على سبيل المثال، قد يجمع الباحث الكثير من البيانات من عينة البحث على مدى أشهر و يقوم بفرزها ليتفاجئ بعد كل هذا التعب أن البيانات التي قام بجمعها لن تساعده في الإجابة على أسئلة البحث، أن البيانات لا يمكن تطبيق الإختبار الإحصائي المطلوب عليها، أو غيرها من المشاكل. لذلك، جرّب كل شئ مبكراً.

التصاميم التجريبية (Experimental Designs) و أنواعها

عند البدء بتصميم تجربة إحصائية، لابد من اتخاذ القرار حول كيفية توزيع مفردات العينة على حالات التجربة المختلفة. فعلى ذلك سيتم تحديد نوع الاختبارات الإحصائية التي ستطبق لاحقًا ومن ثم ستؤثر حتمًا على النتائج البحثية.

ماهي البحوث التجريبية و التصاميم التجريبية؟ (Experimental Designs)

تهدف البحوث التجريبية إلى إظهار العلاقة السببية بين متغيرين. لدراسة هذه العلاقة، يتوجب على الباحث اختيار نوع التصميم الذي يلائم طبيعة الدراسة التجريبية.

 

نوع التصميم: هو طريقة توزيع أفراد العينة على الحالات و الظروف التجريبية تبعًا لنوعية سؤال البحث المراد اختباره. مثل: اختيار توزيع العينة بين حالتي تناول جرعة دواء و عدم تناول جرعة دواء، أو حالة استخدام جهاز تقني في الفصل و حالة عدم استخدام جهاز تقني في الفصل.

 

هنالك ثلاثة أنواع للتصميمات التجريبية:

  1. التصميم بين أفراد العينة.
  2. التصميم داخل أفراد العينة.
  3. التصميم المختلط.

أولاً: التصميم بين أفراد العينة (Between Subjects)

التصميم بين الأفراد (Between Subjects) يعرف بتقسيم مفردات العينة إلى مجموعات و تعريض كل منها لظرف تجريبي على حد مستقل. ويعرف عادة بالمجموعات المستقلة أو التصميم غير المرتبط (Independent Group / Unrelated Design).

في حالات بحثية، يتم الاعتماد على العشوائية (Randomisation) عند توزيع أفراد العينة على الحالات التجريبية. و في تجارب بحثية أخرى، لا يمكن اللجوء إلى العشوائية كأن يكون المتحكم في توزيع الأفراد ظروف طبيعية مثل تقسيمهم إلى إناث و ذكور.

مثال:

التصميم بين أفراد العينة

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا مجموعتين مختلفتين من أفراد العينة (لا يشترط تساوي عدد الأفراد فيها). كل مجموعة تتعرض لمؤثر تجريبي مستقل. مثل: في المجموعة A تم تعريض أفرادها إلى الهدوء. بينما أفراد العينة B، تم تعريض أفرادها إلى صوت الموسيقى.

 

مميزات التصميم بين أفراد العينة و عيوبه

المميزات:

  • ضروري لاختبار المؤثرات الطبيعية المستقلة مثل (اختلاف الفئة العمرية ، أو الجنس).
  • نتائج المجموعات مستقلة عن بعضها البعض.
  • نتائج المجموعات لا تتأثر بمؤثرات خارجية مثل: ملل المشاركين من تكرار التجربة، اكتساب مهارات تكرار التجربة، مؤثرات خارجية مثل: اختلاف درجة حرارة الغرفة بين مجموعة و أخرى.
  • لا يتأثر بترتيب المؤثرات التجريبية.

عيوبه:

  • يتطلب حجم عينة كبير.
  • يخلق وجود الفروقات الفردية بين المجموعات مما يؤثر على أداء التجربة (لكن يمكن تلافي ذلك بتوزيع الأفراد على المجموعات بشكل عشوائي).

ثانيًا: التصميم داخل أفراد العينة (Within Subjects)

التصميم داخل الأفراد (Within Subjects) يعرف بتعريض جميع أفراد العينة على الظروف التجريبية المختلفة للتجربة. ويعرف عادة بالقياسات المتكررة أو التصميم المرتبط (Repeated Measures / Related Design).

مثال:

التصميم داخل أفراد العينة

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا مجموعتين من أفراد العينة. جميع مفردات العينة تم تعريضها على مؤثر الهدوء كما في المجموعة A. ثم تم تعريضها مجددًا لمؤثر الموسيقى كما في المجموعة B.

 

مميزات التصميم داخل أفراد العينة و عيوبه

مميزاته:

  • القضاء على الاختلافات الفردية بين الظروف التجريبية.
  • التكافؤ التام بين أفراد العينة. حيث أن جميعهم تعرضوا لنفس المؤثرات و الظروف.
  • الاقتصاد في الوقت و الجهد.
  • لا يتطلب حجم عينة كبير.
  • يقلل من تأثير تباين الخطأ فيزيد من فرص اكتشاف تأثير المتغيرات المختبرة.

عيوبه:

  • لا يمكن استخدامه في حالة كان الغرض من التجربة هو اختبار الفرق بين خصائص مفردات العينة. مثل: المقارنة بين الرجال و النساء في استخدام التقنية.
  • يتأثر بعدة عوامل مثل:
    • ترتيب التعرض للمؤثرات التجريبية المختلفة.
    • اكتساب خبرة تكرار الممارسة مما يؤثر على أداء التجربة.
    • ملل المشاركين.

ثالثًا: التصميم المختلط (Matched Subjects)

التصميم المختلط (Matched Subjects) و يجمع بين التصميمين السابقين. فكل مجموعة من أفراد العينة هي عينة مختلطة تتعرض لجميع مؤثرات التجربة. و يصبح من الضروري تطبيقه حين تكون إحدى المتغيرات المستقلة من النوع التصنيفي مثلك الجنس أو العمر فلا يمكن تطبيق تصميم داخل الأفراد حينها.

مثال:

التصميم المختلط

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا عينة مكونة من إناث و ذكور، تم توزيعها على أربعة مجموعات مختلفة.

اللون الوردي دلالة على الإناث، و اللون الأزرق دلالة على الذكور.

في المجموعة A: تم تعريض جميع مفردات العينة من الإناث على الهدوء

في المجموعة B: تم تعريض جميع مفردات العينة من الإناث على الموسيقى

في المجموعة C: تم تعريض جميع مفردات العينة من الذكور على الهدوء

في المجموعة D: تم تعريض جميع مفردات العينة من الذكور على الموسيقى

 

و بهذا نستطيع مقارنة تأثير الهدوء و الموسيقى على الذكور و الإناث. و أيضًا اختبار الهدوء و الموسيقى على الإناث أنفسهم، و اختبار تأثير الهدوء و الموسيقى على الذكور أنفسهم فقط.

 

مميزات التصميم المختلط و عيوبه

مميزاته:

  • لديه نفس مميزات التصميم بين الأفراد.
  • التقليل من الاختلافات الفردية وذلك بتوزيع الأفراد الذين تكون احتمالية تشابه أداءهم

عيوبه:

  • لا يمكن التيقن من تطابق المؤثرات الخارجية على أداء الأفراد في جميع المجموعات