相關配對檢驗之斯特魯普效應驗證

相關配對檢驗之斯特魯普效應驗證

斯特魯普效應(Stroop effect)在心理學中指干擾因素對反應時間的影響。準確的表述是當人們對某一特定刺激作出反應時，由於某種因素的干擾，被刺激者難以集中精力對特定刺激作出反應的現象叫"斯特魯普效應"。 最典型的例子是當測試者被要求說出某個顏色和其覆蓋的文字字面意義不符的詞語時，被測者往往會反應速度下降，出錯率上升。 下面我們就以該例子來驗證斯特魯普效應。

實驗設計

通過網上的stroop實驗來測試人的反應時間，網站地址：https://faculty.washington.edu/chudler/java/ready.html 每名參與者得到兩組有顏色的文字，第一組數據是字體內容和字體顏色一致，第二組數據是字體內容和字體顏色不一致。每名參與者對每組文字說出文字的顏色，並分別統計完成每組的時間。 此次實驗總共有26次記錄，並記錄到表格中。

一、描述統計分析

首先讀取表格數據並查看數據信息。

無異常值與缺失值，可先求出兩組變數的平均值和標準差，再通過條形圖比較兩者數據。

描述統計結果：

第一組數據：字體內容和顏色一致時，實驗者平均用時= 13.842600000000003 秒,標準差= 3.4912026223065316 秒

第二組數據：字體內容和顏色不一致時，實驗者平均用時= 22.89272 秒，標準差= 5.603538194153167 秒

在字體內容和顏色不一致情況下，實驗者平均反應時間變長

二、推論統計分析

我們的目的是驗證實驗者是否因為字體內容和顏色的一致性影響實驗者正確識別的時間。故我們需比較兩者反應時間是否在兩種情況下有明顯差異。

零假設和備選假設

假設第一組（字體內容和顏色一致）的反應時間為u1，第二組（字體內容和顏色不一致）的反應時間為u2 零假設：人們的反應時間不會因為字體內容和顏色的不一致而有變化，即u1=u2 備選假設：人們的反應時間會因為字體內容和顏色的不一致而變長，即u1 < u2

檢驗類型

因為兩組數據是相關樣本，所以選擇相關配對檢驗。 相關配對檢驗只關注每對相關數據的差值，避免受到實驗人員正常反應時間獨立性的影響。因此我們可處理數據得到一個差值集。

抽樣分布類型

樣本大小是26（小於30），屬於小樣本。可查看差值分布圖看是否近似正態分布，再判斷是否是t分布。

從上圖可看出，近似於正態分布，所以滿足t分布條件，可以使用相關樣本t檢驗。

檢驗方向

因為備選假設是反應時間會在字體內容和顏色不同時變長（u1<u2). 所以此次檢驗使用單尾檢驗中的左尾檢驗，顯著水平為5%，自由度df=n-1=26-1=25

得到證據

在零假設成立的條件下，得到樣本平均值的p值。

t值= -7.67613049737 ，雙尾檢驗的p值= 6.50681343032e-08

因為求出的時雙尾檢驗的p值，所以我們還需要求出單為檢驗的p值。

判斷標準

以顯著水平alpha=0.05作為判斷標準。

得到結論

左尾檢驗的判斷條件是t小於0且單尾檢驗的p值小於判斷標準。

置信區間

先查t表格得到，自由度25，95%置信水平對應的t值=2.060 。

置信區間上限a=樣本平均值 - t_ci ×標準誤差

置信區間下限b=樣本平均值 - t_ci ×標準誤差

效應量

使用Cohen』d衡量效應大小。Cohens d=(第一組平均值-第二組平均值）/標準差

這裡我們已經求出了括弧中的差值，即sample_mean.

因為d的絕對值大於0.8，所以兩者之間的效應差異大。

報告總結

描述統計分析：

第一組數據：字體內容和顏色一致時，實驗者平均用時= 13.842600000000003 秒,標準差= 3.4912026223065316 秒

第二組數據：字體內容和顏色不一致時，實驗者平均用時= 22.89272 秒，標準差= 5.603538194153167 秒

在字體內容和顏色不一致情況下，實驗者平均反應時間變長

推論統計分析：

相關配對t檢驗的左尾檢驗，t(25)=-7.68,p=3.25340671516e-08（顯著性水平a=0.05），95%置信水平下的置信區間是[-11.478850,-6.621390]

在95%置信水平下，統計上存在顯著差異，拒絕零假設，從而驗證斯特魯普效應存在

效應量：

d=-1.54，差異大。

推薦閱讀：