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14.3 Zufällige und systematische Fehler

14.3.1 Zufällige Fehler

Die eben geschilderte experimentelle Untersuchungsanlage zur Messung des Aggressionspotenzials ist als Einzeluntersuchung konzipiert. Jede Versuchsperson (ob Teil der Experimentaloder der Kontrollgruppe) betritt das Labor allein und bekommt die Treatments einzeln verabreicht. Dabei wird bei der Konzeption des Untersuchungsdesigns darauf geachtet, dass alle Bedingungen der Untersuchung kontrolliert,

d. h. gleich gehalten werden. Dies betrifft den Ablauf, die zweite Person, die am Experiment teilnimmt, sowie alle situativen Faktoren wie die Ausstattung des Labors, die Temperatur, vielleicht sogar die Tageszeit, zu der der Versuch durchgeführt wird. Trotzdem kann es passieren, dass während des Ablaufs eine unvorhergesehene Situation eintritt. Es kann sein, dass der Versuchsperson schlecht wird und sie deshalb für die Ergebnisauswertung nicht mehr in Frage kommt. Es kann sein, dass die studentische Hilfskraft eines Tages schwer erkältet ist und das Mitleid der Versuchsperson derart erregt, dass alle Aggressivität wie weggeblasen ist. Oder es könnte vorkommen, dass ein Stromausfall die gesamte Untersuchungsanlage durcheinanderbringt. Hinzu kommen natürlich zahlreiche Störfaktoren, die man entweder nicht kennt (z. B. die Stimmung der Versuchspersonen) oder die man übersieht. Allerdings, und das ist der große Vorteil von Einzelversuchen, sind nicht alle, sondern nur diese singulären Messungen von bekannten oder unbekannten Störvariablen beeinflusst. Man hat es in diesem Fall mit einem zufälligen Fehler zu tun.

Ein zufälliger Fehler verringert lediglich die Genauigkeit der Ergebnisse, beeinflusst diese aber nicht in eine bestimmte Richtung.

Je mehr zufällige Fehler auftreten, desto ungenauer werden die Ergebnisse, was im Extremfall dazu führen kann, dass ein vorhandener Unterschied zwischen Experimental-und Kontrollgruppe verdeckt wird.

14.3.2 Systematische Fehler

Angenommen, man teilt ein studentisches Seminar in zwei Gruppen. Die Experimentalgruppe erhält als Treatment einen Gewaltfilm, die anderen bekommen einen Naturfilm zu sehen. Bei diesem Design stimmen Experimentalund Kontrollgruppe mit den zu untersuchenden Gruppen überein, man führt also einen Gruppenversuch durch. Beide Gruppen werden zur selben Zeit in getrennte Räume, die natürlich vollständig identisch ausgestattet sind, geführt, und der Film beginnt. Nach zehn Minuten betreten bei der Experimentalgruppe drei Handwerker den Raum und erklären, sie müssten die Heizung reparieren. Natürlich werden sie vom Versuchsleiter sofort verjagt – aber trotzdem: Veränderungen des Aggressionspotenzials, die bei der Experimentalgruppe gefunden werden, können nicht mehr kausal auf den Stimulus Gewaltfilm zurückgeführt werden, weil eine Störvariable vorliegt und es letztlich zu einer Konfundierung zwischen Gewaltfilm und Störung gekommen ist.

Systematische Fehler bewirken eine Konfundierung: Störung und Treatment gehen eine Wechselwirkung ein, so dass die Veränderung eines Merkmals nicht mehr kausal auf die eigentliche unabhängige Variable zurückgeführt werden kann.

Die beiden Gruppen unterscheiden sich nicht nur in der Präsentation des Filmes, sondern auch in dem Vorhandensein einer Störung, was sich als systematischer Fehler im Messergebnis niederschlägt. Die gemessenen Ergebnisse sind für die Prüfung eines kausalen Zusammenhangs zwischen Ursache (Gewaltfilm) und Wirkung (Aggressionspotenzial) letztlich unbrauchbar. Theoretisch müsste man das Experiment wiederholen, was immer ein Zeitund Kostenproblem ist. Um die Gefahr von systematischen Fehlern, die auf Umweltbedingungen zurückzuführen sind, auszuschließen, werden deshalb in der Regel Einzelversuche durchgeführt. Die drei Handwerker stören dann nicht eine komplette Gruppe, sondern nur eine Versuchsperson, so dass bei einer Gruppenstärke von beispielsweise 30 Versuchspersonen eben nur ein Dreißigstel der Messungen der Experimentalgruppe nicht verwendet werden kann. Das Messergebnis dieser Versuchsperson verändert die Genauigkeit des Gesamtergebnisses um ein Dreißigstel. Die Genauigkeit der Ergebnisse wird demnach durch zufällige Fehler beeinflusst, während systematische Fehler das Ergebnis insgesamt verzerren. Nicht das Auftreten eines bestimmten Sachverhaltes an sich bestimmt, ob es sich um einen systematischen oder zufälligen Fehler handelt, sondern ob dieser Sachverhalt systematisch mit der Experimentalund Kontrollgruppe variiert. Die Handwerker sind in einem Fall ein systematischer, im anderen Fall ein zufälliger Fehler.

Die Entscheidung für Einzelversuche ist aus methodischen Erwägungen heraus also notwendig. Wer eine Experimentalgruppe mit 5 000 Versuchspersonen als Einzeluntersuchung ablaufen lässt, wird selbst beim Auftreten mehrerer Zufallsfehler immer noch ein extrem genaues Ergebnis präsentieren können. In der Praxis wird aber auch hier eine Abwägung zwischen Kosten und Nutzen zu treffen sein. Einzelversuche kosten deutlich mehr Zeit und Geld als Gruppenversuche. Wie so oft liegt der Kompromiss je nach Finanzstärke irgendwo in der Mitte: Je nach Zeit und Geld wird man deshalb die große Gruppe in mehrere kleine teilen, ohne gleich zu Einzelversuchen zu gelangen. Natürlich hängt es auch vom Inhalt und der Messmethode ab, ob eher Einzeloder Gruppenversuche gemacht werden. Will ich beispielsweise Gehirnströme aufzeichnen, muss es im Einzelversuch geschehen, liegt meine experimentelle Variation in gedruckten Zeitungsartikeln, kann ich in Unterrichtsstunden mehrere Personen parallel untersuchen.

Neben der Frage nach dem zeitund kostenmäßigen Aufwand von Einzelversuchen rückt ein zweites Problem ins Blickfeld: Da Einzelversuche zwangsläufig über einen längeren Zeitraum laufen müssen, können – je nach Thema – Lernund Reifungseffekte einen Einfluss auf die Güte der Versuchsergebnisse ausüben: 1) Die Versuchsleiter werden erfahrener. Sie werden vermutlich die erste Versuchsperson anders behandeln und einweisen als die letzte Versuchsperson. Sie werden möglicherweise nicht mehr mit derselben Sorgfalt bei den Erklärungen vorgehen, wenn sie das Procedere schon hundertmal durchgemacht haben. 2) Der Versuch spricht sich herum. Meistens werden wissenschaftliche Experimente in einem relativ begrenzten sozialen Raum durchgeführt, sei es eine Universität, ein Krankenhaus oder ein Freizeitzentrum. Nachfolgende Versuchspersonen entwickeln also andere Vorstellungen vom Sinn und Zweck der Untersuchung als die ersten, wissen vielleicht schon, was von ihnen verlangt wird und werden entsprechend ihr Verhalten danach richten.

 
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