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Analytics Grundlagen: Durchführung statistischer Untersuchungen

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In der Präsentation wird das Vorgehen bei der Durchführung von statistischen Untersuchungen erklärt:

1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“
2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“
3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“
4. Datenanalyse “Welche Analysen werden benötigt und welche
Ergebnisdarstellung ist geeignet)?“

Veröffentlicht in: Daten & Analysen
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Analytics Grundlagen: Durchführung statistischer Untersuchungen

  1. 1. Statistik Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung statistischer Untersuchungen Photo Credit: Unsplash, Roman Mager ANALYTICSGrundlagen
  2. 2. Prof. Dr. Jan Kirenz “All people decisions should be informed by data and analytics.” ~Google People Analytics motto 2
  3. 3. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? Die Statistik soll insbesondere dabei unterstützen, optimale Entscheidungen zu treffen. Sie unterstützt uns dabei bspw. mit Methoden zur Auswertung von Daten 3 Übergeordnete Zielsetzung
  4. 4. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? Werbung von Parship: Alle 11 Minuten verliebt sich ein Single über PARSHIP. Frage: sind das gute Nachrichten für Singles bei Parship, wenn dort ca. 5 Mio. Mitglieder angemeldet sind? 4 Korrekte Interpretation von Informationen
  5. 5. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? Antwort: Eher nicht! Die Erfolgswahrscheinlichkeit beträgt in einem Jahr nur 2%! 5 Korrekte Interpretation von Informationen
  6. 6. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? Parship hatte zum Zeitpunkt der Werbung ca. 5 Mio. Mitglieder. Wenn sich sogar alle 10 Minuten zwei davon ineinander verlieben, damit aus dem Sucherpool ausscheiden und durch zwei neue Singles ersetzt werden, beträgt für ein zufällig ausgewähltes Mitglied die Wahrscheinlichkeit einer neuen Liebe pro Jahr kaum mehr als 2%. Mit 98% Wahrscheinlichkeit findet man also keinen Partner! Erklärung: Wenn sich alle 10 Minuten zwei Singles verlieben, dann passiert das 6-mal in der Stunde, 144-mal am Tag oder 52.560-mal im Jahr. Die Wahrscheinlichkeit, an einem beliebigen dieser 52.560 Zeitspannen von 10 Minuten Erfolg zu haben, beträgt 2 zu 5.000.000 (die anderen 4.999.998 suchen weiter). Damit ist die Wahrscheinlichkeit für Misserfolg an jedem beliebigen Zeitpunkt 4.999.998 zu 5.000.000, oder über das Jahr gerechnet (4.999.998/5.000.000)^52.560 = 0,979. 6 Korrekte Interpretation von Informationen Quelle: Bauer, T. (2015). Liebestrunken – Vermittlungsbörse schießt statistisches Eigentor. Eingesehen am 25.07.2016 https://www.harding-center.mpg.de/de/unstatistik/liebestrunken-vermittlungsboerse-schiesst-statistisches-eigentor
  7. 7. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? Annähernd 7,3 Milliarden Euro haben die Deutschen im vergangenen Jahr für 6 aus 49, Glücksspirale oder Super 6 ausgegeben, etwa 90 Euro pro Kopf. Frage: Wie wahrscheinlich ist es, den Jackpot zu „knacken“? 7 Korrekte Interpretation von Informationen Quelle: Süddeutsche Zeitung (2016). Die Deutschen und ihr Lotto - eine gestörte Beziehung. Zugriff am 27.07.2016 unter http://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/die-deutschen-und-ihr-lotto-ohne-gewaehr-1.2922068 Bildquelle: picture alliance / dpa
  8. 8. Prof. Dr. Jan Kirenz Weshalb ist Statistik wichtig? 8 Korrekte Interpretation von Informationen Quelle: Lotto (2016). Gewinnwahrscheinlichkeiten. Zugriff am 17.07.16 unter https://www.lotto.de/de/informationen/lotto- 6aus49/gewinnwahrscheinlichkeit.html In der Gewinnklasse 1 beträgt die Chance rund 1:140 Millionen D.h. die Chance zu gewinnen beträgt hier 0.000000714286% Viel Glück!!
  9. 9. Prof. Dr. Jan Kirenz Was ist Statistik? Statistik ist die Lehre von Methoden zum Umgang mit quantitativen Informationen (Daten). Methode: Standardisiertes Verfahren zur Gewinnung von Erkenntnissen 9 Allgemeine Definition Quelle: Rinne, H. (2008). Taschenbuch der Statistik (4. Auflage). Frankfurt am Main: Harri Deutsch Verlag,
  10. 10. Prof. Dr. Jan Kirenz Was ist Statistik? Statistik unterstützt uns bei der systematischen Gewinnung und Analyse von Daten 10 Zentrale Inhalte der Statistik
  11. 11. Prof. Dr. Jan Kirenz Was ist Statistik? 11 Vorgehensweise bei Google:
  12. 12. Prof. Dr. Jan Kirenz Was ist Statistik? 1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“ 2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“ 3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“ 4. Datenanalyse “Welche Analysen werden benötigt und welche Ergebnisdarstellung ist geeignet)?“ 12 Vorgehen bei der Durchführung von statistischen Untersuchungen (z.B. auch bei einer empirischen Bachelorarbeit)
  13. 13. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung 1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“ 2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“ 3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“ 4. Datenanalyse “Welche Analysen und Visualisierungen werden benötigt?“ 13 Definition, Design, Datenerhebung, Datenanalyse
  14. 14. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 1: Beschreibung einer konkreten Fragestellung (d.h. Forschungsfrage), die beantwortet werden soll. Beispiele: Wie können YouTuber die Anzahl ihrer Follower erhöhen? Welche Form der Arbeit motiviert die Generation Y in westlichen Ländern? Was macht Menschen in Deutschland zufrieden? ... 14 Definition
  15. 15. Prof. Dr. Jan Kirenz Example Research question: Why do some work groups thrive and others falter? 15 Duhigg, C. (2016). What Google learned from its Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 Picture Copyright: Charles Graham
  16. 16. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 2: Recherche des aktuellen (wissenschaftlichen) Wissensstands zu der vorliegenden Fragestellung. Hinweise: Sie benötigen hierfür typischerweise Ergebnisse und Modelle von bereits durchgeführten Studien bzw. Forschungsarbeiten. Nutzen Sie beispielsweise folgende Recherchemöglichkeiten, um relevante Arbeiten ausfindig zu machen: Google Scholar: https://scholar.google.de 16 Definition
  17. 17. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Hinweis: Journalrankings Journals werden nach unterschiedlichen Kriterien bewertet. Die Bewertung soll Aufschluss über die wissenschaftliche Qualität der darin veröffentlichen Beiträge liefern. Beispiele für Rankings: SJR : Scientific Journal Rankings : http://www.scimagojr.com/journalrank.php?area=1400 VHB-JOURQUAL3: http://vhbonline.org/vhb4you/jourqual/vhb-jourqual-3/teilrating-abwl/ 17 Definition
  18. 18. Prof. Dr. Jan Kirenz Journalranking 18
  19. 19. Prof. Dr. Jan Kirenz Journalranking 19
  20. 20. Prof. Dr. Jan Kirenz What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team Google’s researchers began by reviewing a half-century of academic studies looking at how teams worked. Were the best teams made up of people with similar interests? Or did it matter more whether everyone was motivated by the same kinds of rewards? 20 Duhigg, C. (2016). What Google learned from its Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 Picture Copyright: Charles Graham
  21. 21. Prof. Dr. Jan Kirenz What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team New research reveals surprising truths about why some work groups thrive and others falter 21 Duhigg, C. (2016). What Google learned from its Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 Picture Copyright: Charles Graham
  22. 22. Prof. Dr. Jan Kirenz ‘‘We have used the statistical approach they developed for individual intelligence to systematically measure the intelligence of groups.’’ Put differently, the researchers wanted to know if there is a collective I. Q. that emerges within a team that is distinct from the smarts of any single member. 22 Woolley, A. W. et al. (2010). Evidence for a Collective Intelligence Factor in the Performance of Human Groups. Science, 330, 668 of a 2 = dex oxi- hen first for rm- 01). nce both before and after principal axis extraction, which yields a first factor explaining 31% of P ≤ 9 6 6 1.80 Fig. 1. Standardized regression coefficients for collective intelligence (c) and average individual member intelligence when both are regressed to- gether on criterion task performance in Studies 1 and 2 (controlling for group size in Study 2). Coefficient for maximum member intelligence is also shown for comparison, calculated in a separate regression because it is too highly correlated with individual member intelligence to incorporate both Downloadedfro In their literature research, the Google People Analytics team discovered this study about collective intelligence
  23. 23. Prof. Dr. Jan Kirenz l This paper presents a model of team learning and tests it in a multimethod field study. l It introduces the construct of team psychological safety: - a shared belief held by members of a team that the team is safe for interpersonal risktaking and models the effects of team psychological safety and team efficacy together on learning and performance in organizational work teams. 23 Source: Edmondson, A. (1999). Psychological Safety and Learning Behavior in Work Teams. Administrative Science Quarterly, Vol. 44, No. 2, pp. 350-383 Link to study: http://web.mit.edu/curhan/www/docs/Articles/15341_Readings/Group_Performance/Edmondson%20Psychological%20safety.pdf ...the Google People Analytics team also discovered this study about psychological safety... observed across types of teams should be explainedby team psychologicalsafety andteam efficacy,as shown in figure 1, ratherthan by team type. Figure 1. A model of work-team learning. Antecedent Team Team Conditions Beliefs Behaviors Outcomes TEAM LEARNING TEAM BEHAVIOR STRUCTURES TEAM PERFORMANCE TEAMSAFETY Seeking feedback, Context support TEAM EFFICACY discussing errors, seeking information Satisfies customer needs Team leader and feedback from and expectations coaching customers and others 357/ASQ,June 1999
  24. 24. Prof. Dr. Jan Kirenz l Results of a study of 51 work teams in a manufacturing company, measuring antecedent, process, and outcome variables, show that team psychological safety is associated with learning behavior. l The results support an integrative perspective in which both team structures, such as context support and team leader coaching, and shared beliefs shape team outcomes. 24 Source: Edmondson, A. (1999). Psychological Safety and Learning Behavior in Work Teams. Administrative Science Quarterly, Vol. 44, No. 2, pp. 350-383 Link to study: http://web.mit.edu/curhan/www/docs/Articles/15341_Readings/Group_Performance/Edmondson%20Psychological%20safety.pdf ...the Google People Analytics team also discovered this study about psychological safety... observed across types of teams should be explainedby team psychologicalsafety andteam efficacy,as shown in figure 1, ratherthan by team type. Figure 1. A model of work-team learning. Antecedent Team Team Conditions Beliefs Behaviors Outcomes TEAM LEARNING TEAM BEHAVIOR STRUCTURES TEAM PERFORMANCE TEAMSAFETY Seeking feedback, Context support TEAM EFFICACY discussing errors, seeking information Satisfies customer needs Team leader and feedback from and expectations coaching customers and others 357/ASQ,June 1999
  25. 25. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 3: Definition von Hypothesen, die zur Beantwortung der Fragestellung beitragen sollen Hypothesen sind Aussagen, die einen Zusammenhang zwischen mindestens zwei Merkmalen (Variablen) herstellen. Beispiele: - Variable A hat einen positiven Einfluss auf Variable B. - Je größer Variable A, desto kleiner Variable B - ... 25 Definition
  26. 26. Prof. Dr. Jan Kirenz What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team Based on different studies, the researchers formulated hypotheses about different factors... 26 Duhigg, C. (2016). What Google learned from its Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 Picture Copyright: Charles Graham
  27. 27. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Hypothesen Fiktive Beispiele: - Empathische Führungskräfte erhöhen die Gruppenintelligenz - Je sicherer sich die Mitarbeiter in einem Team fühlen, desto höher ist die Gruppenintelligenz... 27 Definition
  28. 28. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung 1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“ 2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“ 3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“ 4. Datenanalyse “Welche Analysen und Visualisierungen werden benötigt?“ 28 Definition, Design, Datenerhebung, Datenanalyse
  29. 29. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 1: Ausgehend von den Hypothesen werden die benötigten Merkmale (Variablen) und Merkmalsausprägungen definiert, die zum Testen der Hypothesen notwendig sind (Operationalisierung). Üblicherweise wird ein Fragebogen erstellt, der alle relevanten Merkmale enthält (dies wird auch Operationalisierung der Hypothesen genannt). Geeignete Messinstrumente können oftmals von bereits publizierten Arbeiten übernommen werden. 29 Design
  30. 30. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Operationalisierung - Wir benötigen geeignete „Messinstrumente“ für: - „Psychological Safety“ - Gruppenintelligenz - Erfolg/Misserfolg eines Teams - ... 30 Design
  31. 31. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 2: Definition der Personengruppe (Grundgesamtheit), auf welche sich die Hypothesen beziehen. Unter Grundgesamtheit versteht man die Gesamtmenge aller Personen, über die eine Aussage getroffen werden soll. 31 Design
  32. 32. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Grundgesamtheit - Alle Teams, die bei Google arbeiten 32 Design
  33. 33. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 3: Auswahl einer Stichprobe (mit Hilfe eines geeigneten Auswahlverfahrens), die stellvertretend für die Grundgesamtheit untersucht werden soll. Beispiele: Eine Stichprobe ist eine Auswahl an Personen, die stellvertretend für eine Grundgesamtheit Auskunft gibt. Eine Stichprobenbefragung (Teilerhebung) ist nur dann zulässig, wenn die Struktur der Stichprobe (z.B. prozentualer Anteil an Personen mit einem bestimmten: Geschlecht, Bildungsabschluss, Alter, Einkommen …) die Struktur der Grundgesamtheit widerspiegelt. Falls die Strukturen identisch sind, spricht man von einer repräsentativen Stichprobe. 33 Design
  34. 34. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Stichprobe - Auswahl von insgesamt 180 verschiedenen Teams aus unterschiedlichen Bereichen des Unternehmens 34 Design
  35. 35. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 4: Festlegung, ob eine Längsschnittstudie (Erhebung zu mehreren Zeitpunkten) oder Querschnittstudie (Erhebung an nur einem Zeitpunkt) durchgeführt werden soll 35 Design
  36. 36. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 5: Insgesamt muss sichergestellt werden, dass die Untersuchung den Gütekriterien quantitativer Untersuchungen genügt (Validität, Reliabilität und Objektivität) 36 Design
  37. 37. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung 1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“ 2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“ 3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“ 4. Datenanalyse “Welche Analysen und Visualisierungen werden benötigt?“ 37 Definition, Design, Datenerhebung, Datenanalyse
  38. 38. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 1: Die Erhebung der Daten kann auf verschiedenen Arten erfolgen: Primärerhebung: Durchführung einer neuen Befragung. Beispielsweise schriftlich (offline oder online), telefonisch oder in einem persönlichen Interview Sekundärerhebung: Nutzung von bereits vorhandenen Daten. Beispielsweise Download von frei zugänglichen Daten aus dem World Wide Web 38 Datenerhebung
  39. 39. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Datenerhebung - Insbesondere Durchführung von quantitativen Befragungen mit Fragebögen (Primärerhebung) 39 Design
  40. 40. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Wegen der relativ unkomplizierten Erhebung wird bei Primärerhebungen als Erhebungsverfahren häufig ein Onlinefragebogen eingesetzt 40 Datenerhebung
  41. 41. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 2: Bei der Erhebung muss beachtet werden, dass die Stichprobe ein repräsentatives Abbild der Grundgesamtheit darstellt. 41 Datenerhebung
  42. 42. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung 1. Definition „welche Frage soll beantwortet werden?“ 2. Design „Von welcher Personengruppe benötigen wir welche Daten?“ 3. Datenerhebung „Wie sollen die Daten erhoben werden?“ 4. Datenanalyse “Welche Analysen und Visualisierungen werden benötigt?“ 42 Definition, Design, Datenerhebung, Datenanalyse
  43. 43. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 1: Die Analyse der Daten beginnt zunächst mit der Datenbereinigung. Dabei werden zunächst unter anderem fehlerhafte und unvollständige Daten in den Datensätzen identifiziert und ggf. korrigiert 43 Datenanalyse
  44. 44. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 2: Die Daten aus der Stichprobe werden mit Hilfe der deskriptiven Statistik (Beschreibung der Stichprobenergebnisse) analysiert. Hierbei werden zentrale Tendenzen (Durchschnittswerte) und die Streuung (d.h. Verteilung) der Daten ermittelt. 44 Datenanalyse
  45. 45. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 3: Untersuchung, ob Befunde (zu Hypothesen) aus der Stichprobe auf die zugehörige Grundgesamtheit übertragen werden können (auch Inferenzstatistik genannt) Dependenzanalysen: In Abhängigkeit von den Hypothesen können Zusammenhänge (z.B. Korrelation, Regression) und/oder Unterschiede (z.B. t-Test, U-Test, …) untersucht werden. Interdependenzanalysen: Strukturen in Daten (z.B. Conjoint-Analyse, Clusteranalyse,…) untersuchten. 45 Datenanalyse
  46. 46. Prof. Dr. Jan Kirenz Durchführung einer statistischen Untersuchung Schritt 4: Die Datenvisualisierung soll die Ergebnisse möglichst verständlich darstellen, um so die Entscheidungsfindung zu vereinfachen. 46 Datenanalyse
  47. 47. Prof. Dr. Jan Kirenz What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team One key-finding: ‘As long as everyone got a chance to talk, the team did well. But if only one person or a small group spoke all the time, the collective intelligence declined. 47 Duhigg, C. (2016). What Google learned from ist Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 ICopyright: Charles Graham
  48. 48. Prof. Dr. Jan Kirenz 48
  49. 49. Prof. Dr. Jan Kirenz What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team l Google now describes „psychological safety“,a model of teamwork in which members have a shared belief that it is safe to take risks and share a range of ideas without the fear of being humiliated, as the most important factor to building a successful team. l In short... just be polite 49 Duhigg, C. (2016). What Google learned from ist Quest to Build the Perfect Team. New York Times, http://www.nytimes.com/2016/02/28/magazine/what-google- learned-from-its-quest-to-build-the-perfect-team.html?_r=0 ICopyright: Charles Graham

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