t値と自由度から計算する効果量rはηと同じもの

 

外国語教育研究ハンドブック水本・竹内(2008)では,

検定のときの効果量として,r を紹介しています。

平均や標準偏差から計算する効果量の d は,指標として

わかりやすいものですが,検定から得られる 値と自由度(df)を

使って計算する効果量の r は,一体何を示しているのか,

わかりづらいといえば確かにそうだと思います。

 

大学院の授業でも毎年,学生が混乱しているようですし,

海外のジャーナルに論文を投稿して,査読者から

「この効果量の という指標は見たことがない」というコメントを

もらったという方もいましたので,説明をここにまとめておきます。

 

水本・竹内(2008, p. 61)を確認してみるとわかるように,

効果量の r は η (イータ)と同じものです。

ちなみに,t 検定の効果量として説明した r は相関比の

特殊な形であるため,η2 は,分散説明率と呼ばれる

相関係数(r)を 2 乗した r2 やR2 (回帰分析の決定係数,

coefficient of determination)と同じものであると

考えてよい (Field, 2005, p.357)。

 

そのため,論文には η と書いても構いません。

 

事実,Hatch and Lazaraton(1991) では,検定の効果量は,

r と同じように 値と自由度で計算していますが,

η として紹介されています。

Hatch, E., & Lazaraton, A. (1991). The research manual: Design and statistics for applied linguistics. Boston: Heinle & Heinle.

 

効果量の r は η は同じものだと言われても,

なぜ同じなのかわからないと思いますので,

ここでは,外国語教育研究ハンドブック第5章で使われている,

独立した(対応のない)検定のデータを使用して確認します。

 

R をお使いの方は,特別なパッケージは使わずに実行しますので,

コピーアンドペーストして試してみて下さい。

 

まず,データを読み込んで,検定を実行します。

dat <- read.csv(“http://mizumot.com/handbook/wp-content/uploads/ch05independent.csv”, header=T, fileEncoding=”CP932″)

dat # どのようなデータか確認

# 等分散を仮定した t 検定

t.test(dat$Score~dat$Group, var.equal=TRUE)

 

 

次に, 値と自由度から,効果量 r を計算します。

少し長いコードですが,上記の結果から手計算でも

構いませんし,Excelの計算シートを使ってもよいでしょう。

t検定の効果量算出についてはこちらを参照

t.result <- t.test(dat$Score~dat$Group, var.equal=TRUE)

r <- sqrt(t.result$statistic[[1]]^2/(t.result$statistic[[1]]^2+t.result$parameter[[1]]))

r

 

 

同じデータを使って一元配置の分散分析を行い,

効果量の η2 を計算します。

検定でも分散分析でも得られる p 値は同じになります)

anova(lm(dat$Score~dat$Group))

result <- anova(lm(dat$Score~dat$Group))

eta.squared <- result$”Sum Sq”[1]/(result$”Sum Sq”[1]+result$”Sum Sq”[2])

eta.squared #イータ2乗

 

 

上記の結果から得られる η2 はイータを2乗したものなので,

も同じように2乗して比較してみます。

r^2  # 値と自由度から計算した効果量 を2乗したもの

eta.squared #イータ2乗

 

 

同じ値になっていることが確認できます。

また,確認のために ηの2乗を外して r と比較します。

r # 値と自由度から計算する効果量 r

sqrt(eta.squared) # 2乗を外したイータ

 

 

こちらも同じ値になっています。

このように,r は η と同じものであることがわかります。

 

なぜ違う計算から得られる,r と η が同じ値になるのでしょうか。

 

値と自由度から計算できる,効果量 r は点双列相関係数

(point-biserial correlation coefficient) と同じものです。

 

点双列相関とは,以下の図のように,2つのグループを

示す値(1と2)と得点との相関係数のことです。

(グループを示す値は名義尺度なので,1と2でなくても,

2と3だったとしても同じです。)

 

 

上記までのデータで,Rを使って計算してみます。

pb.r <- cor(dat$Score, dat$Group)

pb.r

 

 

効果量では,正負の符号は関係ありません。

上で計算した,r と η と同じ値になっています。

 

また,t 値と自由度で計算した効果量rの2乗と,

点双列相関を2乗した値と,分散分析の結果から

計算される ηの3つを比べてみましょう。

r^2

eta.squared

pb.r^2 #を2乗したもの

 

 

同じ値になっていることがわかります。

 

点双列相関をグラフにしてみます。

attach(dat)

plot(Score~Group, ylim=c(0,100), xaxp =c(1, 2, 1), yaxp =c(0, 100, 10))

abline(lm(Score~Group), col=”red”)

 

 

グループ1と2の点数に差があれば,回帰直線の傾きも

急になる(つまり,r の値が大きくなる)はずですが,

差がないために,r の値が非常に小さくなっています。

 

参考までに,r = 0.1(効果量小),r = 0.3(効果量中),

r = 0.5(効果量大)の場合の2つのグループの差を図示します。

(効果量 d も一応入れています)

 

 

このように,どちらのグループに振り分けられたかに

よって,点数に差が生じるかどうかというのは,

分散分析における効果量の計算式

η2 = グループ間の平方和 / 平方和の合計

で確認している,「群の効果によるばらつき」

(グループの違いによって生じるばらつき)の割合と

同じものをみているといえるわけです。

 

結論:効果量の r と η は同じものである。

 

 

統計解析ソフトR入門者向けワークショップ

 

※このWSは終了しました。当日は20名以上の方が参加されました。
ご参加いただいた皆様,どうもありがとうございました。 

  • 日時:7月14日(土)15:00-17:30
  • 場所:関西大学岩崎記念館 2階 CALL-1教室
  • 対象:
    ・ 学部生,院生,研究者
    ・ R を触ったことが無い人
    ・ R を使ってみたいと思っている人
    ・ これからデータ分析をする人
    ・ S●SS は自宅で使えないので不便だと思っている人
  • 参加費:無料
  • 内容・その他:
    – 『外国語教育研究ハンドブック』(松柏社)の内容に沿って説明します。
    – Rのインストールから行う超初心者向けワークショップです。
    – ハンズ・オン,少人数で行います。
    – 参加者多数の場合はお断りする可能性があります。ご了承下さい。
    – ご自分の PC を使いたい場合はご持参下さい。
    – 持込PC用インターネット接続サービスはありません。

 

研究用ブログです。

 

2010年4月に関西大学外国語学部・大学院外国語教育学研究科に着任しました。
「忙しいなー」と思って毎日過ごし,気づいたら2年が過ぎていました(汗)

最近,研究のペースが落ちてきたように思いますので,
もう少しペースを上げていきたいと思います。


2010年4月入学式(研究室から)