理解概念:
jamovi操作:
簡報示範資料:
操作示範資料: - “Study2_copy.xls”, 前置處理操作錄影
作業資料:個人化
W13_Survey_[學號].csv
日常直覺:擲硬幣 100 次
卡方檢定的核心:
\[\chi^2 = \sum \frac{(O - E)^2}{E}\]
\(O\):觀測值(Observed)— 實際看到的
\(E\):預期值(Expected)— 假設為真時的期望
差距越大 → \(\chi^2\) 越大 → 越不像巧合
| 特徵 | 說明 |
|---|---|
| 只有正值 | \(\chi^2 \geq 0\)(平方後不可能為負) |
| 右偏分佈 | 低 df 時明顯右偏,高 df 時趨近常態 |
| df 決定形狀 | df 越大 → 分佈越對稱、越往右移 |
| 平均值 = df | \(E(\chi^2) = df\) |
與 t 分佈不同之處:卡方沒有負值,且不對稱
情境:200 位參與者從 4 種花色中任選一個(clubs / diamonds / hearts / spades),結果如下:
| 花色 | 觀測次數 | 預期次數 |
|---|---|---|
| clubs | 35 | 50 |
| diamonds | 51 | 50 |
| hearts | 64 | 50 |
| spades | 50 | 50 |
\[\chi^2(3) = 8.44,\quad p = 0.038\]
\(p = 0.038 < .05\) → 拒絕 H₀:花色選擇非均等,有偏好
自由度:\(df = k - 1 = 4 - 1 = 3\)(k 為類別數)
步驟:
注意:
來源:Zhang et al. (2024) Study 2
64 位大學生隨機分派到三種教學條件:
| 條件 | 說明 | 實際人數 |
|---|---|---|
| 0 | Static Slides(靜態投影片) | 24 |
| 1 | Drawing + Hand(顯手繪圖) | 17 |
| 2 | Drawing Only(無手繪圖) | 23 |
研究問題:三組人數是否符合均等分配(預期各 \(\approx\) 21.3 人)?
運用適合度檢定:隨機分派是否成功讓三組人數接近均等?
情境:異星球入境旅客族群(human、robot)的回答偏好(data、flower 或 puppy)
| data | flower | puppy | Sum | |
|---|---|---|---|---|
| human | 65 | 13 | 15 | 93 |
| robot | 44 | 30 | 13 | 87 |
| Sum | 109 | 43 | 28 | 180 |
問題:旅客族群與回答偏好之間有關聯嗎?
如果三組回答比例相同 → 獨立;比例不同 → 有關聯
預期值計算:
\[E_{ij} = \frac{R_i \times C_j}{N}\]
| data | flower | puppy | |
|---|---|---|---|
| human | 56.3 | 22.2 | 14.5 |
| robot | 52.7 | 20.8 | 13.5 |
預期值 = 「如果物種與選擇無關,各格子應該有多少人?」
\[\chi^2(2) = 10.72,\quad p = 0.005,\quad V = 0.24\]
\(p = 0.005 < .05\) → 拒絕 H₀:物種與選擇有關聯
\(V = 0.24\)(小效果)
行百分比(Row %)
列百分比(Column %)
jamovi 中可在 Contingency Tables 勾選 Row / Column percentages
步驟:
Frequencies → Contingency Tables → Independent Samples - \(\chi^2\) test of association
將一個類別變項拖入 Rows,另一個拖入 Columns
勾選 Statistics → \(\chi^2\)
勾選 Statistics → Cramer’s V(效果量)
勾選 Cells → Expected counts
來源:Zhang et al. (2024) Study 2
隨機分派後,三組的性別組成如下:
| 條件 | Female | Male |
|---|---|---|
| Static Slides (0) | 13 | 11 |
| Drawing + Hand (1) | 14 | 3 |
| Drawing Only (2) | 19 | 4 |
研究問題:教學條件(condition)與性別(Sex)是否獨立?
運用獨立性檢定:隨機分派是否讓三組參與者的性別組成均衡
\[V = \sqrt{\frac{\chi^2}{N \times (k - 1)}}\]
\(k = \min(\text{列數}, \text{欄數})\)
| Cramer’s V | 關聯強度 |
|---|---|
| .10 | 小 |
| .30 | 中 |
| .50 | 大 |
V 的範圍:0(完全獨立)到 1(完全關聯)
規則:每個細格的預期次數 \(E_{ij} \geq 5\)
| data | flower | puppy | |
|---|---|---|---|
| human | 56.3 | 22.2 | 14.5 |
| robot | 52.7 | 20.8 | 13.5 |
→ 所有預期次數 ≥ 5,卡方檢定適用 ✓
何時使用?
jamovi 操作:
差異:
| 卡方檢定 | Fisher’s Exact | |
|---|---|---|
| 原理 | 近似法(大樣本) | 精確機率計算 |
| 適用 | 預期次數都 ≥ 5 | 小樣本或稀疏表格 |
| 結果 | \(\chi^2\), df, p | 僅 p 值 |
你的依變項是什麼尺度?
│
┌────┴────┐
│ │
連續 名義、次序
(分數、時間)(是/否、選擇)
│ │
t 檢定 卡方檢定
│ │
│ │
效果量 效果量
d V
核心原則:比平均數 → t,比比例/次數 → \(\chi^2\)
| # | 情境 | 應使用 |
|---|---|---|
| 1 | 比較男女生的考試分數 | t 檢定 |
| 2 | 比較男女生選文組/理組的人數 | 卡方檢定 |
| 3 | 比較治療前後的焦慮量表分數 | 相依 t |
| 4 | 調查不同年齡層偏好的飲料類型 | 卡方檢定 |
問自己兩個問題:
資料:個人化 W13_Survey_[學號].csv
你的資料包含:
| 變項 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
Member_Type |
Nominal | 會員類型(Regular / Premium / VIP) |
Store_Preference |
Nominal | 商店偏好(A / B / C / D) |
Satisfaction |
Nominal | 滿意度(Satisfied / Neutral / Dissatisfied) |
操作:檢驗 Store_Preference
是否均等分佈
操作:檢驗 Member_Type 與
Satisfaction 之間是否有關聯
APA 寫作(2 段):
觀念辨析(3 題):
比較男生和女生的考試成績平均分數
調查中學生與大學生使用的社群軟體(IG/FB/TikTok)人數比例
檢驗某家餐廳在google地圖評分在不同月份獲得的評等是否一致
Q2:為什麼預期次數太小(< 5)會導致卡方檢定不準確?此時應如何處理?
Q3:Cramer’s V = 0.15 與 V = 0.45 分別代表什麼?以卡法分佈的特性來說,為什麼光看 p 值是不夠的?
檔案 1:學號_姓名_W13_Lab.omv
檔案 2:學號_姓名_W13_Report.docx
繳交期限:本週上課結束前
下週問題:
電子書: 第 10 章:類別資料分析
關鍵術語對照:
| 中文 | 英文 | 符號 |
|---|---|---|
| 卡方檢定 | Chi-square test | \(\chi^2\) |
| 適合度檢定 | Goodness-of-fit test | — |
| 獨立性檢定 | Test of independence | — |
| 列聯表 | Contingency table | — |
| 預期次數 | Expected frequency | \(E\) |
| 觀測次數 | Observed frequency | \(O\) |
| 克拉瑪 V | Cramer’s V | \(V\) |