الاختبارات الإحصائية في البحث العلمي

من المتعارف أن الإحصاء هو شكل من أشكال تجميع الأرقام والبيانات الرقمية بغرض تشكيل الظواهر وقراءتها قراءة رقمية بيانية من خلال إجراء الاختبارات الإحصائية، وذلك بغرض التقصي عنها عددياً، غير أنه كعلم مشتق من العلوم الرياضية يهتم أيضاً بطرق جمع البيانات وتبويبها وتلخيصها بأسلوب علمي يمكن الاستفادة منه في وصف البيانات، حيث تلعب الاختبارات الإحصائية في البحث العلمي دوراً هاماً وفعالاً في تحليل البيانات التي يقوم الباحث بجمعها والتي يتم عرضها بصورة دقيقة وواضحة، فإن الهدف الرئيسي من الاختبارات الإحصائية هو الحصول على نتائج صحيحة يمكن تعميمها على جميع أفراد مجتمع الدراسة.

من خلال المقال الحالي سوف نتعرف على الاختبارات الإحصائية ودورها في البحث العلمي وذلك من خلال مناقشة بعض النقاط الهامة والتي تتمثل في الآتي:

1. تعريف الإحصاء في البحث العلمي.
2. الاعتبارات العامة لاختيار الاختبارات الإحصائية.
3. أنواع الاختبارات الإحصائية في البحث العلمي.
4. كيفية اختيار الاختبار الإحصائي المناسب.
5. أهم خطوات إجراء الاختبار الإحصائي في البحث العلمي.
6. أهمية الاختبارات الإحصائية للبحث العلمي.

يقصد بعلم الإحصاء بأنه ذلك الفرع من العلوم الذي يختص بالطرق العلمية لجمع وتنظيم وتلخيص وعرض وتحليل البيانات، وذلك من أجل الوصول إلى نتائج مقبولة وقرارات سليمة، ويلجأ لها كثير من الباحثين في أبحاثهم العلمية لأنه يوفر أسلوباً علمياً موضوعياً محايداً دون تمييز أو تدخل من قبل الباحث، كما ينقسم علم الإحصاء إلى قسمين متعارف عليهما في البحث العلمي وهما (الإحصاء الوصفي، والإحصاء الاستدلالي) وهما كالتالي:

• الإحصاء الوصفي: يقصد به الطرق والأساليب الخاصة بتنظيم وتلخيص المعلومات بغرض المساعدة على فهم المعلومات، حيث تحتوي الطرق الوصفية على توزيعات تكرارية مثل ما يعرف باسم (الجداول التكرارية، ورسوم بيانية، وطرق حساب مقاييس النزعة المركزية، ومقاييس التشتت ومختلف القياسات الأخرى).
• الإحصاء الاستدلالي: يقصد به الطرق العلمية التي تعمل للاستدلال عن معالم المجتمع وفقاً للمعلومات التي تم الحصول عليها من العينة المأخوذة منه، وذلك طبقاً للطرق الإحصائية المعلومة والمعروفة.

بعد الانتهاء من التحليل الأولي للبيانات فيجب على الباحث أن يأخذ بعين الاعتبار الإجراءات الإحصائية، وأن يعلم جيداً أن الغرض الرئيسي من الاختبارات الإحصائية هو إعطاء نتائج من البيانات التي استخدمت من العينة، فعند اختيار الاختبار الإحصائي هناك عدة أمور يجب الاهتمام بها وأخذها بعين الاعتبار وهي:

1. كيف سيتم جمع البيانات.
2. ما هو تصميم الدراسة.
3. ماهي المقاييس التي ستستخدم.
4. متغيرات الدراسة.
5. النموذج الإحصائي.
6. قوة الإحصائي وعلاقتها بتصميم الدراسة واختيار الاختبار الإحصائي.

هكذا ويجب أن يعلم الباحث أن الاستدلال الإحصائي المستخدم في فحص الفرضيات يرتكز على نظرية الاحتمالات، فالاختبار الدال هو الاختبار الذي يتم إجراؤه للفرضية الصفرية، كما تُعَد النظرية الاحتمالية مركزية في الاستدلال الإحصائي والاختبارات الإحصائية لأنها تتمكن من معرفة التباين بالصدفة عند اتخاذ القرار.

حيث أن الاختبارات الإحصائية التي يعتمد تحليلها الإحصائي على التوزيع الطبيعية يطلق عليها اسم "الإحصاء البارامتري" كما يجب أن تتوافر في هذا الإحصاء عدة عوامل لكي يتم تحليل جوانبه وتتمثل هذه العوامل في الآتي:

1. الملاحظات مستقلة.
2. يتم سحب العينات من مجتمع الدراسة.
3. يتوفر فيها المستوى المتصل من المقياس.

• ترتبط الأخطاء العشوائية بملاحظات ومقاييس لها توزيع معروف وهو التوزيع الطبيعي في العادة.

أما بالنسبة للاختبارات اللابارامترية فيطلق عليها اسم مصطلح "التوزيع الحر" وهي تشير إلى استخدام الاختبارات الإحصائية التي لا تعمل افتراضات حول توزيع الأخطاء، وهذه الاختبارات الإحصائية أقل دقة وقوة من الاختبارات البارامترية بنسبة تتراوح بين 10% إلى 20 % ، والاستراتيجية البديلة لاستخدام الاختبارات اللابارامترية أو اللامعلمية كما يطلق عليها، ويكون من خلال تحويل البيانات إلى توزيع طبيعي أو قريباً منه.

تنقسم الاختبارات الإحصائية إلى نوعين وهما الاختبارات المعلمية واللامعلمية ويتم استخدام هذه الاختبارات في حالات متعددة سوف نتناولها بالشرح والتفصيل وهي كالآتي:

أولاً: الاختبارات المعلمية واللامعلمية في حالة عينة واحدة:

هو نوع من الاختبارات التي يمكنها معالجة البيانات بمختلف أشكالها في حالة عينة واحدة والتي لها خصوصيتها بحكم أنها تُستدعى بغرض القيام بالاستدلال عليها وإسقاط نتائجها على المجتمع الإحصائي بشكلٍ عام.

1- الاختبارات المعلمية في حالة عينة واحدة:

وهو ما يعرف باسم  (اختبار لمقارنة المتوسطات T- tests)، وفي أغلب الحالات يضطر الباحث التعامل مع حالة عينة منفردة واحدة ويكون قد قام باختيارها بشكل قد يكون عشوائي أو غير عشوائي، ثم يحاول اعتماد إحدى الطرق الإحصائية لاختبار افتراضاته ومعها اختبار تمثيلية هذه العينة للمجتمع المسحوبة منه، حيث تخضع هذه العينة إلى جملة افتراضات اعتماد الاختبارات المعلمية (تجانس التباين، اعتدالية التوزيع، شكل البيانات الكمي)، وبناء عليه يمكن إدراج أهم الاختبارات المعلمية المستهدفة لمقارنة المتوسطات وتحديد اختبارات ت (T- tests).

2- الاختبارات اللامعلمية في حالة عينة واحدة:

وهي ما تعرف باسم ( اختبار كاي مربع المستخدم لحسن المطابقة) ففي حالة ما إذا لم تتوافر شروط ومتطلبات استخدام الطرق المعلمية التي سبق ذكرها يتم اللجوء إلى مجموعة من الأساليب التي تعرف بالطرق اللامعلمية والتي تعتمد في حالة العينة الواحدة، حيث تكون طبيعة البيانات اسمية، ويستخدم اختبار كاي مربع في اختبار فرضيات، حيث لا يحتاج الباحث إلى الإيفاء بشروط معينة مثل (اعتدالية التوزيع، شكل البيانات الكمية)، نظراً كون هذا الاختبار يتم استخدامه في حالة البيانات الإسمية الكيفية، وبغرض التدليل على مطابقة العينة للمجتمع المسحوبة منه إحصائياً، وللمقارنة بين تكرارات ملاحظة وتكرارات متوقعة حيث أن التكرارات الملاحظة تمثل تلك التي يمكن الحصول عليها من واقع البحث والدراسة، أما التكرارات المتوقعة فهي يتم حسابها عن طريق العلاقة التالية : عدد أفراد العينة/ عدد الاختبارات.

هي نوع من الاختبارات الإحصائية التي يمكن الرجع إليها في حالة التعامل مع بيانات تتوزع على مجموعتين أو عينتين، قد تكونان مترابطتين أو مستقلتين  مع تنوع شكل هذه البيانات والتي قد تكون كمية أو إسمية أو ترتيبية، حيث تحدد طبيعة البيانات شكل الاختبار وطريقة استخدامه. ففي هذه الفقرة سوف نتعرف على الاختبارات الإحصائية بنوعيها لعينتين مترابطتين وعينتين مستقلتين.

1- الاختبارات المعلمية للعينات المترابطة:

وهو ما يعرف باسم الاختبار التائي للعينات المترابطة (T- test) حيث يستعمل هذا الاختبار في حالة العينات المترابطة من أجل فهم واستيعاب إمكانية وجود علاقة أو ارتباط بين الأزواج، وهذا ما نجده في عدة حالات الخاصة التجريبية والتي نستهدف من خلالها المقارنة بين حالتين أو قياسين لمعرفة الأثر والعلاقة المرتبطة بمتغير معين، كما يشترط إيفاء الشروط المعلمية التي سبق وتم الإشارة إليها.

2- الاختبارات اللامعلمية للعينات المترابطة:

من أهم هذه الاختبارات اختبار مكنمار (Mcnamar- test) ويستخدم هذا الاختبار في حالة عينتين مترابطتين من حيث البيانات الاسمية بحيث لا يشترط توافر الشروط الواجبه في الاختبارات المعلمية، ويتأسس هذا الاختبار على قياس مدى التغيير في المواقف والاتجاهات بعد إدخال متغير ما.

وهناك اختبار آخر يدعى اختبار ولكوكسون (Wilcoxon- test) ويستخدم هذا الاختبار في حالة العينات المترابطة حيث يكون شكل البيانات ترتيبياً أي تكون هذه البيانات بشكل مزدوج لأفراد العينة المقصودة، والهدف من هذا الاختبار هو التعرف على اتجاه الفروق وحجمها بين درجات أفراد العينة، أي يلجأ الباحث لهذا الاختبار من أجل فهم تغير درجات مبحوثية في حالة ادخل متغير جديد في تجربته والتعرف على اتجاه ذلك التأثير سواء كان إيجابياً أو سلبياً، ومن أجل استخدام مثل هذا الاختبار يجب أن يتم وفق للمراحل الآتية:

• يتم كتابة درجات العينتين أو القياسين القبلي والبعدي في عمودين منفصلين.
• يقوم الباحث بعد ذلك باستخراج قيمة الفروق من درجات العينتين، أي حساب حاصل عملية طرح الدرجة القبلية لكل فرد من الدرجة البعدية.
• تفرغ حواصل هذه العملية في الجدول على شكل قيمة مطلقة (دون إشارة).
• إعطاء رتبة لهذه الفروق حيث تعطي الرتبة الأولى لأصغر فرق في الدرجات ثم الرتبة الثانية للفرق الأكبر منه وهكذا حتى يتم تغطية كل  الفروق، أما في حالة  الفروق المتشابهة فتعطى بها درجات وسطية والتي يمكن حسابها عن طريقة: ( عدد الرتب/ عدد القيم المتشابهة.).

3- الاختبارات المعلمية في حالة عينتين مستقلتين:

يتم استخدام هذا الاختبار في حالة ما إذا كان الباحث أمام حالة مقارنة بين عينتين أو مجموعتين حول متغير بحثي ما، وكانت البيانات كمية أو نسبية، والأهم أنها تتفق وتتوافر فيها شروط الاختبارات المعلمية والتي تتمثل في (تجانس التباين، البيانات الكمية، التوزيع الطبيعي) ومن أهم الاختبارات المتوافقة مع هذه الحالات هو الاختبار التائي (T-test) للمقارنة بين المتوسطات.

4- الاختبارات اللامعلمية في حالة عينتين مستقلتين:

ومن أهم هذه الاختبارات واشهرها هو اختبار كا2 للاستقلالية (Chi- square) ويستخدم هذا الاختبار في حالة عينتين مستقلتين أي أن البيانات هي بيانات إسمية ثنائية التصنيف، ويكون الهدف من استخدام هذا الاختبار هو معرفة مدى استقلال إحدى العينتين عن الأخرى وتجانسها من المجتمع.

يجد الباحثون أنفسهم في حالات كثيرة يتعاملون مع عدة عينات وبحالات مختلفة حيث تكون هذه العينات مترابطة أي أن هناك عدة قياسات لعينة واحدة وذلك من أجل المقارنة بين هذه القياسات وإدخال متغيرات معينة ومعرفة أثرها، أو أن يكون للباحث عدة قياسات لعدة عينات مستقلة أو مجموعات مختلفة من المفردات أي يكون الغرض منها هو المقارنة بين هذه المجموعات تجاه متغير أو عدة متغيرات وفقاً لطبيعة البيانات والعلاقة بين العينات سواء كانت مترابطة أو مستقلة.

1- الاختبارات اللامعلمية لعدة عينات مستقلة:

من أهم هذه لاختبارات الآتي:

• اختبار كا2 أو ما يعرف باسم (chi2) لعدة عينات مستقلة (بيانات اسمية): لهذا الاختبار عدة استخدامات مثل (حالة عينة واحدة، وحالة عينتين) حيث يمكن استخدامه في حالة عدة عينات مستقلة بشكل بيانات اسمية ويكون الهدف من استخدام هذا الاختبار هو معرفة مدى استقلال العينات المدروسة عن بعضها.
• اختبار تحليل التباين الأحادي لكروسكال واليز أو ما يعرف باسم (croskal wallis test) الخاص بالبيانات الترتيبية: يستخدم هذا الاختبار في حالة التعامل مع عدة عينات مستقلة حيث تكون البيانات ذات طبيعة ترتيبية وذلك من أجل التعرف على إمكانية وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين عدة مجموعات أو عينات تجاه متغير معين.

2- الاختبارات اللامعلمية لعدة عينات مترابطة:

من أهم هذه الاختبارات هو اختبار كوجران لعينات مترابطة أو ما يعرف باسم (cogran- test) الخاص بالبيانات الاسمية وهو يستخدم في حالة توظيف الباحث لعينات مترابطة، واستخدامه لشكل بيانات اسمية ثنائية كالإجابة " بنعم  ولا "، أو أوافق أو غير أوافق، ويكون الهدف من الدراسة أو البحث هو المقارنة بين اتجاهات العينات نحو متغير مغين مع تغيير الأوضاع وحالات العينات.

إذا أراد الباحث اختيار الاختبار الإحصائي التي يتناسب مع البحث أو الدراسة الخاصة به يجب عليها مراعاة بعض النقاط الهامة والتي تتمثل في الآتي:

1. السؤال البحثي: إذ يجب على الباحث أن يسأل نفسه هل السؤال البحثي الرئيسي يهتم بالعلاقة أو بالتنبؤ بين المقاييس أو بالمقارنة بين المجموعات.
2. تصميم البحث: كم مجموعة ستشملها الدراسة وهل يوجد علاقة بين هذه المجموعات أن لا؟ وهل يوجد مجموعتان أو أكثر ترتبطان ببعضهما أو مستقلتان؟.
3. توزيع البيانات: هل التوزيع المتعلق بالمتغيرات الهامة في البحث العلمي منفصلاً أو متصلاً.

يجب على الباحث أن يعلم جيداً أن الاختبار الإحصائي قد يكون متعلقاً بعينة واحدة أو عينتين أو أكثر وقد يكون اختباراً معلمياً أو غير معلمياً ويجب أن يمر بعدة خطوات هامة وهي كالآتي:

1. يبدأ الاختبار تفهم اهداف البحث ثم إعادة صياغتها في فرضين احداهما يسمى فرض العدم (Null- Hypothesis) والآخر يسمى الفرض البديل (Alternative- Hypothesis).
2. يقوم الباحث بتحديد احتمال الخطأ ويمثل الخطأ من النوع الأول (احتمال رفض فرض العدم وهو صحيح) ويرمز له بالرمز (a) وغالباً ما يساوي 0,05  أو 0,01.
3. يتم إجراء التجربة وتجميع البيانات من العينة.
4. تراجع الفروض اللازمة للاختبار وهي تختلف عن الفروض الإحصائية (فرض العدم، وفرض البديل).
5. استخدام نظرية الاحتمالات من خلال البحث الغير عشوائي عن متغير يسمى احصائي الاختبار (Test- Statistic) وعن التوزيع العيني (Sampling- Distribution) الملائم لهذا المتغير.
6. يتم استخدام العينات المتاحة من العينة والمجتمع والتوزيع العيني لاتخاذ قرار معين إما بقبول أو رفض فرض العدم.

تعتبر الاختبارات الإحصائية واحدة من أهم التطبيقات  التي قدمها علم الإحصاء كحل للمشاكل العلمية المختلفة في مختلف المجالات، فمن خلال استخدام نظرية الاحتمالات وخصائص التوزيعات العينية يمكن التعرف على ما يسمى اختبارات الفروض الإحصائية والتي من خلالها مكن لأي شخص أن يقوم باتخاذ قرار برفض أو قبول فرض معين أو مجموعة من الفروض المتعلقة مشكلة معينة أو موضوع الدراسة، كما تتمثل أهمية الاختبارات الإحصائية في ثلاث نقاط هامة وهي:

1. تساهم الاختبارات الإحصائية بشكل كبير في تحليل كافة البيانات والمعلومات الكمية والاسمية المتعلقة بالبحث العلمي.
2. تساعد الباحث في عرض جميع البيانات بصورة دقيقة وواضحة وسهلة الفهم والتفسير.
3. تُمكن الباحث من الوصول إلى نتائج صحيحة يمكن تعميمها على جميع أفراد المجتمع المسحوبة منه العينة.

في نهاية هذا المقال تكون قد تعرفت على الاختبارات الإحصائية وعلاقتها بالبحث العلمي بدايةً من تعريف علم الإحصاء في البحث العلمي والاختبارات الإحصائية وأهم أنواعها وصولاً إلى معرفة كيفية اختيارها وخطوات إجرائها وصولاً إلى توضيح أهميتها بالنسبة للبحث العلمي، نرجو في النهاية أن يكون هذا المقال نافعاً ومفيداً لجميع الطلاب والباحثين في مختلف المجالات العلمية والأدبية مع تحيات شركة دراسة للاستشارات الأكاديمية وخدمات البحث العلمي والترجمة.

وإذا كنت من الذين يبحثون عن خدمات البحث العلمي المختلفة يمكن التواصل معنا من خلال الآتي:

• الإيميل التالي [email protected]: 
• أو التواصل معنا وطلب الخدمة عبر الواتساب على الرقم 00966560972772

حسان، حامي. (2017). اختبارات إحصائية. قسم علم الاجتماع. كلية العلوم الاجتماعية والإنسانية. جامعة محمد لمين دباغين. الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية.

الضامن، منذر. (2007). أساسيات البحث العلمي. الطبعة الأولى. درا المسيرة للنشر والتوزيع والطباعة. عمان. الأردن.