الفرضيات في تحليل البيانات

• أُوضّح مفهوم الفرضية، وأُبيّن أنواعها.
• أُميّز الفرضية الصفرية من الفرضية البديلة.
• أكتب صياغة كلّ من الفرضية الصفرية، والفرضية البديلة.
• أُوضّح خطوات اختبار الفرضيات وفحصها.
• أُفسّر دور مستوى الدلالة في الحكم على صحّة الفرضية أو عدم صحّتها.
• أضع فرضية عن مشكلة من البيئة المحيطة، وأجمع بياناتها، وأتحقق من صحّتها أو عدم صحّتها.

من الفضول إلى الفرضية: تنبّؤ ينتظر الاختبار

يُطلق على هذه التنبّؤات اسم الفرضيات

• الفضول: يدفع الإنسان إلى طرح الأسئلة، والبحث عن تفسير للظواهر المحيطة به.
• التنبّؤات: يضع الإنسان تنبّؤات لم يتمّ تأكيد صحّتها أو خطئها بعدُ، ويُطلق عليها اسم الفرضيات.

ما الفرضية؟ ادّعاء مؤقت قابل للاختبار

• الاستخدام: تُستخدَم الفرضيات عادةً في اختبار علاقة مُتغيّر بمتغيّر آخر، أو أثر مُتغيّر في مُتغيّر آخر.
• معنى ذلك: الفرضية تقوم على فحص العلاقة بين مُتغيّرين أو أكثر.

أربعة ضوابط تجعل الفرضية سليمة

يُشترط عند كتابة الفرضيات وصياغتها الالتزام بجملة من الضوابط

• الوضوح ودقّة الصياغة: يجب أنْ تُكتب الفرضية بلغة واضحة غير مُبهمة.
• القابلية للاختبار: يجب أنْ تكون الفرضية قابلة للتحقق عن طريق التجربة أو البيانات.
• وجود علاقة بين مُتغيّرين: يجب أنْ تتضمّن الفرضية اختبار العلاقة بين مُتغيّرين أو أكثر.
• تحديد المدى: يجب أنْ تكون الفرضية مُحدّدة بموقف مُعيَّن أو بظروف مُعيَّنة.

أذكر أمثلة على بعض الفرضيات، وأُراعي استيفاءها للضوابط آنفًا في الفرضية، ثمّ أُشاركها مع الزملاء/الزميلات في الصف.

صفرية أم بديلة: النفي في مقابل الإثبات

• نقطة البداية: يُفترَض صحّة الفرضية الصفرية إلى أنْ يثبت العكس عن طريق البيانات التجريبية.

أقرأ الفرضيات الآتية، ثمَّ أعمل - بالتعاون مع أفراد مجموعتي - على تحليل صياغة كل فرضية، وتحديد إذا كانت تشير إلى فرضية صفرية أو فرضية بديلة:

لا توجد علاقة بين المستوى المادي للطالب ومستوى تعليم الآباء.

توجد علاقة بين تناول المُثلَّجات (الآيس كريم) والنزلة الصدرية لدى الأطفال.

لا توجد علاقة بين عدد أيام غياب الطالب والعلامة في مبحث الرياضيات لطلبة الصف التاسع.

لا يوجد فَرْق بين حالة الطالب المادية ومستوى التحصيل لديه.

يوجد أثر لطريقة التدريس باستخدام أوراق العمل في مستوى تحصيل الطلبة.

السؤال الثاني: أُصنِّف الفرضيات الآتية إلى صفرية وبديلة:

توجد علاقة بين عدد ساعات الدراسة ومستوى التحصيل لدى الطلبة.

لا يوجد أثر لكميَّة السماد في كميَّة الإنتاج الزراعي لمحصول الموز.

توجد علاقة بين الإدمان على التدخين وأمراض القلب.

لا توجد علاقة بين مستوى الفقر وحدوث ظاهرة الطلاق.

قبول الفرضية الصفرية أم رفضها؟

• التركيز: يُركَّز عادةً على فحص الفرضية الصفرية؛ ذلك أنَّ إثبات خطأ الفرضية أسهل من إثبات صِحَّتها.

• قبول الفرضية الصفرية: تكون صحيحة بناءً على البيانات التي تشير إلى عدم وجود علاقة أو أثر أو فَرْق بين المُتغيِّرات موضوع الدراسة.
• مثال: لا يوجد تأثير لتناول المُثلَّجات (الآيس كريم) في حدوث النزلة الصدرية.
• رفض الفرضية الصفرية: تكون غير صحيحة بناءً على البيانات التي تشير إلى وجود علاقة أو أثر أو فَرْق بين المُتغيِّرات موضوع الدراسة.

خمس خطوات من الصياغة إلى الحكم

• 1. صياغة الفرضية (الصفرية، والبديلة): يجب قبل اختبار أيَّة فرضية صياغة كل من الفرضية الصفرية والفرضية البديلة.
• الصفرية ⁦(H0)⁩: لن ينمو النبات أطول عند منحه السماد (س).
• البديلة ⁦(H1)⁩: سينمو النبات ويزداد طوله عند منحه السماد (س).
• 2. تحديد مستوى الدلالة المعنوية ⁦(Significant Level)⁩
• 3. جمع البيانات: تُجمع البيانات المُتعلِّقة بالفرضية بشكل مُنظَّم ودقيق.
• 4. اختبار الفرضية: تُستخدَم اختبارات عديدة في فحص الفرضيات.
• 5. تحليل النتيجة: تُقارَن نتيجة الاختبار بمستوى الدلالة المعنوية الذي اختير.

قاعدة الحكم: ⁦α⁩ والقيمة الناتجة

• القيمة الشائعة: في معظم الحالات يُختار الرقم (0.05)، ويُرمز إليه بالرمز ⁦α⁩، ويُقرأ: ألفا.
• الصيغة: مستوى الدلالة المعنوية = 0.05، أو ⁦(α = 0.05)⁩.

• اختبار ⁦t⁩: يتيح المقارنة بين مُتوسِّطين، مثل: مُتوسِّط نمو النبات مع السماد ومن دونه.
• اختبار ⁦Z⁩: يتيح تحليل العيِّنات الكبيرة.
• اختبار مُربَّع كاي ⁦(χ2)⁩: يتيح فحص العلاقة بين المُتغيِّرات الفئوية (اختبار لا معلمي).

أي أنَّ القيمة التي يُخرجها الاختبار تُقارَن بالمعيار ⁦α⁩ الذي اخترناه قبل الاختبار.

• القاعدة (أ): إذا كانت القيمة الناتجة أقلَّ من ⁦α⁩، فإنَّ الفرضية الصفرية تُرفض لمصلحة الفرضية البديلة.
• مستوى الدلالة الناتج < 0.05، إذن الفرضية الصفرية غير صحيحة.
• القاعدة (ب): إذا كانت القيمة الناتجة أكبر من أو تساوي ⁦α⁩، فإنَّه يتمُّ قبول الفرضية الصفرية.
• مستوى الدلالة الناتج >= 0.05، إذن الفرضية الصفرية صحيحة.

في المثال السابق، أفترض أنَّ مستوى الدلالة المعنوية الناتج من اختبار الفرضية هو: ⁦0.6= α⁩، هل تُعدُّ الفرضية الصفرية صحيحة أم غير صحيحة في هذه الحالة؟ أُبرِّر إجابتي.

اختبر باحث فرضية صفرية بالقول: "لا توجد علاقة بين مستوى تحصيل الطلبة في مبحث الرياضيات ومُعدَّله العام".

اختبر الباحث هذه الفرضية باستخدام أحد اختبارات الفرضيات بعد جمع البيانات، وكان مستوى الدلالة الناتج من اختبار الفرضية هو (0.00004) على أساس أنَّ مستوى الدلالة المعنوية هو (0.05)، فهل الفرضية الصفرية صحيحة أم غير صحيحة في هذه الحالة؟ أُبرِّر إجابتي، ثمَّ أُناقش الزملاء/ الزميلات في ما أتوصل إليه من نتائج.

أُوضِّح المقصود بالمفاهيم الآتية:

الفرضية ⁦(Hypothesis)⁩.

الفرضية الصفرية ⁦(Null Hypothesis)⁩.

مستوى الدلالة ⁦(Significant Level)⁩.

السؤال الثالث: أذكر بعض الاختبارات التي تُستخدم في فحص الفرضيات.

السؤال الأوَّل: أدرس الفرضية الآتية، ثمَّ أُجيب عمَّا يليها:

"اختبر أحد الأطباء فرضيته الصفرية بعد جمع البيانات، قائلاً: لا توجد علاقة بين شرب المشروبات السكرية يومياً وزيادة الوزن.

وبعد تطبيق الطبيب إحدى طرائق اختبار الفرضيات، توصَّل إلى نتيجة مفادها أنَّ مستوى الدلالة الناتجة من الاختبار هو: ⁦0.00002= α⁩.

ما الحكم على ناتج اختبار هذه الفرضية على أساس أنَّ مستوى الدلالة المعنوية هو (0.05)؟

السؤال الثاني: أُصحِّح الخطأ إن وُجد في كلٍّ من الجمل الآتية:

يجب فحص الفرضية البديلة واختبارها بوجه عام.

تُجمع البيانات بعد فحص الفرضية واختبارها.

تُكتب الفرضية الصفرية بصيغة النفي.

إن لم تتأكّد: كيف تراجع؟

• راجع المادة: أُعيد قراءة المحتوى المُتعلِّق بالمعيار.
• اطلب المساعدة: أُناقش مُعلِّمي / مُعلِّمَتي أو زملائي / زميلاتي في ما تعذَّر عليَّ فهمه.
• استخدم مراجع إضافية: أبحث عن مراجع أخرى مثل الكتب، أو أستعين بالمواقع الإلكترونية الموثوقة.