Levene-Test
In diesem Beitrag
Was versteht man unter dem Levene-Test?
Der Levene-Test ist ein statistischer Test zur Prüfung der Varianzhomogenität (auch Homoskedastizität genannt). Er untersucht, ob zwei oder mehr Gruppen dieselbe Streuung in ihrer abhängigen Variable aufweisen. Die Nullhypothese lautet dabei: Die Varianzen aller Gruppen sind gleich.
Formal wird für jede Beobachtung der absolute Abstand zum Gruppenmedian (oder Gruppenmittelwert) berechnet. Anschließend wird eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) auf diese Abstandswerte angewendet. Die Teststatistik lautet:
Teststatistik des Levene-Tests
Dabei ist die Gesamtstichprobengröße, die Anzahl der Gruppen und der absolute Abstand jeder Beobachtung vom Gruppenmedian. Ist der p-Wert des Tests kleiner als das gewählte Signifikanzniveau (üblicherweise α = 0,05), wird die Nullhypothese gleicher Varianzen abgelehnt.
Warum ist der Levene-Test für statistische Analysen wichtig?
Viele statistische Verfahren setzen voraus, dass die Varianzen in den zu vergleichenden Gruppen gleich sind. Dazu gehören insbesondere:
Der Levene-Test wird daher typischerweise als Voraussetzungsprüfung vor diesen Verfahren eingesetzt. Ist die Varianzhomogenität verletzt, sollten robustere Alternativen verwendet werden – etwa der Welch-t-Test anstelle des klassischen t-Tests oder die Welch-ANOVA als Ersatz für die klassische ANOVA.
Ein wesentlicher Vorteil des Levene-Tests gegenüber dem älteren Bartlett-Test ist seine Robustheit gegenüber Nicht-Normalverteilung. Der Bartlett-Test reagiert sehr empfindlich auf Abweichungen von der Normalverteilung und kann dabei falsche Ergebnisse liefern. Der Levene-Test gilt deshalb in der Praxis als zuverlässiger und wird von den meisten Statistiksoftwarepaketen (SPSS, R, Python) standardmäßig ausgegeben.
Praxisbeispiel zum Levene-Test
Eine Forscherin möchte untersuchen, ob zwei verschiedene Lehrmethoden (Methode A und Methode B) zu unterschiedlichen Testergebnissen führen. Bevor sie einen t-Test durchführt, prüft sie mit dem Levene-Test, ob die Streuung der Testergebnisse in beiden Gruppen vergleichbar ist.
| Gruppe | n | Mittelwert | Standardabweichung |
|---|---|---|---|
| Methode A | 30 | 72,4 | 8,1 |
| Methode B | 30 | 75,9 | 14,6 |
Die Standardabweichung in Gruppe B ist deutlich größer als in Gruppe A. Der Levene-Test ergibt F(1, 58) = 7,32, p = 0,009. Da p < 0,05, wird die Nullhypothese gleicher Varianzen abgelehnt. Die Varianzen unterscheiden sich signifikant zwischen den Gruppen.
Die Forscherin entscheidet sich daraufhin, anstelle des klassischen t-Tests den Welch-t-Test zu verwenden, der keine Varianzhomogenität voraussetzt. So stellt sie sicher, dass ihr Gruppenvergleich methodisch korrekt ist.