Verwenden von Cholesky-Zersetzung, um individuelle Unterschiede in den Längsbeziehungen zwischen Lesefähigkeiten zu erforschen

Ein erfahrener Leser zu werden, der textfließend lesen und verstehen kann, ist wichtig für die Schulergebnisse der Kinder. Um die Entwicklung von Leseproblemen zu verhindern, ist es wichtig zu verstehen, inwieweit unterschiedliche Lesefähigkeiten das Leseverständnis vorhersagen. Bestehende Forschungen haben gezeigt, dass Vorlese- und Lesefähigkeiten in der Grundschule längs das Leseverständnis in der Mittelschule^1,2vorhersagen. Individuelle Unterschiede in diesen Vorhersagen deuten meist auf zugrunde liegende genetische (und bis zu einem gewissen Grad, Umwelt-)Faktoren vom Kindergarten bis zur 4. Klasse^3,4hin. Es muss jedoch untersucht werden, ob dieselben genetischen und ökologischen Faktoren diese Vorhersagen bis hin zu den mittleren Schulnoten weiterhin beeinflussen.

Eine Methode, um ein besseres Verständnis der individuellen Unterschiede zu gewinnen, die den Assoziationen zwischen den Lesefähigkeiten der Grund- und Mittelschule zugrunde liegen, ist die Verwendung der verhaltensgenetischen Methodik, insbesondere der Cholesky-Zersetzungsmethode. Die Cholesky-Zersetzungsmethode gilt als eine der Goldstandardanalysen in der Verhaltensgenetik. Diese Methode ist einfach zu programmieren und zu lösen und ermöglicht die Zersetzung von Varianz und Kovarianz in (A) genetische, (C) gemeinsame Umwelteinflüsse und (E) nicht gemeinsame Umwelteinflüsse, in der Regel in einer Zwillingsprobe. Ein Beispiel für eine univariate (eine Variable) Cholesky Zersetzung ist in Abbildung 1angegeben. Der latente Faktor bezieht sich auf genetische Effekte, bei denen es sich um genetische Einflüsse handelt, die von Eltern vererbt wurden. Der latente Faktor C bezieht sich auf gemeinsame Umweltauswirkungen, die Aspekte der Umwelt sind, die dazu dienen, Zwillinge ähnlicher zu machen, wie z. B. häusliche und schulische Umgebungen. Schließlich bezieht sich der E-latente Faktor auf nicht gemeinsame Umweltauswirkungen, bei denen es sich um Umwelteinflüsse handelt, die für jeden Zwilling einzigartig sind und zu Unterschieden zwischen Zwillingen, wie z. B. jeder eigenen Erfahrung, beitragen. Der E-Faktor erfasst auch Messfehler.

Abbildung 1: Zersetzung in (A) genetische, (C) gemeinsame Umwelteinflüsse und (E) nicht gemeinsame Umwelteinflüsse. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Die A-, C- und E-Faktoren in Abbildung 1 schätzen das Ausmaß, in dem Gene und Umgebungen eine (Lesen)-Variable beeinflussen. Um jedoch individuelle Unterschiede zu untersuchen, die Längsverbänden zwischen mehr als einer Lesefähigkeit von der Grund- bis zur Mittelschule zugrunde liegen, ist eine Längsanalyse erforderlich. Um längs motivierte Forschungsfragen zu beantworten, wird hier eine multivariate Cholesky Zersetzungsmethode verwendet⁵. Konzeptionell ähnelt die multivariate Cholesky-Zersetzungsmethode der hierarchischen Multiple-Regression, so dass der unabhängige Beitrag genetischer und ökologischer Faktoren bewertet wird, nachdem die Beiträge früherer Faktoren in rechnung.

Zum Beispiel in einer multivariaten Cholesky-Zersetzung mit Längsschnittdaten zu vier Zeitpunkten (siehe Abbildung 2), dem ersten Satz von Faktoren [genetisch (A₁), gemeinsamer Umwelt (C₁) und nicht gemeinsam erdender Umwelt (E₁)] trägt zur Varianz aller Variablen bei, dargestellt als Pfade a₁₁, a₂₁, a₃₁, a₄₁, c₁₁, c₂₁, …, e₁₁, etc., von A₁, C₁, E₁ Faktoren zu jeder Variablen . Der zweite Satz von Faktoren (A₂, C₂, E₂) trägt zur Varianz der zweiten und nachfolgenden Variablen nach der ersten Steuerung des ersten Zeitpunkts bei. Der zweite Satz von Faktoren wird als Pfade_{a 22}, a₃₂, a₄₂, c₂₂, c₃₂, …, e₂₂, etc. dargestellt. Anschließend werden die Einflüsse des dritten Satzes von Faktoren (A₃, C₃, E₃) für die dritte und vierte Variable nach der Steuerung für die letzten beiden Zeitpunkte geschätzt. Sie werden als Pfade_{a 33}, a₄₃, c_33, c_43, e₃₃, e₄₃dargestellt. Schließlich werden die Einflüsse des vierten Satzes von Faktoren (A₄, C₄, E₄) für den letzten Zeitpunkt gemessen, nachdem alle vorherigen Zeitpunkte kontrolliert wurden. Sie werden als Pfade_{a 44}, c₄₄, e₄₄dargestellt.

Abbildung 2: Multivariate Cholesky Zersetzungsmodell für vier Zeitpunkte. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Bei dieser Längsanwendung der multivariaten Cholesky-Zersetzungsmethode werden genetische und Umwelteinflüsse zu jedem Zeitpunkt geschätzt, nachdem die Auswirkungen früherer Zeitpunkte kontrolliert wurden. Daher ermöglicht diese Methode die Bestimmung des Ausmaßes, in dem einzigartige genetische und Umwelteinflüsse zu jedem bestimmten Zeitpunkt online gehen, unabhängig von Einflüssen aus früheren Zeitpunkten (diese Effekte werden durch Pfade a_11, a ₂₂, a₃₃, a₄₄, c_11, c₂₂, …, e_11, e₂₂, etc.). Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren auch die Untersuchung des Grades, in dem die gleichen (überlappenden) genetischen und ökologischen Einflüsse zwischen Zeitpunkten geteilt werden. Mit anderen Worten, es kann bestimmt werden, inwieweit genetische und ökologische Einflüsse von einem Zeitpunkt zum anderen übertragen werden (d.h. diese Effekte werden durch Pfade a₂₁, a₃₁, a₄₁, a₃₂, a₄₂, a _{geschätzt). 43}, c₂₁, c₃₁, …, e₂₁, etc.). Es sei darauf hingewiesen, dass Pfade_{a 11}, c₁₁und e₁₁ alle möglichen genetischen und ökologischen Einflüsse bis einschließlich des ersten Zeitpunkts darstellen, die entweder eindeutig sein oder sich mit früheren Zeitpunkten überlappen können. Zeitpunkte vor dem ersten Zeitpunkt werden jedoch nicht geschätzt. Daher kann nicht genau bestimmt werden, ob sie eindeutige oder überlappende Einflüsse darstellen. Aus Vereinfachungsgründen werden sie als einzigartige Einflüsse in den aktuellen Bericht aufgenommen.

Die Reihenfolge der gemessenen Variablen, die in eine Cholesky-Zersetzung eingegeben werden, ist willkürlich. Die Reihenfolge wird jedoch in der Regel von einer theoretischen Perspektive gesteuert. Dies gilt auch für die aktuelle Studie, in der die Reihenfolge auf der Entwicklung von Lesefähigkeiten beruhte, so dass Lesefähigkeiten in der Grundschule das Leseverständnis in der Mittelschule vorhersagen.

Es gibt mehrere Berichte in der Literatur, die genetische und Umweltfaktoren untersuchen, die Längsschnittassoziationen von Lesefähigkeiten unter Verwendung der Cholesky-Zersetzungsmethode zugrunde liegen. Diese früheren Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf die Untersuchung der Beziehungen zwischen den Lesefähigkeiten zwischen Grundschülern^6,7. Es gibt nur eine veröffentlichte Studie, die individuelle Unterschiede im Zusammenhang mit dem Lesen von Grundschulklassen in Mittelschulnoten mit der multivariaten Cholesky Zersetzungsmethode⁸untersucht. Dieses Protokoll beschreibt die multivariate Cholesky Zersetzungsmethode aus diesem spezifischen Bericht, um individuelle Unterschiede in den Längszusammenhängen zwischen Kindergartenbriefwissen, phonologischem Bewusstsein des Kindergartens, Wortebene der ersten Klasse zu untersuchen. Lesefähigkeiten und Leseverständnis der siebten Klasse.

Die Studienergebnisse konzentrieren sich auf die Verwendung der multivariaten Cholesky Zersetzungsmethode, um zwischen zwei Arten von genetischen und Ökologischen Einflüssen zu unterscheiden. Zunächst wird gezeigt, wie genetische und ökologische Einflüsse abgeschätzt werden können, die vom Lesen der Grundschule bis zur Mittelschule (z. B. Schätzung von Pfaden_{a 43}, c₄₃und e₄₃, die genetische und ökologische Einflüsse auf Lesefähigkeiten auf Wortebene ab der ersten Klasse, die sich auf das Leseverständnis in der siebten Klasse auswirken). Zweitens wird gezeigt, wie man einzigartige genetische und Umwelteinflüsse, die in jedem bestimmten Grad online kommen, abschätzen kann (z. B. Schätzung von Pfaden a₃₃, c₃₃und e₃₃, die einzigartige genetische und Umwelteinflüsse auf Lesefähigkeiten auf Wortebene, die in der ersten Klasse entstehen).