Fehler in einem Experiment identifizieren

Aufgabenstellung

Ein Schüler führt folgendes Experiment durch und praesentiert seine Ergebnisse in der Klasse:

Fragestellung: “Lernt man mit Hintergrundmusik besser?”

Durchführung: Ich habe zwei Gruppen gebildet. Gruppe A (meine Freunde, 5 Personen) hat in meinem Zimmer mit laufender Musik 30 Vokabeln gelernt. Gruppe B (Schüler aus der Parallelklasse, 5 Personen) hat in der Schulbibliothek ohne Musik dieselben 30 Vokabeln gelernt. Gruppe A hatte 20 Minuten Zeit, Gruppe B hatte 15 Minuten.

Ergebnis: Gruppe A hat im Durchschnitt 22 von 30 Vokabeln richtig. Gruppe B hat 18 von 30 richtig. Also lernt man mit Musik besser!

Anmerkung: Drei Personen aus Gruppe B hatten Französisch als Fremdsprache. Die Vokabeln waren auf Englisch. Ich habe ihre Ergebnisse trotzdem mitgezählt.

• (a) Identifiziere mindestens fünf methodische Fehler in diesem Experiment. (5 BE)
• (b) Beschreibe, wie der Schüler das Experiment verbessern müsste, damit es aussagekräftig wird. (5 BE)

Lösungsweg

Schritt 1: Fehler in den Variablen identifizieren

Fehler 1 — Unterschiedliche Lernzeiten: Gruppe A hatte 20 Minuten, Gruppe B nur 15 Minuten. Die Lernzeit ist eine Variable, die kontrolliert werden muss. Wenn Gruppe A mehr Zeit hatte, könnte der bessere Wert daran liegen — nicht an der Musik. Die Lernzeit hätte für beide Gruppen identisch sein müssen.

Fehler 2 — Unterschiedliche Lernorte: Gruppe A lernte im Kinderzimmer des Schülers, Gruppe B in der Schulbibliothek. Die Umgebungen unterscheiden sich in Beleuchtung, Temperatur, Atmosphaere und Komfort. Gruppe A fuehlte sich möglicherweise wohler (Heimvorteil), was das Ergebnis beeinflusst. Beide Gruppen hätten am selben Ort lernen müssen.

Fehler 3 — Unterschiedliche Vorkenntnisse: Drei Personen aus Gruppe B hatten Französisch als Fremdsprache, die Vokabeln waren aber auf Englisch. Diese Schüler hatten möglicherweise weniger Englischpraxis und waren dadurch benachteiligt. Die Gruppen hätten in Bezug auf Sprachkenntnisse vergleichbar sein müssen.

Schritt 2: Fehler in der Gruppenbildung und Stichprobe

Fehler 4 — Nicht-zufällige Gruppenzuteilung: Gruppe A bestand aus Freunden des Experimentators, Gruppe B aus Schülern einer anderen Klasse. Die Gruppen sind nicht zufällig zusammengesetzt, sondern nach sozialen Kriterien. Freunde des Schülers könnten motivierter gewesen sein, ein gutes Ergebnis zu erzielen (soziale Erwünschtheit). Eine zufällige Zuteilung hätte diesen Bias vermieden.

Fehler 5 — Zu kleine Stichprobe: Nur 5 Personen pro Gruppe sind viel zu wenig, um zuverlässsige Aussagen zu treffen. Ein einzelner Ausreisser (eine Person, die besonders gut oder schlecht abschneidet) kann den Durchschnitt stark verzerren. Mindestens 15-20 Personen pro Gruppe wären nötig.

Schritt 3: Weitere Fehler identifizieren

Fehler 6 (Bonus) — Confirmation Bias: Der Schüler hatte vermutlich eine Erwartung (“Musik hilft beim Lernen”) und hat sein Experiment unbewusst so gestaltet, dass sie bestaetigt wird — seine Freunde in angenehmer Umgebung mit mehr Zeit vs. Fremde in der Bibliothek mit weniger Zeit. Das Ergebnis spiegelt möglicherweise seine Erwartung wider, nicht die Wirkung von Musik.

Fehler 7 (Bonus) — Keine klare Hypothesenformulierung: Der Schüler hat keine präzise Hypothese formuliert. “Lernt man mit Musik besser?” ist eine Frage, keine Hypothese. Eine Hypothese wäre: “Wenn Schüler bei Hintergrundmusik lernen, dann merken sie sich mehr Vokabeln als ohne Musik.”

Schritt 4: Das Experiment verbessern

Ein aussagekräftiges Experiment würde wie folgt aussehen:

Hypothese: “Wenn Schüler während des Vokabellernens Hintergrundmusik hören, dann erinnern sie sich an mehr Vokabeln als Schüler, die in Stille lernen.”

Verbesserter Aufbau:

1. Stichprobe: Mindestens 20 Personen pro Gruppe, alle aus demselben Jahrgang mit vergleichbaren Englischkenntnissen.
2. Zufällige Zuteilung: Die Teilnehmer werden per Zufall den Gruppen zugeordnet (z. B. durch Losverfahren), nicht nach Freundschaft.
3. Gleiche Bedingungen: Beide Gruppen lernen im selben Raum, zur selben Tageszeit, mit derselben Vokabelliste und derselben Lernzeit (z. B. 15 Minuten).
4. Einziger Unterschied: Gruppe A hört Hintergrundmusik (festgelegte Playlist, festgelegte Lautstärke). Gruppe B lernt in Stille.
5. Test: Beide Gruppen schreiben denselben Vokabeltest direkt nach der Lernphase.
6. Auswertung: Durchschnittliche Trefferquote vergleichen. Ergebnis mehrfach wiederholen, um Zufallseffekte auszuschliessen.

Ergebnis

Fehler	Problem	Verbesserung
Unterschiedliche Lernzeiten	Mehr Zeit = mehr Vokabeln (nicht Musik)	Gleiche Lernzeit für beide Gruppen
Unterschiedliche Orte	Wohlfuehlfaktor verfaelscht Ergebnis	Selber Raum für beide Gruppen
Unterschiedliche Vorkenntnisse	Französisch-Schüler bei Englisch benachteiligt	Vergleichbare Sprachkenntnisse sicherstellen
Nicht-zufällige Gruppen	Freunde möglicherweise motivierter	Zufällige Gruppenzuteilung
Zu kleine Stichprobe	Einzelne Ausreisser verzerren Ergebnis	Mindestens 20 Personen pro Gruppe