Christoph Wassner, Stefan Krauss, Laura Martignon
MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR BILDUNGSFORSCHUNG, BERLIN
FORSCHUNGSBEREICH ADAPTIVES VERHALTEN UND KOGNITION
"Statistisches Denken wird eines Tages genauso wichtig sein für
eine aufgeklärte Gesellschaft wie die Fähigkeit zu lesen und
zu schreiben".
H.G. Wells
Stochastik wird heute der axiomatischen Grundlegung des Wahrscheinlichkeitsbegriffs von Kolmogorow folgend gelehrt. Dabei wird oft vergessen, dass die Stochastik eine Mittlerrolle zwischen der exakten Welt der Mathematik und dem ungewissen "Reich des Zufalls" (Gigerenzer et al., 1999) spielt. Das mathematische Konzept zur Erfassung des Phänomens "Zufall" kann als eine fundamentale Idee der Mathematik betrachtet werden. Jedoch muss deutlich bleiben, dass die Qualität der mathematisch möglichen Aussagen über den Zufall eine andere ist als die der bewiesenen Aussagen, die sonst in Mathematik üblich sind. Wenn das Lehren von mathematisch-stochastischen Gegenständen und Werkzeugen zu tatsächlichem Verstehen der Erscheinungen von "Zufall" in der Lebensumwelt der Schüler führen soll, müssen zunächst richtige, intuitive Vorstellungen beim Schüler gefördert werden. Im Folgenden unterbreiten wir einen didaktischen Vorschlag zum Thema bedingte Wahrscheinlichkeiten / Satz von Bayes, der diesen Punkt auf besondere Weise berücksichtigt.
Exkurs: Besondere Relevanz der bedingten Wahrscheinlichkeit
"Der Satz von Bayes ist die wichtigste Rechenregel der Wahrscheinlichkeitstheorie".
D.V. Lindley
Einer Einteilung von Bea (1995) folgend, wollen wir aus drei verschiedenen
Blickwinkeln auf die Bedeutung von bedingten Wahrscheinlichkeiten hinweisen:
Aus fachdidaktischer Perspektive stellt die bedingte Wahrscheinlichkeit
eine absolute Notwendigkeit für das tiefere Verständnis von statistischer
Inferenz dar, unwichtig ob von einer subjektivistischen oder objektivistischen
Wahrscheinlichkeitsinterpretation ausgegangen wird. Prinzipiell bestehen
zwei grundsätzlich verschiedene Verfahrensweisen zur statistischen
Inferenz: Neben "klassischen" Signifikanztestverfahren gibt es "bayessche"
Testverfahren, die es erlauben, die Wahrscheinlichkeit einer Hypothese
unter der Bedingung der gefundenen Daten zu berechnen. Auch Signifikanz
läßt sich als eine bedingte Wahrscheinlichkeit ausdrücken:
Ist ein Ergebnis z.B. auf dem 1%-Niveau signifikant, heißt das, dass
die Wahrscheinlichkeit der gefundenen (oder noch unwahrscheinlicherer)
Daten kleiner als 1% ist, unter der Bedingung, dass die Nullhypothese stimmt.
Welches Inferenzverfahren also auch verwendet wird, das Ergebnis stellt
immer eine bedingte Wahrscheinlichkeit dar (ausführlich dazu: Krauss
& Wassner, eingereicht). Da zudem Statistik das universitär meist
gelehrteste Fach ist und hierbei der Inferenzstatistik höchste
Bedeutung zukommt, besteht verstärkte Notwendigkeit, das grundlegende
Konzept "Bedingte Wahrscheinlichkeit" mit den Schülern der allgemeinbildenden
Schulen ausführlich zu behandeln (Krauss & Wassner, im Druck).
Auch in Alltagssituationen ist Denken, das sich auf bedingte Wahrscheinlichkeiten
gründet, oft erforderlich. Der Satz von Bayes z.B. erlaubt es, eine
Wahrscheinlichkeit zu berechnen, wenn bedingtes und bedingendes Ereignis
vertauscht werden müssen. Gerade dieser Kausalitätswechsel wird
sehr häufig benötigt, wenn Entscheidungen unter Unsicherheit
und Risiko zu treffen sind. In vielen Berufen spielen solche Folgerungen
aus vorliegenden Daten ständig eine Rolle, z.B. bei medizinischen
Diagnosen (Gigerenzer & Hoffrage, 1995), bei gerichtlichen Urteilen
(Krauss & Hertwig, eingereicht), bei wirtschaftlichen Entscheidungen
(Camerer, 1999). Dasselbe gilt für den "mündigen Bürger",
der tagtäglich mit Medieninformationen konfrontiert ist.
Eine eher negativ-herausragende Stellung nehmen bedingte Wahrscheinlichkeiten
aus kognitionspsychologischer Sicht ein, da in diesem Zusammenhang eine
Vielzahl von kognitiven Täuschungen erforscht wurde. Im Buch
"Judgment under Uncertainty: Heuristics and Biases" fassten die Psychologen
Kahneman, Slovic und Tversky (1982) eine Reihe solcher Denktäuschungen
zusammen. Dem Credo dieses Buches zufolge gehorcht menschliches Denken
nicht den Gesetzen der Wahrscheinlichkeitstheorie, sondern häufig
einfacheren, irreführenden Heuristiken, die fehlerhafte Urteile erzeugen
können. Bea (1995) systematisiert die wichtigsten Probleme beim "Denken
in bedingten Wahrscheinlichkeiten" wie folgt:
Typische Problembereiche im Umgang mit bedingten Wahrscheinlichkeiten:
1. Verwechslung von Konditionalität und Kausalität, besonders
bei zeitlich verschobenen Ereignissen (z.B. Falk, 1988)
2. Verwechslung von bedingter und konjunktiver Wahrscheinlichkeit (z.B.
Pollatsek et al., 1987)
3. Verwechslung von bedingtem und bedingendem Ereignis, also P(A/B)
mit P(B/A) (z.B. Sherman et al., 1992; Krauss & Wassner, im Druck:
speziell bei Signifikanztests)
4. Schwierigkeiten bei der exakten Definition des bedingenden Ereignisses
(z.B. beim "Ziegenproblem", Shaughnessy, 1992)
5. Missverstehen der Fragestellung durch mangelndes Grundverständnis
für bedingte Wahrscheinlichkeiten, komplizierte Formulierung, wenig
intuitive oder ungewohnte Aufgabenstellung, zu viel numerische Information,
ungewohnte Ereignisse usw.
Gibt es didaktische Werkzeuge zur Überwindung dieser Probleme? Falls nicht, ergäben sich didaktische Folgerungen für den Unterricht: Da der Mensch sowieso tiefgehende Probleme beim Umgang mit dem "Zufall" hat, sollte es das Hauptziel sein, dass er die mathematisch verifizierten Gesetze wenigstens kennt und anwenden lernt, unabhängig von einem subjektiv-intuitiven Verständnis. Das führt aber zur Behinderung von selbstständigem Denken, also zu genau den beklagten Missständen in der derzeitigen Bildung unserer Schüler und darf nicht unser Ziel sein. Wir wollen zeigen, daß neueste Forschungsergebnisse aus der Kognitionspsychologie einen Weg aus dem Dilemma weisen können.
Ein Stolperstein für die Intuition: Der Satz von Bayes
"Ich hoffe, daß irgendwann Darstellungen der bayesschen Regel
gefunden werden, die den recht verstandenen Ansprüchen der Schule
und der Lehrerausbildung genügen".
H. Dinges
Zur Darlegung unserer Vorschläge betrachten wir den Satz
von Bayes, der innerhalb dieses Themengebiets unserer Meinung nach grundlegend
ist und als didaktisch problematisch gilt. In diesem Zusammenhang können
besonders auffallende kognitive Illusionen (z.B. Ziegenproblem) festgestellt
werden. Da oben genannte Probleme verstärkt auftreten, ist hier -
entgegen momentaner Bedeutung in Lehrplänen - ein intuitives didaktisches
Konzept von großer Wichtigkeit.
Der Satz von Bayes findet typischerweise bei Aufgaben wie der folgenden
Verwendung (z.B. Schmid & Schweizer, LS Stochastik Leistungskurs, 1988):
In einer Bevölkerung sind durchschnittlich 0,1% aller Personen
Tbc-krank. Ein medizinischer Test zur Tbc-Erkennung zeigt in 95% aller
Fälle eine vorliegende Erkrankung an; bei Gesunden zeigt der Test
in 4% der Fälle aber irrtümlich eine Erkrankung an. Wir betrachten
eine zufällig gewählte Person, die auf den Test positiv reagiert.
Mit welcher Wahrscheinlichkeit hat sie tatsächlich Tbc? Die Bayes-Formel
liefert:
Durch die Fehlerquellen des Tests bedingt, haben überraschenderweise
nur rund 2% der Personen, die beim Test positiv reagieren, auch tatsächlich
Tbc.
Die Autoren nennen das Ergebnis der Aufgabe "überraschend".
Schüler sollten aber, wie wir meinen, mit "überraschenden" Ergebnissen
nicht alleine gelassen werden. Vielmehr muß versucht werden über
die Überraschung hinaus zu einer echten Einsicht zu kommen. Wir wollen
genau analysieren, was die allgemeine Struktur dieser "überraschenden
bayesschen Situationen" ist, denn das Nachdenken über Situationen
gehört wesentlich zum stochastischen Denken.
Was wir (und also die Schüler) zur mathematischen Verarbeitung
dieser Situation mit dem Satz von Bayes benötigen, ist eine Menge
Vorverständnis: grundsätzlich den axiomatischen Wahrscheinlichkeitsbegriff
und eine mengentheoretische Vorstellung von Wahrscheinlichkeit, die Definition
der bedingten Wahrscheinlichkeit (vollständigerweise müssten
auch für die bedingte Wahrscheinlichkeit die Kolmogorow-Axiome nachgewiesen
werden), den Produktsatz und den Satz von der totalen Wahrscheinlichkeit.
Erst jetzt kann man sich mit diesen mathematischen Werkzeugen den Satz
von Bayes ableiten. Es ist zu befürchten (und in der Praxis scheint
genau das ein Problem zu sein), dass der Lernende, der das erste Mal mit
derlei Denkweise konfrontiert ist, diese Abstraktionsleistung nicht bewältigt.
Das Verständnis für die Formel, die intuitive Vorstellung bleibt
dabei auf der Strecke. Dass die mit dieser Formel erreichten Ergebnisse
sich einer naiven Intuition entziehen und "überraschend" wirken können,
scheint nicht verwunderlich. Was bleibt, ist nach gewisser Übung mit
derlei Aufgaben ein routinehaftes, fast mechanisches Einsetzen der in Wahrscheinlichkeiten
kodierten Information in die auswendig gelernte Formel. Das führt
zwar zu richtigen Ergebnissen, aber niemals zum wahren Verstehen der "Idee"
dieser Formel: Die Ergebnisse werden erstaunlich und unverstanden bleiben.
Um die intuitive Vorstellung der Ergebnisse mit dem Satz von Bayes
zu fördern, geben didaktische Ansätze meist Empfehlungen für
eine Visualisierung, z.B. Vierfeldertafel und umgekehrtes Baumdiagramm
(Strick, 1999), Kombination aus Baum- und Venn-Diagramm (Tomlinson &
Quinn, 1997), Einheitsquadrat (Bea, 1995). Unbestritten ist, daß
sich z.B. mit Baumdiagrammen die möglichen Ereignisse in diesem mehrstufigen
Zufallsexperiment besonders übersichtlich notieren lassen und allgemeine
Regeln (z.B. Produktsatz als Pfadregel) besser verstanden werden können.
Betrachten wir nun die Visualisierungsmöglichkeiten mit Hilfe des
Wahrscheinlichkeitsbaumes anhand folgender Variante der Diagnoseaufgabe:
Die Wahrscheinlichkeit, dass eine 40-jährige, symptomfreie Frau
Brustkrebs hat, beträgt 1%. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Krankheit
mit einer Mammografie erkannt wird, wenn sie vorliegt, beträgt 80%.
Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Mammografie fälschlicherweise auf
Brustkrebs hinweist, obwohl die Krankheit gar nicht vorliegt, beträgt
10%. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine 40-jährige,
symptomfreie Frau tatsächlich Brustkrebs hat, wenn sie einen positiven
Mammografiebefund erhalten hat?
Man würde nun mit dem Satz von Bayes folgendes Ergebnis berechnen:
(insert formula 2) = 7,5%
Dieses Ergebnis scheint im Hinblick auf den offensichtlich recht guten
Test wiederum verblüffend. Der zur Aufgabe gehörige Wahrscheinlichkeitsbaum
ist:
Führen wir uns vor Augen, was dem Schüler von einem Wahrscheinlichkeitsbaum
abverlangt wird: Die Informationen aus dem Aufgabentext, also die Wahrscheinlichkeiten
P(B) = 0,01, P(M+/B) = 0,8 und P(M+/B-) = 0,1 müssen als solche erkannt,
kodiert und richtig im Baumdiagramm notiert werden. Die "fehlenden" Wahrscheinlichkeiten
müssen ergänzt werden (über die Verzweigungsregel). Der
Satz von Bayes kann nun folgendermaßen abgeleitet werden: Die Definition
für die bedingte Wahrscheinlichkeit
P(B/M+) = P(B&M+) / P(M+)
muß erinnert (bereits vorher eingeführt) und mit den entsprechenden
Symbolen besetzt werden. Zähler und Nenner müssen nun weiter
aufgelöst werden:
Zähler: Aus der 1. Pfadregel (entspricht dem Produktsatz) ergibt
sich für
P(B&M+) = P(B) * P(M+/B) = 0,01 * 0,8.
Nenner: Analog gilt für P( B-/M+) = P(B-) * P(M+/B-). Aus der
2. Pfadregel (entspricht dem Satz von der totalen Wahrscheinlichkeit) erhält
man dann: P(M+) = P(B/M+) + P(B-/M+) = P(B) * P(M+/B) + P(B-) * P(M+/B-)
= 0,01 * 0,8 + 0,99 * 0,1.
Also ergibt sich die gesuchte bedingte Wahrscheinlichkeit aus dem Baumdiagramm
zu: P(B/M+) = 0,075 = 7,5%.
Mit Hilfe eines Wahrscheinlichkeitsbaumes zur Repräsentation der
algorithmisch-strukturellen Eigenschaften der Situation können die
einzelnen Rechenschritte nachvollzogen werden. Warum die Wahrscheinlichkeit
für die Krankheit nach einem positiven Test aber nur 7,5% beträgt,
bleibt weiterhin im Dunkeln. Bisher didaktisch kaum beachtet wurde nämlich,
dass nicht nur die Repräsentation der algorithmisch-strukturellen
Eigenschaften, sondern auch die Repräsentation der gegebenen Information
eine entscheidende Rolle bei der kognitiven Verarbeitung spielt.
Information braucht Repräsentation
Algorithmen im menschlichen Denken scheinen Präferenzen für
spezielle Formen der Repräsentation zu haben. Nach psychologischen
Theorien über Gedächtnis und Aufmerksamkeit gehören z.B.
Häufigkeiten zu den wenigen Informationen, die automatisch registriert
werden, d.h. ohne bewußte Intention und ohne Interferenz mit anderen
kognitiven Prozessen (Hasher & Zacks, 1979: "automatic frequency processing").
Diesen Überlegungen zufolge ist die Frage nach der Qualität eines
mentalen Algorithmus nicht von der Art und Weise der Repräsentation
der Informationen zu trennen: Algorithmen verarbeiten Information, und
Information braucht Repräsentation. Für stochastische Informationen
haben wir z.B. folgende Repräsentationsformate:
- Wahrscheinlichkeiten als Prozentangaben (z.B. 40%)
- Wahrscheinlichkeiten als Dezimalzahlen (z.B. 0,4)
- Wahrscheinlichkeiten als ganze Brüche (relative Häufigkeiten,
z.B. 4/10 )
- Wahrscheinlichkeiten als absolute Häufigkeiten (z.B. 4
von 10)
- Wahrscheinlichkeiten als Chancen - Verhältnisse (z.B.
4 : 6)
Wir werden im Folgenden zeigen, dass die Wahl verschiedener Repräsentationsformate
entscheidende Effekte auf das statistische Denken hat. Unser Konzept basiert
dabei auf der Erfahrung, dass "natürliche" Algorithmen für statistisches
Denken auf Informationen in absoluten Häufigkeiten aufbauen, da diese
den Strukturen realer Umweltinformationen entsprechen ("...in 8 von 20
Fällen..."). Da eine Wahrscheinlichkeit in der Form "40%" oder "0,4"
nicht so einfach "real erkennbar" ist, sind unsere inneren Algorithmen
auf solche Informationen weniger gut eingestellt (Gigerenzer, 1993).
Demzufolge leicht zu verarbeitende Informationen bei obiger Krebsdiagnoseaufgabe
wären also etwa für P(B) "...in 10 von 1000 Fällen...",
für P(M+/B) "...bei 8 von 10..." bzw. für P(M+/B-) "...bei
99 von 990...". Die Aufgabe in "Häufigkeitsrepräsentation" lautet
dann:
10 von 1000 40-jährigen, symptomfreien Frauen haben Brustkrebs.
Bei 8 von den 10 Frauen, die tatsächlich Brustkrebs haben, wird die
Krankheit mit einer Mammografie auch erkannt. Bei 99 von den 990 Frauen,
die keinen Brustkrebs haben, weist die Mammografie fälschlicherweise
dennoch auf das Vorliegen von Brustkrebs hin. Wie viele der 40-jährigen,
symptomfreien Frauen, die einen positiven Mammografiebefund erhalten haben,
haben auch tatsächlich Brustkrebs?
Die richtige Antwort lautet hier: "8 von 107". P(B/M+) kann nun direkt
als Quotient der Mächtigkeiten von Ereignisräumen, also von Mengen,
bestimmt werden. Der Zähler dieses Quotienten ist /B&M+/
= 8, und der Nenner ist /M+/ = /B&M+/ + /B- & M+/= 8 + 99
= 107.
Daraus folgt dann: P(B*M+) = 8/107 = 7,5%.
Benutzt man zur Visualisierung wieder Baumdiagramme, wird das vormals
verblüffende Ergebnis "sichtbar" :
Im Gegensatz zum Wahrscheinlichkeitsbaum kann man das wesentliche Problem
der Aufgabe hier einfach verstehen. Man sieht: Obwohl die Krankheit bei
"sehr vielen" der tatsächlich kranken Frauen mit der Mammografie auch
erkannt wird (bei 8 von 10) und nur bei "sehr wenigen" der gesunden Frauen
fälschlich diagnostiziert wird (bei 99 von 990), gibt es trotzdem
viel mehr gesunde Frauen (99) als kranke (8) mit positiver Mammografie.
Offensichtlich wird auch der Grund, nämlich dass es ganz einfach "grundsätzlich
viel mehr" Gesunde (990) als Kranke (10) gibt. Der Widerspruch zwischen
Mathematik und Intuition ist so "repariert".
Welche Eigenschaften dieser Häufigkeitsvisualisierung sind besonders
vorteilhaft für das Verstehen des Satzes von Bayes?
1. Natürlichkeitsargument. In der Natur beobachten wir Mengen
von Entitäten bzw. deren Teilmengen (z.B. von Aspekten wie etwa Männer
mit Brille), d.h., wir zählen (oder schätzen) die Mächtigkeiten
dieser Mengen. Der Häufigkeitsbaum zeigt auch diesen hierarchischen
Mengen-Teilmengen-Zusammenhang. Probleme treten erst auf, wenn diese natürlichen
Eigenschaften in bedingten Wahrscheinlichkeiten kommuniziert werden, denen
man aufgrund der Normierung die Größe der Grundgesamtheit nicht
mehr ansieht (Krauss, Martignon & Hoffrage, 1999). Erst jetzt kann
es überhaupt zu dem häufigen Fehler der Missachtung der Basisrate
("base rate neglect", Kahneman & Tversky, 1973) kommen, weil der in
der Häufigkeitsversion "automatische Transport" der Basisrate wegnormiert
wird.
2. Übersetzungsargument. Durch mathematische Abstraktion entsteht
der Begriff der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses. In diesem Modell
eines Wahrscheinlichkeitsraumes (W, P) können deduktiv aus dem axiomatischen
Fundament Regeln und schließlich Ergebnisse erhalten werden. Doch
eignet sich dieses Modell nur dann zur Beschreibung einer Zufallssituation,
wenn Ergebnisse aus dem Modell mit tatsächlichen Häufigkeiten
der realen Situation hinreichend oft annähernd übereinstimmen.
Durch die Rückkopplung mit der Realität kann man prüfen,
ob das Modell passt. Die Bedeutung des vom Modell gefundenen Ergebnisses
für eine reale Situation ist dem Schüler oft nur schwer plausibel
zu machen. Es ist nützlich, wenn Wahrscheinlichkeiten aus dem Modell
in "reale Fälle" übersetzen werden können. Für die
Diagnoseaufgabe bedeutet dies: Der Schüler könnte sich fragen,
was es eigentlich bedeutet, wenn eine Frau bei positivem Test mit 7,5%
Wahrscheinlichkeit Brustkrebs hat. Schließlich gibt es "in der Realität"
nur Frauen mit oder ohne Brustkrebs. Ein in der Häufigkeitsversion
erlangtes Ergebnis der Form "8 von 107" kann die Bedeutung dieser Wahrscheinlichkeit
erhellen.
Die zu erbringende Übersetzungsleistung von Wahrscheinlichkeiten
in absolute Häufigkeiten und umgekehrt trägt zum weiteren Grundverständnis
des Begriffs der Wahrscheinlichkeit bei. Die erforderliche Rückkopplung
Modell-Realität wird weiter geübt. Unverständlich ist, wieso
diese Rückkopplungen nach der Abstraktion des Begriffs der Wahrscheinlichkeit
meist als nicht mehr notwendig aufgegeben werden .
3. Einfachheitsargument. Bei der Berechnung mit "Wahrscheinlichkeitsbäumen"
müssen, wie bereits oben dargestellt, mehrere Regeln kombiniert werden.
Beim Häufigkeitsbaum läßt sich die Antwort aus zwei "Endknoten"
ablesen. In gewisser Weise klammert die Häufigkeitsdarstellung zunächst
die schwer zu verstehende Inversion (aus P(A/B) soll etwas über P(B/A)
ausgesagt werden) im Satz von Bayes aus. Im Wahrscheinlichkeitsbaum besteht
diese Inversion darin, dass der Baum zunächst bis zu den Blättern
aufzubauen ist (Verzweigungsregel), dann die Äste wieder zur Wurzel
zurückzuverfolgen sind (1. Pfadregel) und schließlich gewisse
Blätter zusammenzufassen sind (2. Pfadregel). Die Idee der Inversion
wird dabei oft nicht genügend betont und verschwindet durch die Vielzahl
der nötigen Operationen, wodurch der Sinn der Formel von Bayes unerkannt
bleibt. Untersuchungen mit Studenten (Gigerenzer & Hoffrage, 1995)
und Resultate von Schülerbefragungen (eigene Studie, unveröff.
Manuskript) zeigten dieses Problem nur allzu häufig. Wir halten es
für sinnvoll, zunächst die Struktur der Situation vom Prozess
der mathematischen Abstraktion zu trennen. So entsteht beim Schüler
schrittweise tiefere Einsicht in die Mathematisierung einer Situation,
deren hohe Lebensbedeutung ihm erst klargemacht werden muß. Leider
stellen wir immer wieder fest, dass diese Tatsache im Unterricht nicht
gewürdigt und auch von den Lehrenden nicht richtig erkannt wird.
4. Sequenzargument. Allgemein bietet das Baumdiagramm gegenüber
anderen graphischen Modellen (Vierfeldertafel, Einheitsquadrat, andere
Mengendarstellungen) die Möglichkeit, die einfließenden Informationen
mehrstufig, in einer hierarchisch-sequentiellen Art darzustellen. Für
Anwendungssituationen des Satzes von Bayes erweist sich dieser Vorteil
als sehr verständnisfördernd. Häufigkeitsbäume im Besonderen
erlauben das sequentielle Erleben der Wahrscheinlichkeitsrevision und zeigen
den Einfluss der Informationen auf das Gesamtergebnis von Baumebene zu
Baumebene. Das Modell "rechnet" quasi selbst mit.
Schlussbemerkung
Selbstverständlich ist für eine weiterführende Anwendung
der Theorie um bedingte Wahrscheinlichkeiten unbestritten auch die mathematische
Abstraktion nötig. Wir halten es jedoch für ratsam, möglichst
lange auf die Formalisierung zu verzichten, wenn man die intuitiven Vorstellungen
beim Schüler fördern will. Verständnis wird schwerlich über
abstrakte Formeln, sondern verstärkt über geeignete sprachliche
und graphische Darstellungen sowie einfache Informationsformate erreicht.
Das Häufigkeitskonzept ist ein geeigneter Zugang für bedingte
Wahrscheinlichkeit (insbesondere den Satz von Bayes) und lässt sich
darüber hinaus auf weitere Bereiche der Wahrscheinlichkeitsrechnung
übertragen, wie z.B. auf Aufgaben zu Wahrscheinlichkeitsverteilungen
(Sedlmeier, 1998).
Es liegen bereits empirische Ergebnisse vor, die belegen, dass bayessche
Aufgaben in der Häufigkeitsform von Versuchspersonen deutlich besser
gelöst werden als die in Schulbüchern üblichen Aufgaben
in Wahrscheinlichkeitsform (Gigerenzer & Hoffrage, 1995; vgl. auch
Tab.1). Im Übrigen scheint dieser Erfolg nicht nur eine kurzfristige
Adaption einer einfacheren Strategie zu sein. Wer das Häufigkeitskonzept
einmal verstanden hat, ist auch nach längerer Zeit noch in der Lage,
eine bayessche Aufgabe richtig zu lösen. Selbst wenn eine Aufgabe
nun in Wahrscheinlichkeitsform präsentiert wird, wird sie von den
meisten Versuchspersonen in das Häufigkeitsformat übersetzt (Sedlmeier,
1997).
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Abbildungen/Tabellen:
Abbildung 1: Baumdiagramm zur Diagnose-Aufgabe, übliche Version
Abbildung 2: Baumdiagramm zur Diagnose-Aufgabe, Version mit absoluten Häufigkeiten
Tabelle 1: Verwendung falscher mathematischer Kalküle bei bayesschen
Standardaufgaben und Verbesserung der Performanz durch Häufigkeitsformate,
Studie mit Medizinstudenten und Ärzten. Quelle: Hoffrage, Gigerenzer
(eingereicht): How to Foster Diagnostic Insight in Experts, S.15.
Korrespondenz:
Christoph Wassner, Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, Lentzeallee
94, 14195 Berlin.
Tel: 030 - 82406 416, email: wassner@mpib-berlin.mpg.de
Homepage ABC-Schulprojekt: http://www-abc.mpib-berlin.mpg.de/users/wassner/