Statistiklabor

Interaktive und explorative Statistik-Grundausbildung

Das "Statistiklabor" ist ein explorativer und interaktiver Werkzeugkasten für die statistische Grundausbildung. Unterstützt werden in dieser interaktiven Lern- und Arbeitsumgebung statistische Berechnungen und grafische Umsetzungen von selbstgewählten oder vorgegebenen Datensätzen und Problemszenarien. Sowohl ein exploratives individuelles als auch ein angeleitetes Arbeiten an problemorientierten Fragestellungen ist möglich. Das "Statistiklabor" ist beispielhaft für die Nutzung digitaler Medien zur Realisierung konstruktivistischer Designprinzipien und eröffnet erweiterte Möglichkeiten in der statistischen Grundausbildung. Das Statistiklabor nutzt für die statistischen Berechnungen die R-Engine der R-Community. Neben der intuitiven interaktiven Arbeitsumgebung kann das System über Programmierung in R einfach erweitert und den Anforderungen des Dozenten angepasst werden.

Ziele und Inhalte

Dieses vielfältig nutzbare Arbeits-, Übungs- und Prüfungsinstrument eröffnet mit seinem datenorientierten Zugang eine neue Perspektive der statistischen Grundausbildung. Der trockene, meist unbeliebte und häufig nicht verstandene Stoff wird durch entdeckendes, praxisnahes Lernen leichter zugänglich gemacht. Das problem- und fallbasierte Herangehen lädt dazu ein, eigene Einsatzszenarien zu entwickeln.

Didaktisches Konzept

Der explorative und interaktive Werkzeugkasten "Statistiklabor" ist das Kernstück eines Fundus von ca. 50 webbasierten Lernmodulen für die problemorientierte Statistik-Grundausbildung nach konstruktivistischen Designprinzipien (s.a. www.neuestatistik.de). Einfache oder auch komplexe statistische Probleme können mit Hilfe des Statistiklabors simuliert, bearbeitet und individuell gelöst werden. Die vielfältigen grafischen Darstellungsvarianten erlauben dabei jederzeit anschauliche Visualisierungen der zugrunde liegenden Dateien.



Abb.: Statistiklabor - Arbeitsumgebung


Statistisches Basiswissen kann anhand von realistischen Beispielen, Fallstudien, Übungen, Grafiken, Animationen und Simulationen erworben werden.
Es wird eine qualitative Veränderung der Lehre durch folgende Prinzipien angestrebt:

  • problemorientiertes Arbeiten an authentischen Fragestellungen mit echten Daten, um einen Zugang zu statistischen Methoden und Konzepten zu erleichtern;
  • Unterstützung explorativen, selbständigen und fehlertoleranten Lernens auf der Basis frei definierbarer oder auch vorgegebener Problemszenarien;
  • angeleitetes Lernen durch die Präsentation und Bearbeitung von Aufgaben und Musterlösungen;
  • hohe Adaptivität an den individuellen Lernprozess beim freien Selbstlernen;- flexible Integration in neue Einsatzkonzepte, je nach den Bedürfnissen des jeweiligen Faches.


Abb.: Statistiklabor - Fallstudie

Das "Statistiklabor" kann als Lern-, Arbeits-, Übungs- und Prüfungsinstrument für komplexe statistische Fragen eingesetzt werden.

Weitere Hinweise zu Übungen und Aufgaben sowie zu Simulationen bietet der Bereich Lehrszenarien. Informationen zu Visualisierungen gibt es ferner im Bereich Didaktisches Design.

Curriculare Verankerung

Das "Statistiklabor" kann die Präsenzlehre der mit Statistik arbeitenden Fächer ergänzen: zur visuellen Unterstützung der Vorlesung, als zentrales Werkzeug in Tutorien und Übungen sowie für Projektarbeit. Es kann aber auch zum Selbstlernen zu Hause genutzt, in netzgestützte Lernszenarien eingebunden und als Prüfungsumgebung verwendet werden. Dem didaktischen Ansatz entsprechend sind die mitgelieferten Aufgaben und Musterlösungen eher als Beispiele zu verstehen. An den Universitäten Hamburg, Berlin und Bielefeld ist das "Statistiklabor" prüfungsrelevant. An der Freien Universität Berlin wird das Statistiklabor seit 2005 obligatorisch zur Bearbeitung von Aufgaben im Rahmen eines Open-Book eingesetzt.

Technik

Zugang
Das "Statistiklabor" steht als Freeware für private Endanwender über die Homepage zum Download zur Verfügung. Die Nutzung des "Statistiklabors" sowie der verfügbaren Aufgaben und Beispiele erfordert eine vorherige Programminstallation auf dem lokalen Rechner (Windows).

Nutzung
Nach Installation des Programms "Statistiklabor" und Herunterladen der Aufgaben und Musterlösungen ist ein Offline-Betrieb möglich. Im Online-Betrieb wird das Programm beim Anklicken der Aufgaben automatisch aufgerufen.
In die Homepage ist ein Forum integriert, das einen Austausch mit anderen Teilnehmer/innen und Anwender/innen ermöglicht.

Benötigte Software
Als Betriebssystem sind verschiedene Varianten von Windows möglich. Ausführliche Hinweise zu benötigtem Betriebssystem und Installation finden sich auf der Homepage.
Zum Anhören des Tutoriums und der Bildschirm-Demonstrationen sind eine Soundkarte (mit Lautsprecher oder Kopfhörer) und der Flash-Player 6 erforderlich.
Die Online-Nutzung der übrigen Module des Projekts „Neue Statistik“ erfordert - neben einem aktuellen Browser - Java 2 Runtime Environment 3.1 (für Java-Applets) und Flash-Player 6 (für Animationen).

Entwicklung
Das "Statistiklabor" beruht auf der statistischen Programmiersprache R. Genauere Angaben befinden sich in dem hierzu verfügbaren Buch "Das Statistiklabor, Einführung und Benutzerhandbuch" von Prof. R. Schlittgen, Springer Verlag 2005.

Kosten

Der Betreuungsaufwand ist abhängig vom Einsatzkonzept. Die Software wird zentral betreut.

Zielgruppe

Studierende im Grundstudium aller Fächer, in denen Grundkenntnisse der Statistik benötigt werden.

Rahmenbedingungen

Das Statistiklabor benötigt eine Windows Umgebung. Ein Internetzugang ist wegen des Zugangs zu Beispielaufgaben und dem Forum angeraten.

Ergebnisse

Zur Konzeption des "Statistiklabors" gehört, dass eigene Einsatzszenarien entwickelt werden. Das Forum auf der Homepage ermöglicht auch den Austausch von Ergebnissen. Der Allgemeinheit steht bereits eine Vielzahl von Dritten beigesteuerter Übungsmaterialien über die Homepage zur Verfügung.

Zum Projekt

Website

http://www.statistiklabor.de

Institution

Freie Universität Berlin

Ansprechpartner/in

Dr. Nicolas Apostolopoulos; E-Mail: cedis@fu-berlin.de

Zeitraum

Das "Statistiklabor" und die "Neue Statistik" werden laufend aktualisiert und erweitert.

Förderung

Eine Förderung erfolgte durch das BMBF und das Deutsche Forschungsnetz DFN.
Gewinner des Medida-Prix 2003.

Beteiligungen und Kooperationen

Das Projekt „Neue Statistik“ entstand im Zusammenwirken von 13 Instituten und 10 deutschen Hochschulen. Das an der FU Berlin entwickelte Statistiklabor ist frei nutzbar. Der Zugriff erfolgt über eine zentrale Homepage.

Kategorisierung

Lehrfunktion

  • Wissenserarbeitung
  • Üben u. Anwenden
  • Motivation

Medieneinsatz

  • Hypertext
  • Simulation
  • CBT / WBT

Fachbereich

  • Geistes- und Sozialwissenschaften
  • Informatik
  • Naturwissenschaft und Mathematik
  • Wirtschaftswissenschaften
  • Sonstiges

Lehrszenarien

  • Vorlesung
  • Übung
  • Tutorium
  • Projekt

Kategorie

  • Software