Was ist Medass-Light?

Medass-Light 2.2 bietet Werkzeuge zur Datenanalyse und Darstellung von Daten, welche auf den Ideen und Konzepten der Explorativen Datenanalyse beruhen. Medass-Light ermöglicht es Ihnen einen Kurs zur Beschreibenden Statistik computerunterstützt, anwendungsbezogen und schülerorientiert zu gestalten.

Die Schülerinnen und Schüler erhalten mit Medass-Light eine intuitiv bedienbare Software an die Hand, die es ihnen ermöglicht, Strukturen, Muster und Auffälligkeiten auf ihrer Entdeckungsreise durch die Daten zu erforschen.

Die Software soll die Schülerinnen und Schüler dabei unterstützen, den Datensatz wie ein (Daten-) Detektiv zu erforschen. Die Graphiken dienen als ein Mittel, um Ergebnisse zu finden und nicht nur zu ihrer Visualisierung. Medass-Light setzt deshalb andere Schwerpunkte als Tabellenkalkulationsprogramme. Die folgenden Funktionen, die mit einer Tabellenkalkulation wie z.B. Excel ohne Add-ins derzeit leider nicht möglich sind, werden von Medass-Light angeboten

• Auszählen von Häufigkeiten aus Rohdaten; Darstellung dieser als Tabellen und Graphiken
• Besondere Darstellungen der Explorativen Datenanalyse (Boxplot, Residuendarstellung, Identifizierung von Fällen in Graphiken)
• Einfache Möglichkeiten, Analysen auf Teilmengen der Daten einzugrenzen und einzelne Fälle auszugrenzen
• Einfache Möglichkeiten, "Auswertungen nach Gruppen" durchzuführen, z.B. getrennt nach Geschlecht (männlich/ weiblich)
• Unterscheidung verschiedener Variablentypen (u.a. kategorial, quanitativ)
• Beschränkung der Veränderungsmöglichkeit von Graphiken auf die statistisch wichtigen Variationen

Für einen spannenden Unterricht zum Thema Beschreibender Statistik benötigt man eine echte Statistiksoftware. Statistikpakete für den professionellen Anwender sind für die meisten Schulen unerschwinglich und sind mit einer komplexen, auf die Statistik zugeschnittenen Menüstruktur versehen, die den Zugang für Einsteiger erschwert. Darum wurde die speziell für den Unterricht zugeschnittene und auch preisgünstige Software Medass-Light entwickelt, die eine schnelle Einarbeitung auch für Schülerinnen und Schüler ermöglicht, so dass Aufwand und didaktischer Ertrag in einem vernünftigen Verhältnis stehen.

Spezifikationen

Die Werkzeugkiste Medass-Light beinhaltet wesentliche zur elementaren Datenanalyse notwendigen Auswertungsmethoden.

Auswahl von Variablen

Variablen werden durch die Zuweisung einer "Rolle" im Spaltenkopf für die Analyse ausgewählt. Auch hier zeigt sich ein Unterschied zu Tabellenkalkulationen, bei denen man beliebige Teilbereiche der Tabelle für die Graphiken auswählen kann. In der Beschreibenden Statistik interessiert man sich aber für die Verteilung einer Variablen oder für Zusammenhänge zwischen verschiedenen Variablen.

Teilmengenauswahl

Durch Auswahlfelder am Anfang jeder Zeile kann jeder einzelne Fall für eine bestimmte Auswertung temporär ausgeschlossen werden. Durch logische Bedingungen und Verknüpfungen können Teilmengen für eine Analyse ausgewählt oder ausgeschlossen werden, z.B. wenn man nur männliche Jungen im Alter von 14 Jahren untersuchen möchte, im Datensatz aber auch Mädchen und Jungen anderen Alters vorkommen.

Transformation

Es besteht die Möglichkeit eine Spalte durch elementare Rechenoperationen oder durch eine Funktion zu Transformieren. Eine interessante Option, wenn man z.B. eine Exponentialfunktion linearisieren möchte. Außerdem kann man zwei Variablen mit Hilfe der Grundrechenarten verknüpfen.

Graphische Darstellungen

Mit Medass-Light kann man verschiedene univariate und bivariate Darstellungsformen erzeugen. Zu den univariaten Darstellungen gehören Punktdiagramme, relative und absolute Häufigkeitsdiagrame sowie Boxplots.

Durch Zuweisung einer Gruppen-Rolle werden gleichzeitig die Graphiken für die verschiedenen Teilgruppen erzeugt.

Die Graphiken können auf vielfältige Art und Weise nach bearbeitet werden. Die Einteilungen und Reichweiten der Skalen können von den Schülerinnen und Schüler selbst bestimmt werden, die Titel und Achsenbeschriftungen sind frei wählbar und vieles mehr. Sehr hilfreich ist die Funktion "identifizieren". Hiermit könnte man sich z.B. in dem abgebildeten Häufigkeitsdiagramm die Namen der Schülerinnen und Schüler anzeigen lassen, die sich hinter einer bestimmten Säule befinden. Beim Boxplot werden durch diese Funktion die jeweils dazugehörigen Kennzahlen angezeigt.

Bei den bivariaten Darstellungsformen gibt es Streudiagramme, Liniendiagramme sowie Stab- bzw. Säulendiagramme. Diese Graphiken lassen sich ähnlich wie die univariaten Darstellungsformen formatieren. In Punktwolken im Streu- bzw. Liniendiagramm lassen sich Ausgleichsgeraden nach der Methode der kleinsten Quadrate einzeichnen. Hat man verschiedene Gruppen in den Diagrammen dargestellt, so werden die Regressionslinien natürlich für jede Gruppe getrennt bestimmt und eingezeichnet. Neben der Ausgleichsgeraden können auch verschiedene Kurven angepasst werden. Hier stehen 13 verschiedene Funktionstypen zur Auswahl.

Berechnungen

Neben den graphischen können auch numerische Auswertungen durchgeführt werden. Hier gibt es zum einen die Möglichkeit, statistische Kennzahlen (Median, arith. Mittel, Quartile, Standardabweichung, etc.) zu berechnen. Auch hier hat man die Wahl, ob man die Kennzahlen für die gesamten Daten oder für einzelne Teilgruppen bestimmen möchte. Die Ergebnisse der numerischen Berechnungen werden in Tabellen angegeben, die selber wieder mit Medass-Light oder anderen Werkzeugen weiterbearbeitet werden können.

Außerdem können Tabellen mit absoluten oder relativen Häufigkeiten erstellt werden. Bei kontinuierlichen Variablen können die Intervallbreiten beliebig festgelegt werden. Auch bei diesen Tabellen besteht die Möglichkeit der Gruppierung.
Zu den im Streudiagramm eingezeichneten Ausgleichsgeraden nach der Methode der kleinsten Quadrate kann man auch die Koeffizienten der Geradengleichung sowie den Korrelationskoeffizient nach Pearson berechnen lassen. Außerdem werden auf Wunsch die Residuen (vertikale Abweichungen der Datenpunkte von der Ausgleichsgeraden) mit berechnet und in einer neuen Spalte abgelegt, so dass diese für zukünftige Auswertungen zur Verfügung stehen.

Entstehungsgeschichte von Medass-Light

Der Name Medass bedeutete ursprünglich M odellbildung in Zusammenhang mit E xplorativer Da tenanalyse und S tochastischer S imulation. Im Rahmen des von den Kultusministern des Bundes und der Länder geförderten Modellversuchs im Bildungswesen IBEC, dessen Träger das FWU Institut für Film und Bild, München, war, wurden Unterrichtsmaterialien zur Explorativen Datenanalyse in der Schule am LSW Soest und eine Spezifikation für eine wünschenswerte Statistik-Software in der Schule (Medass-Softwarekonzept) von Rolf Biehler und Wolfram Rach am Institut für Didaktik der Mathematik (IDM) der Universität Bielefeld entwickelt, welche als Leitlinie für künftige Entwicklungen oder Beurteilungen von Statistiksoftware dienen sollte.

Im Rahmen einer Diplom-Arbeit in Informatik von Stefan Bauer an der TH Aachen, die bei Prof. Walter Oberschelp geschrieben wurde, und die Rolf Biehler und Wolfram Rach von der Seite der Anforderungsdefinition wissenschaftlich begleiteten entstand eine erste Version Medass-Light 1.0, die jenen Teil des ursprünglichen Konzepts realisierte, der ein einfaches, flexibles Werkzeug zur Datenanalyse für die Hand auch jüngerer Schüler beinhaltete. Seitdem wurde die Software in verschiedenen Kursen und Unterrichtsversuchen erprobt, kräftigt "debuggt" und in allerlei Kleinigkeiten ergänzt. Stefan Schweynoch hat seit 1998 an den Tests mitgearbeitet, zunächst als Referendar, dann als Mitarbeiter am IDM Bielefeld.

Medass-Light soll als Shareware Schulen zur Verfügung gestellt werden. Für die Weiterentwicklung und die Unterstützung des Einsatzes von Medass-Light sind Stefan Bauer und Rolf Biehler verantwortlich. Die Einnahmen sollen ausschließlich der Weiterentwicklung des Programms und der Forschungs- und Entwicklungsarbeit zum computergestützten Statistikunterricht dienen. Da Rolf Biehler seit November 1999 an der Universität Kassel tätig ist, ist geplant, die Software in Zukunft über die Universität Kassel verfügbar zu machen.