Das Wort “Stochastik” steht für die Gebiete Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik. Beide Teilgebiet sind für fast alle MINT-Fächer von erheblicher Bedeutung. Aus diesem Grund soll auf Lernort-MINT.de in dieses Themengebiet eingeführt werden.
Es gibt in der Wahrscheinlichkeitsrechnung zwei Experimenttypen, die einem immer wieder begegnen. Das sind einerseits Laplace-Experimente und auf der anderen Seite Bernoulli- Experimente.
Sowohl das Laplace-Experiment als auch das Bernoulli-Experiment sind einfach berechenbar. Man kann den Ausgang eines einzelnen Ergebnisses bzw. Experimentes zwar nicht vorhersagen, aber man kann Wahrscheinlichkeiten abschätzen und Prognosen erstellen.
Formel:
Beim Wurf eines Würfels sind alle Zahlen gleich wahrscheinlich (jeweils 1/6), es handelt sich somit um ein Laplace-Experiment. Wirft man aber im Gegensatz dazu beispielsweise eine Büroklammer handelt es sich nicht mehr um ein Laplace-Experiment. Aufgrund der Geometrie einer Büroklammer sind die möglichen Ausgänge eines Büroklammerwurfes nicht mehr gleich wahrscheinlich.
Trotzdem lassen sich die Wahrscheinlichkeiten aller Experimenttypen mit Hilfe eines Baumdiagrammms lösen.
Ein randomisiertes kontrolliertes Experiment ist eine experimentelle Studie, in der die Teilnehmer zufällig auf zwei oder mehr Gruppen verteilt werden. Eine Gruppe erhält die experimentelle Behandlung, während die anderen Gruppen (Kontroll) die Standardbehandlung oder ein Placebo erhalten.
Ein Quasi-Experiment ist eine empirische Untersuchung, die ähnlich wie ein kontrolliertes Experiment durchgeführt wird, aber nicht die zufällige Zuweisung von Teilnehmern zu Gruppen hat. Dadurch fehlt die Möglichkeit der Ergebniskontrolle durch den Experimenter.
Ein faktorielles Experiment ist eine experimentelle Methode, bei der man alle möglichen Kombinationen von mehreren Faktoren miteinander vergleicht. Zum Beispiel, wenn man das Wachstum von Pflanzen mit verschiedenen Mengen von Wasser und Licht testet.
Ein längsschnittliches Experiment ist eine experimentelle Methode, bei der Daten über einen längeren Zeitraum gesammelt werden, um Veränderungen oder Trends zu beobachten.
Ein Crossover-Experiment ist eine Art von Studie, bei der die Teilnehmer zwei oder mehr Behandlungen in einer zufälligen Reihenfolge erhalten. Dann werden die Ergebnisse verglichen, um festzustellen, welche Behandlung am effektivsten ist.
Ein Vorher-Nachher-Experiment erfasst die Änderung in einer Variable, die durch eine Intervention verursacht wurde, indem gemessen wird, bevor die Intervention stattfindet und danach. In einem Kontrollgruppenexperiment wird eine separate Gruppe verwendet, die nicht der Intervention ausgesetzt ist, um die Änderungen zu vergleichen.
Ein Placebo-kontrolliertes Experiment ist eine Methode, bei der eine Kontrollgruppe ein Placebo erhält (eine Substanz ohne therapeutische Wirkung), während eine andere Gruppe das Medikament oder die Behandlung erhält, die getestet wird. Dies wird oft in pharmazeutischen Studien verwendet, um die Wirkung des Medikaments zu überprüfen.
Ein Blindexperiment ist eine Methode, bei der die Studienteilnehmer nicht wissen, ob sie die tatsächliche Behandlung oder ein Placebo erhalten. Dies hilft, den Placebo-Effekt zu minimieren und Genauigkeit zu garantieren.
Ein Doppelblindexperiment ist ein Studiendesign, bei dem sowohl die Forscher als auch die Teilnehmer nicht wissen, wer welches Medikament oder welche Behandlung erhält. Dies hilft, den Placebo-Effekt zu eliminieren und verzerrte Ergebnisse zu vermeiden.
Ein Ex-post-facto-Experiment ist ein Forschungsdesign, bei dem die Forscher die Ursache-Wirkungs-Beziehungen untersuchen, indem sie die Auswirkungen einer unabhängigen Variablen beobachten, die bereits stattgefunden hat. Es unterscheidet sich von einem echten Experiment darin, dass die Forscher die unabhängige Variable nicht manipulieren können.