Vierfeldertafel — mit Anteilen argumentieren
Lernziele
Nach diesem Kapitel kannst du:
- Eine Vierfeldertafel aus gegebenen Daten vervollständigen.
- Die formale Notation (, ) korrekt verwenden.
- Anteile mit wechselnden Grundwerten berechnen und den Grundwert der Fragestellung zuordnen.
- Aus einem Sachtext eine Vierfeldertafel erstellen.
- Erklären, warum zwei ähnlich klingende Fragen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.
Warum gibt dieselbe Tabelle unterschiedliche Antworten — je nachdem, wie du fragst?
Lernweg
Arbeite dieses Kapitel in vier Schritten:
- Das Kim-Sascha-Paradoxon: Du entdeckst, warum zwei scheinbar widersprüchliche Aussagen beide stimmen können.
- Vierfeldertafel aufbauen: Du lernst die formale Struktur und übst den Grundwert-Wechsel (baut auf Phase 1 auf, weil du das Paradoxon als Motivation brauchst).
- Üben: Du berechnest Anteile mit verschiedenen Grundwerten und erstellst eigene VFTs.
- Transfer: Du wendest die VFT auf Zeitungstexte an.
Voraussetzungen — Check-in
1. Wie viel Prozent sind 18 von 25?
2. Wie viel Prozent sind 18 von 60?
3. Nenne eine Manipulationsmethode bei Grafiken. (Kapitel 1)
Das Kim-Sascha-Paradoxon
Kim und Sascha haben eine Umfrage in der Oberstufe gemacht und 100 Jugendliche befragt.
Kim sagt: „Die meisten Sportler sind mit ihrem Gewicht zufrieden."
Sascha sagt: „Das stimmt nicht! Von denen, die mit ihrem Gewicht zufrieden sind, sind die meisten keine Sportler."
Widerspruch?
Zeige durch ein Zahlenbeispiel, dass sich die Aussagen von Kim und Sascha nicht widersprechen müssen.
Kim und Sascha sprechen über dieselben Daten, aber mit unterschiedlichem Bezug. Das ist kein Widerspruch — es kommt darauf an, welche Gruppe man als Grundwert wählt. Die Vierfeldertafel macht diese verschiedenen Perspektiven sichtbar.
Worked Example: Vierfeldertafel aufbauen
Retrieval Gate
1. Was war das Ergebnis beim Kim-Sascha-Paradoxon? Warum hatten beide recht?
2. Berechne: als Dezimalzahl (auf 1 Nachkommastelle).
3. Berechne: als Prozent.
Einführungsbeispiel: Grippe-Impfung
Das Gesundheitsamt hat festgehalten, ob Bewohner eines Hauses geimpft wurden und ob sie an Grippe erkrankten:
| erkrankt | nicht erkrankt | Summe | |
|---|---|---|---|
| geimpft | 10 | 120 | 130 |
| nicht geimpft | 50 | 20 | 70 |
| Summe | 60 | 140 | 200 |
Self-Explanation
Nachdenken
Im Worked Example wurden und berechnet. Beide nutzen die Zahl 120 als Zähler. Erkläre, warum die Ergebnisse trotzdem unterschiedlich sind.
Formale Notation
Wenn für „geimpft" steht, bezeichnen wir „nicht geimpft" mit (gelesen: „ quer").
Das gleichzeitige Eintreten von „geimpft" und „nicht erkrankt" schreiben wir als:
Gelesen: „ geschnitten quer". Das -Zeichen bedeutet „und".
Diagnose: Notation zuordnen
Welcher Ausdruck beschreibt „geimpft und nicht erkrankt"?
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
Interaktion: Grundwert-Wechsel erleben
Tippe auf verschiedene Fragen und beobachte, wie sich die farbliche Markierung der Vierfeldertafel ändert.
Grundwert erkunden
1. Tippe auf Frage A: „Wie viel Prozent aller Bewohner sind geimpft?" Welche Zellen färben sich ein?
2. Tippe auf Frage B: „Wie viel Prozent der Geimpften sind nicht erkrankt?" Was hat sich geändert? Welche Zahl steht jetzt im Nenner?
3. Tippe auf Frage C: „Wie viel Prozent der Nicht-Erkrankten sind geimpft?" Vergleiche mit Frage B.
4. Formuliere eine Regel: Woran erkennst du in einer Fragestellung, welche Zahl der Grundwert ist?
Die Frage bestimmt den Grundwert:
- „Von den Geimpften..." → Grundwert = Zeilensumme
- „Von den Erkrankten..." → Grundwert = Spaltensumme
- „Von allen Bewohnern..." → Grundwert = Gesamtzahl
Diagnose: Der typische Fehler
Diagnose: Finde den Fehler
Kim berechnet: „ der Geimpften sind nicht erkrankt, denn ."
(a) Prüfe Kims Lösung. Ist sie richtig?
(b) Falls falsch: Erkläre, warum man auf diesen Fehler kommt.
(c) Schreibe die richtige Lösung auf.
Fading: Completion
Spam-Filter vervollständigen
Marco hat einen Spamfilter an 1000 E-Mails getestet:
| Spam | kein Spam | Summe | |
|---|---|---|---|
| Alarm | ? | 114 | ? |
| kein Alarm | 5 | ? | ? |
| Summe | 15 | ? | 1000 |
(a) Vervollständige die Vierfeldertafel.
(b) Berechne den Anteil der Spam-E-Mails, bei denen der Filter Alarm schlug. Grundwert = ___
(c) Berechne den Anteil der Alarm-E-Mails, die tatsächlich Spam waren. Grundwert = ___
Fading: Independent
Bus-Fahrgäste
| online | nicht online | Summe | |
|---|---|---|---|
| männlich | 35 | 15 | 50 |
| nicht männlich | 28 | 32 | 60 |
| Summe | 63 | 47 | 110 |
Berechne, wie viel Prozent
(1) der Fahrgäste männlich sind, (2) der Fahrgäste online und männlich sind, (3) der männlichen Fahrgäste online sind, (4) der Online-Fahrgäste männlich sind, (5) der Offline-Fahrgäste nicht männlich sind.
(6) Erläutere, warum man bei (2) und (3) unterschiedliche Grundwerte braucht, obwohl die Aufgaben ähnlich klingen.
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Üben
Mixed Retrieval Gate
1. Vervollständige: , Summe Zeile = 41. Was ist ?
2. Beschreibe in Worten: , wenn = Mädchen und = Brille.
3. (Kapitel 1) Eine Grafik zeigt Werte zwischen 953 und 967, die y-Achse beginnt bei 950. Was ist das Problem?
4. (Vorwissen) Berechne als Dezimalzahl.
Brillenträger
| Brille | keine Brille | Summe | |
|---|---|---|---|
| kein Mädchen | 10 | 30 | 40 |
| Mädchen | 25 | 35 | 60 |
| Summe | 35 | 65 | 100 |
(a) Beschreibe die Bedeutung der Zahlen 10, 25, 35 und 65.
(b) Ordne zu: „Der Anteil der Brillenträger unter den Mädchen ist ..." und „Der Anteil der Mädchen unter den Brillenträgern ist ..." — Grundwerte: 100, 35, 60. Prozentsätze: , , .
Symbole wählen und VFT erstellen
(a) Bei einer Versuchsreihe nehmen 47 Personen teil, davon sind 32 gegen Masern geimpft. 20 wurden positiv getestet, davon sind 14 nicht geimpft.
(b) Eine Arztpraxis hat 800 Patienten, davon 480 weiblich. 560 sind älter als 60. Weiblich und über 60: 400.
Wähle jeweils geeignete Symbole und erstelle eine vollständige Vierfeldertafel.
Fahrradkontrolle
| (Licht OK) | Summe | ||
|---|---|---|---|
| (Bremse OK) | 112 | 26 | 138 |
| 48 | 14 | 62 | |
| Summe | 160 | 40 | 200 |
(a) Beschreibe die Bedeutung der Anteile und in Worten.
(b) Beschreibe die Ereignisse, die 14- bzw. 112-mal auftraten, und gib die formale Schreibweise an.
Aufgabe: Vierfeldertafeln vervollständigen
Vervollständige die beiden Vierfeldertafeln.
Tafel 1:
| Summe | |||
|---|---|---|---|
| 25 | ? | 41 | |
| ? | 23 | ? | |
| Summe | ? | 39 | 73 |
Tafel 2:
| Summe | |||
|---|---|---|---|
| ? | ? | 207 | |
| 105 | ? | ? | |
| Summe | 180 | ? | 446 |
Interleaving
Früheres Thema: Grafik bewerten
Eine Grafik zeigt den Umsatz eines Unternehmens als Kreise mit Durchmessern und für die Werte und Mio. €.
Prüfe: Sind die Daten proportional zu den Durchmessern oder zu den Kreisflächen? Ist die Darstellung sachgerecht?
Früheres Thema: Relative Häufigkeit
In einer Klasse mit 25 Schülern spielen 8 Fußball, 10 Basketball und 7 keinen Sport.
Berechne die relativen Häufigkeiten als Bruch und Prozent.
KI-Tutor: Vierfeldertafel üben
Du kannst den folgenden Prompt in eine KI kopieren, um zusätzliche Übung zu bekommen.
Abgabe-Aufgaben
Abgabe 1 (AFB I): VFT vervollständigen
| Summe | |||
|---|---|---|---|
| ? | ? | 207 | |
| 105 | ? | ? | |
| Summe | 180 | ? | 446 |
Vervollständige die Vierfeldertafel und berechne: Wie viel Prozent der Personen mit Merkmal haben auch Merkmal ?
Abgabe 2 (AFB II): Text → VFT
In einer Schulklasse mit 32 Kindern haben 12 schwarze Haare und 9 tragen eine Brille. 5 Kinder tragen eine Brille und haben schwarze Haare.
(a) Erstelle eine vollständige Vierfeldertafel.
(b) Berechne den Anteil der Brillenträger unter den Schwarzhaarigen.
Abgabe 3 (AFB III): Grundwert erklären
Gegeben ist die Brillenträger-VFT aus der Übung (35 Brillenträger, 60 Mädchen, 25 Mädchen mit Brille, 100 Personen).
Erläutere den Unterschied: „Der Anteil der Brillenträger unter den Mädchen" vs. „Der Anteil der Mädchen unter den Brillenträgern." Berechne beide Anteile und erkläre, warum die Ergebnisse verschieden sind.
Selbstdiagnose
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Transfer und Reflexion
MC-Test
MC-Test: Vierfeldertafel
Frage 1 (AFB I): In einer VFT ist , , , . Wie groß ist die Summe der Zeile ?
- (A) 120
- (B) 50
- (C) 150
- (D) 200
Frage 2 (AFB I): Was beschreibt , wenn = Mädchen und = Brillenträger?
- (A) Mädchen mit Brille
- (B) Mädchen ohne Brille
- (C) Jungen mit Brille
- (D) Jungen ohne Brille
Frage 3 (AFB II): Aus der Grippe-VFT: „Wie viel Prozent der Geimpften sind nicht erkrankt?" Der korrekte Grundwert ist:
- (A) 200 (alle Bewohner)
- (B) 140 (alle Nicht-Erkrankten)
- (C) 130 (alle Geimpften)
- (D) 120 (geimpft und nicht erkrankt)
Frage 4 (AFB II): Aus derselben VFT: und . Beide haben den Zähler 120. Warum sind die Ergebnisse verschieden?
- (A) Rundungsfehler
- (B) Verschiedene Grundwerte (130 = Geimpfte vs. 140 = Nicht-Erkrankte)
- (C) Die Daten sind widersprüchlich
- (D) Man muss immer durch 200 teilen
Frage 5 (AFB II): Erstelle aus folgendem Text eine VFT: „22 Schülerinnen, 12 laufen 100m unter 13s, davon 10 im Hochsprung Note 2. Von den anderen 3 im Hochsprung Note 2."
Wie viele Schülerinnen haben Hochsprung-Note 2?
- (A) 10
- (B) 13
- (C) 3
- (D) 22
Frage 6 (AFB II): In einer VFT mit den Werten , Summe = 50, Summe = 63, Gesamt = 110. Berechne: „Wie viel Prozent der Online-Fahrgäste sind männlich?"
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
Frage 7 (AFB II): Welche zwei Anteile berechnet man, wenn man „Anteil unter " und „Anteil unter " vergleicht?
- (A) Beide nutzen denselben Grundwert
- (B) Der erste nutzt GW = Summe , der zweite GW = Summe
- (C) Beide nutzen die Gesamtzahl
- (D) Es gibt keinen Unterschied
Frage 8 (AFB III): Warum sind „Anteil der Sportler unter den Zufriedenen" und „Anteil der Zufriedenen unter den Sportlern" nicht dasselbe?
- (A) Weil die Zähler verschieden sind
- (B) Weil die Grundwerte verschieden sind: einmal Zufriedene, einmal Sportler
- (C) Weil einer der Anteile immer 100% ist
- (D) Das sind verschiedene Bezeichnungen für denselben Wert
Transferaufgabe
Transfer: Zeitungstext → VFT
Im letzten Jahr lebten in einem Bundesland rund 200.000 Paare ohne Trauschein gemeinsam in einem Haushalt. Dies sind fast 13% aller Paare. In etwa 27% dieser Haushalte lebten auch Kinder. Bei den verheirateten Paaren waren das gut 47%.
(a) Stelle die Angaben in einer Vierfeldertafel dar.
(b) Wie viele Ehepaare leben ohne Kinder?
(c) Wie viel Prozent aller Paare haben Kinder?
Vernetzung
Bisher haben wir Anteile in der Vierfeldertafel berechnet — also „Wie viel Prozent von Gruppe X gehören zu Y?"
Im nächsten Kapitel deuten wir diese Anteile als Wahrscheinlichkeiten und geben ihnen einen formalen Namen: bedingte Wahrscheinlichkeit. Dazu nutzen wir eine spannende Aufgabe, die weltweit für Diskussionen gesorgt hat — das Ziegenproblem.
Die Vierfeldertafel hilft auch bei der Beurteilung von Grafiken aus Kapitel 1: Wenn Stichprobenumfang und relative Häufigkeiten aus verschiedenen Gruppen verglichen werden, ist der Grundwert entscheidend. Die Wandertag-Aufgabe (Dani: , Tim: ) zeigt: Ohne ausreichenden Stichprobenumfang sind Prozentangaben irreführend — unabhängig davon, wie sauber die Tabelle aussieht.
Reflexion
Rückblick
Dieselbe Tabelle, unterschiedliche Antworten. Nenne eine Situation aus dem Alltag, in der es darauf ankommt, welche Gruppe du als Bezugsgröße wählst. Zum Beispiel: „90% der zufriedenen Kunden empfehlen das Produkt weiter" — wer ist hier der Grundwert?