Seminar Allgemeine Psychologie I
Übungsblatt 1: Excel-Übungen und direkte Skalierung
Überblick
Ziel dieses Übungsblatts ist es, grundlegende Excel-Funktionen kennenzulernen und selbstständig anzuwenden. Dazu gehört v.a. der sichere Umgang mit Formeln, Zellbezügen und einfachen statistischen Auswertungen (z.B. Mittelwerte oder Summen berechnen). Zudem üben Sie das Kopieren von Formeln und das Verwenden der “Wenn”-Funktionen.
Wichtig: Mit diesen Aufgaben erwerben Sie Skills, die für die weiteren Übungsblätter des Seminars, aber auch für einige Projekte in anderen Modulen sehr nützlich seien werden. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie alles beherrschen, und nutzen Sie gegebenenfalls die Zeit bis zur nächsten Sitzung, um sich weiter damit vertraut zu machen.
Erste Schritte in Excel
Vorbereitung
Installieren Sie zunächst Excel mittels Ihres HMU-Accounts bei MS Office 365.1
Starten Sie nun Excel und öffnen Sie ggf. eine neue, leere Datei.
1. Zellen, Formeln und Zellenbezüge
Jedes Tabellenblatt in Excel besteht aus einer Tabelle mit Spalten (gekennzeichnet durch Buchstaben A, B, C…) und Zeilen (gekennzeichnet durch Zahlen 1, 2, 3…). Jede Zelle kann also durch eine Kombination aus einem Spaltenbuchstaben und einer Zeilennummer angesteuert werden. Z.B. befindest sich Zelle B3 in der zweiten Spalte der dritten Zeile.
Formeln können verwendet werden, um Berechnungen automatisiert durchzuführen. Eine Formel beginnt immer mit einem Gleichheitszeichen (=), gefolgt von der Berechnung, die durchgeführt werden soll. Zum Beispiel können Sie die Summe der Werte 8 und 3 berechnen, indem Sie auf eine Zelle (z.B. A1) klicken und dann die Formel =3+8 eingeben. Wenn Sie die Formel noch mit ENTER bestätigen, zeigt die Zelle das Ergebnis der Berechnung:
Sie können auch viele andere Rechenoperationen ausführen, indem Sie diese Operatoren nutzen, z.B.:
| Operator | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
+ |
Addition | =3+8 |
- |
Subtraktion / Negation | =18-20 |
* |
Multiplikation | =3*8 |
/ |
Division | =180/6 |
^ |
Potenzierung | =10^5 |
Probieren Sie diese fünf Beispiele nun in Spalte A (A1 bis A5) aus, so dass Sie diese Rechenergebnisse erhalten:
Anstatt feste Zahlen einzugeben, können sich Formeln auch auf veränderbare Werte (Variablen) aus anderen Zellen beziehen. Solche Verweise auf andere Zellen nennt man Zellbezüge. Dadurch ist es möglichen, mit variablen Daten immer gleiche Berechnungen durchzuführen. Um einen Zellenbezug herzustellen, geben Sie anstatt einer Zahl (z.B. 8) einfach den Namen der jeweiligen Zelle ein (z.B. B1), mit der Sie eine Berechnung durchführen wollen. So können wir die gleichen Berechnungen von oben auch durchführen, wenn wir in die Spalten B und C jeweils die einzelnen Werte eintragen und dann in Spalte D erneut eine Berechnung ausführen. Die Summe der beiden Zellen B1 und B2 lässt sich folgendermaßen berechnen:=B2+C2 oder =Summe(B2:C2). Wenn Sie nun ENTER drücken, sollte in Zelle D2 erneut das Ergebnis (11) erscheinen.
Führen Sie auf diese Weise auch nochmal die übrigen Berechnungen von oben aus und prüfen Sie das Ergebnis!
Der große Vorteil von Zellenbezügen ist es, dass Sie die gleiche Berechnung nun auch mit veränderten Daten durchführen können. Probieren Sie es aus: Verändern Sie die Einträge in den Spalten B und C und überprüfen Sie, wie sich dies auf das Ergebnis in Spalte D auswirkt. Magic!
2. Kopieren von Formeln mit Zellenbezügen
Formeln lassen sich in Excel auch relativ leicht kopieren. Dazu können Sie (in Windows) eine Zelle einfach anklicken, dann in die rechte untere Ecke klicken (es erscheint ein kleines Kreuz in der Ecke!) und die Maus nach rechts, links, oben oder unten ziehen, während Sie die Maus geklickt halten. Alternativ können Sie die Zelle auch anklicken und gleichzeitig STRG+C (bei Mac: CMD+C) zum Kopieren tippen. Dann markieren Sie die Zellen, in denen die Kopien eingetragen werden sollen und tippen STRG+V (bei Mac: CMD+V) zum Einfügen der Inhalte. 2
Wichtig: Wenn Sie eine Formel mit relativen Bezügen (so wie oben) kopieren, dann passt sich die Formel in Richtung der Spalten oder Zeilen an, in die sie kopiert wird. Wenn Sie im obigen Beispiel also die Summenformel aus Zelle D1 in die Zelle D2 kopieren, dann ändern sich auch die Zellenbezüge in der Formel (in Zelle D2 steht dann also =B2+C2).
Wenn Sie nicht wollen, dass sich ein Bezug beim Kopieren verändert, dann können Sie auch Formeln mit absoluten Bezügen eingeben. Hierzu müsste ein Dollarzeichen ($) vor dem jeweiligen Spaltenbuchstaben und/oder vor der jeweiligen Zeilennummer gesetzt werden. Wenn Sie also in Zelle D1 =$B$1+$C$1 eingeben und die Zelle und dann kopieren, dann wird sich auch die Zelle mit der kopierten Formel in D2 noch immer auf die Zellen B1 und C1 beziehen. Probieren Sie es aus!
Excel-Übungsaufgaben
Laden Sie nun die Datei exceltutorial.xlsx aus Trainex herunter und öffnen Sie diese in Excel. Das Tabellenblatt Übungen enthält einen fiktiven Datensatz mit 30 Personen zum Zusammenhang zwischen Alter, Hörschwelle (Pegel, um einen 1000-Hz-Ton zu hören) und Nahpunkt (kleinster Abstand vom Auge, in dem ein Objekt scharf gesehen werden kann). Außerdem gibt es eine Spalte zum Gaming, in dem die Personen als Gamer (von Action-Computerspielen) oder Nicht-Gamer kategorisiert wurden.
3. Mittelwert und Standardabweichung
Berechnen Sie Mittelwert und Standardabweichung (SD) des Alters der gesamten Stichprobe, indem Sie die Funktionen =Mittelwert() und =Stabwa() auf die Alterswerte in Spalte B. Tragen Sie die Formeln in die Zellen B34 und B36 ein.
Kopieren der Formeln: Berechnen Sie nun auch die Mittelwerte und Standardabweichungen der Hörschwellen und Nahpunkte, indem Sie die Formeln aus Zellen B34 und B36 nach rechts kopieren (also in die Zellen C34 und D34 sowie C36 und D36). Klicken Sie dazu auf die Zelle, die Sie kopieren wollen. Klicken Sie dann auf das kleine Rechteck rechts unten und ziehen Sie die Zelle nach rechts (der Mauszeiger wird dabei zu einem schwarzen Kreuz). Alternativ können Sie das Kopieren auch mit den Shortcuts STRG+C und STRG+V machen (siehe oben).
4. Minima und Maxima berechnen
Verwenden Sie nun die Funktionen =Max() und =Min(), um die höchsten und geringsten Hörschwellen und Nahpunkte zu bestimmen. Tragen Sie die Formeln dafür in die Zellen C38, C40, D38 und D40 ein.
5. Mittelwerte und Summen für ausgewählte Einträge berechnen
Bestimmen Sie nun die Anzahl der Gamer und Nicht-Gamer, indem Sie die Funktion =Zählenwenn() verwenden. Tragen Sie die Formeln dazu bitte in die Zellen E34 und E36 ein. Das erste Argument in der Funktion bezieht sich auf den Bereich, in dem gezählt werden soll und das zweite Argument bezieht sich auf das Auswahlkriterium. Die beiden Argumente in den Klammern der Funktion werden durch einen Semikolon getrennt. Für Zelle E34 könnte die Formel so aussehen: =ZÄHLENWENN(E2:E31;"ja"), um die Anzahl der Gamer zu bestimmen (bzw. um die “ja”-Einträge in Spalte E zu zählen).
Verwenden Sie anschließend die Funktion =Summe(), um die Gesamtanzahl von Personen (Gamer + Nicht-Gamer) zu bestimmen. Tragen Sie die Formel hierfür in Zelle E38 ein. Fällt Ihnen bei der Summe etwas auf?
Verwenden Sie nun die Funktion =Mittelwertwenn(), um die mittleren Hörschwellen und Nahpunkte von Gamern und Nicht-Gamern separat zu berechnen. Tragen Sie die Formel für diesen Mittelwert in Zelle C42, C44, D42 und D44 ein. Beziehen Sie sich dabei im ersten Argument der Funktion (Bereich) auf die Gaming Spalte (Spalte E). Setzen Sie dann einen Semikolon und tragen Sie als zweites Argument das Kriterium “ja” ein, um nur die Zeilen von Gamern auszuwählen. Dann folgt noch ein Semikolon und das dritte Argument der Funktion: der Mittelwertsbereich. Verweisen Sie hier auf die Werte, für die Sie einen Mittelwert berechnen wollen, also z.B. die Hörschwellen in Spalte C. Für Zelle C42 (Hörschwelle der Gamer) könnten die Formel so aussehen: =Mittelwertwenn($E2:$E31;"ja";C2:C31). Und für Zelle C44 (Hörschwelle der Nicht-Gamer) ersetzen Sie das Kriterium “ja” einfach durch das Kriterium “nein”, um die Nicht-Gamer auszuwählen.3
6. Korrelationen berechnen
Nutzen Sie nun noch die Funktion =Korrel(), um die Korrelation zwischen dem Alter und Hörschwelle sowie zwischen Alter und Nahpunkt zu bestimmen. Tragen Sie die Korrelationen in Zellen C46 und D46 ein4. Welcher Zusammenhang ist stärker?
Interaktive Demo zur direkten Skalierung
Wechseln Sie nun in das Tabellenblatt Demo. Nehmen Sie am Demo-Experiment zur Lautheitsskalierung teil und tragen Sie Ihre 20 Lautheitsurteile in die gelblich hervorgehobenen Zellen von Spalte C ein.
Sehen Sie sich nun neben Ihren eigenen Urteilen die tatsächlichen Pegelunterschiede in Spalte D (Pegeldifferenz zwischen Standard und Vergleichsreiz) an.
Wir wollen nun für jede einzelne Pegeldifferenz den Mittelwert Ihrer Lautheitsurteile berechnen. In Spalte F sehen Sie die 9 unterschiedlichen Pegelstufen zwischen -20 und 20 dB. Direkt daneben soll nun jeweils ein Mittelwert für Ihre Lautheitsurteile in den jeweiligen Durchgängen mit dem entsprechenden Pegelunterschied berechnet werden. Verwenden Sie dazu erneut die Funktion =Mittelwertwenn(). Tragen Sie als Kriteriumsbereich die Pegelstufen in den 20 Durchgängen ein (D$2:D$21), als Kriterium wählen Sie die jeweilige Pegelstufe aus Spalte F (z.B. Zelle F2) und als Mittelwertsbereich wählen Sie Ihre Lautheitsurteile aus (C$2:C$21).
Wenn die Formeln korrekt sind, dann sollten Sie rechts unten eine Abbildung der psychophysischen Funktion sehen, in der die direkt skalierte Lautheit in Abhängigkeit der tatsächlichen Unterschiede im Schalldruckpegel dargestellt ist.
Laden Sie abschließend Ihre fertige Excel-Tabelle bitte hier hoch:
https://hmupm-my.sharepoint.com/:f:/g/personal/florian_kattner_hmu-potsdam_de/IgDSbQlMbylnQ5iQAIDV-CuRAbsUnR8CG6AOY2sDzLkj_Nc?e=SceISw
Fußnoten
Prinzipiell können Sie auch Numbers (Mac, iPad) oder Google Sheets nutzen. Die Prinzipien sind gleich oder ähnlich und beide Apps können auch mit MS Excel-Dateien (.xlsx) umgehen. Der Einfachheit halber empfehle ich aber MS Excel.↩︎
Sollten Sie ein Tablet (z.B. iPad) nutzen, gucken Sie sich die Details hierzu im Microsoft-Support an: https://support.microsoft.com/de-de/office/excel-für-ipad-leitfaden-zur-toucheingabe-e7ca39ea-8fb1-43ed-8d98-d6200c385c1d↩︎
Beachten Sie, dass die Dollarzeichen nur vor Spalte E eingegetragen wurden. Dies erleichtert das Kopieren der Mittelwertwenn-Funktion die entsprechenden Zellen von Spalte D, wobei sich zwar die Formeleinträge für den Mittelwertsbereich (Nahpunkte in Spalte D), nicht aber die Einträge für den Kriteriumsbereich (Gamer-Status) ändern sollen.↩︎
Wenn Sie nicht weiterkommen, dann probieren Sie für Zelle C46 folgende Formel aus:
=KORREL(C2:C31;$B2:$B31)↩︎