Methodik der Erkenntnisgewinnung: Wie wissenschaftliche Erkenntnis entsteht

Autor: Thomas Wiedemann
Neufassung und Überarbeitung vom 20.09.2026

Viele Menschen verbinden mit dem Wort „Theorie“ etwas Unsicheres. Im Alltag hört man beispielsweise: „Das ist doch nur eine Theorie.“ Gemeint ist dann meistens eine Vermutung, für die noch überzeugende Belege fehlen.


In der Wissenschaft bezeichnet eine Theorie dagegen ein umfassendes Erklärungsmodell. Wissenschaftliche Theorien ordnen zahlreiche Beobachtungen und Befunde, erklären Zusammenhänge und ermöglichen überprüfbare Vorhersagen. Bekannte Beispiele sind die Evolutionstheorie, die Relativitätstheorie oder die Keimtheorie der Infektionskrankheiten.


Eine Theorie ist jedoch nicht einfach eine Hypothese, die oft genug bestätigt wurde. Hypothesen und Theorien erfüllen unterschiedliche Aufgaben: Eine Hypothese ist eine konkrete, überprüfbare Annahme. Eine Theorie erklärt einen größeren Zusammenhang und kann ihrerseits zur Formulierung neuer Hypothesen führen.


Wissenschaftliche Erkenntnis entsteht deshalb nicht als geradliniger Aufstieg von der Beobachtung über die Hypothese zur Theorie. Sie entwickelt sich in einem fortlaufenden Prozess aus Fragen, Beobachtungen, vorhandenen Theorien, systematischen Untersuchungen, Kritik und neuen Erklärungsversuchen.


1. Von der Fragestellung zur überprüfbaren Hypothese


Wissenschaftliche Untersuchungen können mit einer Beobachtung, einem ungeklärten Problem, einem Widerspruch zwischen bisherigen Befunden oder einer Vorhersage aus einer bereits bestehenden Theorie beginnen.

Daraus wird zunächst eine möglichst präzise Forschungsfrage entwickelt. Anschließend kann eine Hypothese formuliert werden – also eine konkrete Annahme, die sich anhand von Beobachtungen oder Daten überprüfen lässt.

Eine Hypothese könnte beispielsweise lauten:

Menschen, die täglich eine bestimmte Menge eines Lebensmittels verzehren, weisen nach einem festgelegten Zeitraum im Durchschnitt niedrigere Werte eines bestimmten Blutmarkers auf als eine vergleichbare Kontrollgruppe.

Eine solche Hypothese benennt überprüfbare Merkmale. Sie kann durch eine geeignete Untersuchung gestützt, nicht bestätigt oder widerlegt werden.


Der Wissenschaftsphilosoph Karl Popper betonte dabei das Prinzip der Falsifizierbarkeit. Eine wissenschaftliche Hypothese muss demnach so formuliert sein, dass grundsätzlich denkbare Beobachtungen existieren, die gegen sie sprechen könnten. Eine Behauptung, die mit jedem möglichen Ergebnis vereinbar ist, lässt sich wissenschaftlich nur schwer prüfen.


Falsifizierbarkeit ist ein wichtiges wissenschaftstheoretisches Prinzip, aber nicht das einzige Merkmal guter Wissenschaft. Ebenso bedeutsam sind unter anderem nachvollziehbare Methoden, transparente Datenauswertung, überprüfbare Schlussfolgerungen, die Berücksichtigung alternativer Erklärungen und die Möglichkeit, Ergebnisse kritisch zu kontrollieren.

Auch eine Untersuchung, die eine Hypothese nicht widerlegt, beweist diese nicht endgültig. Neue Daten, bessere Messverfahren oder andere Untersuchungsbedingungen können später zu einer veränderten Bewertung führen.


2. Die Forschungsfrage bestimmt das Studiendesign


Wie aussagekräftig eine Studie ist, hängt nicht allein von ihrer Größe oder ihrer Bezeichnung ab. Entscheidend ist zunächst, ob das gewählte Studiendesign zur jeweiligen Forschungsfrage passt.


Zu den wichtigen Qualitätsmerkmalen gehören beispielsweise:

  • eine klar formulierte Forschungsfrage,
  • eine ausreichend große und passend ausgewählte Stichprobe,
  • geeignete Vergleichsgruppen,
  • zuverlässige Messverfahren,
  • eine angemessene Studiendauer,
  • die Berücksichtigung möglicher Störfaktoren,
  • eine vorab geplante statistische Auswertung,
  • eine transparente Darstellung der Ergebnisse und Limitationen.


In klinischen Interventionsstudien können außerdem Randomisierung und Verblindung zur Verringerung bestimmter Verzerrungen beitragen.


Randomisierung: Die Teilnehmenden werden nach dem Zufallsprinzip unterschiedlichen Untersuchungsgruppen zugeteilt. Dadurch sollen sich bekannte und unbekannte Einflussfaktoren möglichst gleichmäßig auf die Gruppen verteilen. Unterschiede zwischen den Gruppen lassen sich dann mit größerer Sicherheit auf die untersuchte Intervention zurückführen.


Verblindung: Je nach Fragestellung wissen die Teilnehmenden, die behandelnden Personen oder die auswertenden Forschenden nicht, welcher Gruppe einzelne Personen angehören. Dadurch kann der Einfluss bewusster oder unbewusster Erwartungen verringert werden.

Eine Doppelverblindung ist jedoch nicht bei jeder Untersuchung möglich. Bei Ernährungsformen, Bewegung, chirurgischen Eingriffen oder psychotherapeutischen Verfahren wissen die Teilnehmenden häufig, welche Intervention sie erhalten. In solchen Fällen müssen andere Maßnahmen eingesetzt werden, um mögliche Verzerrungen zu begrenzen.


Auch randomisiert-kontrollierte Studien sind nicht für jede Forschungsfrage geeignet. Manche langfristigen oder potenziell schädlichen Einflüsse können aus ethischen oder praktischen Gründen nicht experimentell zugeteilt werden. Niemand würde Menschen beispielsweise per Zufall über Jahrzehnte dem Rauchen zuweisen, um dessen gesundheitliche Folgen zu untersuchen. Für solche Fragen sind sorgfältig durchgeführte Beobachtungsstudien unverzichtbar.


3. Evidenz lässt sich nicht ausschließlich nach Studientyp ordnen


Nicht jede Untersuchung liefert gleich belastbare Erkenntnisse. Verschiedene Studien können aufgrund unterschiedlicher Methoden, untersuchter Personengruppen, Messverfahren oder zufälliger Schwankungen zu abweichenden Ergebnissen kommen.


Zur ersten Orientierung werden Studien häufig in einer sogenannten Evidenzpyramide angeordnet. In einer vereinfachten Darstellung finden sich Fallberichte und Expertenmeinungen weiter unten, Beobachtungsstudien und randomisiert-kontrollierte Studien darüber sowie systematische Übersichtsarbeiten und Meta-Analysen an der Spitze.

Diese Darstellung ist hilfreich, darf aber nicht als starre Rangfolge verstanden werden. Der Studientyp allein entscheidet noch nicht über die Qualität der Evidenz.


Fallberichte und Fallserien: Sie beschreiben einzelne Personen oder ungewöhnliche Beobachtungen. Daraus lassen sich normalerweise keine allgemeinen Ursache-Wirkungs-Beziehungen ableiten. Sie können jedoch wichtige Hinweise auf neue Erkrankungen, seltene Nebenwirkungen oder bislang unbekannte Zusammenhänge liefern.


Beobachtungsstudien: Sie untersuchen, wie Merkmale oder Verhaltensweisen in der Bevölkerung mit bestimmten Ergebnissen zusammenhängen. Sie können beispielsweise zeigen, dass zwei Faktoren gemeinsam auftreten. Ob einer der Faktoren den anderen verursacht, lässt sich daraus nicht immer sicher ableiten, weil weitere Einflussgrößen eine Rolle spielen können. Gut geplante Beobachtungsstudien können dennoch sehr wertvolle und in manchen Bereichen unverzichtbare Erkenntnisse liefern.


Randomisiert-kontrollierte Studien: Sie sind besonders geeignet, die Wirkungen klar definierter Interventionen zu untersuchen. Durch Randomisierung können Unterschiede zwischen Vergleichsgruppen verringert werden. Ihre Aussagekraft hängt jedoch weiterhin von Durchführung, Stichprobengröße, Messmethoden, Studiendauer, Ausfällen und Übertragbarkeit auf andere Bevölkerungsgruppen ab.


Systematische Übersichtsarbeiten: Sie suchen und bewerten nach vorher festgelegten Kriterien alle geeigneten Studien zu einer bestimmten Fragestellung. Dadurch ermöglichen sie einen strukturierten Überblick über die verfügbare Forschung.


Meta-Analysen: Sie können die Ergebnisse mehrerer ausreichend vergleichbarer Studien statistisch zusammenfassen. Dadurch lassen sich Effekte häufig genauer abschätzen als in einzelnen kleineren Studien.

Eine Meta-Analyse ist aber nicht automatisch besonders verlässlich. Werden methodisch schwache, sehr unterschiedliche oder selektiv veröffentlichte Studien zusammengeführt, kann auch die gemeinsame Auswertung zu einem unsicheren oder verzerrten Ergebnis führen. Entscheidend sind deshalb nicht nur Anzahl und Studientyp, sondern ebenso das Verzerrungsrisiko, die Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die direkte Übertragbarkeit auf die untersuchte Fragestellung.


Die Evidenzpyramide ist somit ein nützliches Orientierungsmodell – aber kein Fahrstuhl, der jede Untersuchung allein aufgrund ihres Studientyps automatisch nach oben oder unten befördert.


4. Vom einzelnen Befund zum wissenschaftlichen Kenntnisstand


Eine einzelne Studie kann wichtige neue Erkenntnisse liefern. Wie stark sie den bisherigen Kenntnisstand verändert, hängt unter anderem von ihrer methodischen Qualität, der Größe des beobachteten Effekts, der Genauigkeit der Ergebnisse und ihrer Übereinstimmung mit bereits vorhandener Forschung ab.


Der aktuelle Stand der Wissenschaft ergibt sich nicht aus der neuesten oder öffentlichkeitswirksamsten Einzelstudie. Er entsteht aus der kritischen Gesamtschau der besten verfügbaren Evidenz. Dazu können unterschiedliche Studiendesigns, systematische Übersichtsarbeiten, Meta-Analysen, Replikationen, theoretische Überlegungen und fachwissenschaftliche Bewertungen beitragen.


Besonders belastbar werden Erkenntnisse, wenn unterschiedliche Forschungsmethoden unter verschiedenen Bedingungen zu vergleichbaren Ergebnissen führen. Man spricht dann von konvergierender Evidenz: Mehrere voneinander unabhängige Erkenntniswege weisen in dieselbe Richtung.


Auch wissenschaftlicher Konsens bedeutet nicht, dass eine Aussage endgültig und unangreifbar geworden ist. Er beschreibt die gegenwärtig am besten begründete fachliche Einschätzung auf Grundlage der verfügbaren Erkenntnisse. Neue, methodisch überzeugende Befunde können diese Einschätzung ergänzen, einschränken oder verändern.


Dass sich wissenschaftliche Positionen verändern können, ist deshalb kein grundsätzlicher Mangel. Es ist eine notwendige Eigenschaft eines Systems, das seine eigenen Annahmen fortlaufend überprüft.

Wissenschaft liefert nicht immer sofort einfache oder endgültige Antworten. Ihre besondere Stärke liegt vielmehr darin, nachvollziehbar zu zeigen, wie sicher eine Aussage derzeit ist, worauf sie beruht und an welchen Stellen noch Unsicherheit besteht.


Quellen

Burns, P. B., Rohrich, R. J., & Chung, K. C. (2011). The levels of evidence and their role in evidence-based medicine. Plastic and Reconstructive Surgery, 128(1), 305–310. https://doi.org/10.1097/PRS.0b013e318219c171


Guyatt, G. H., Oxman, A. D., Vist, G. E., Kunz, R., Falck-Ytter, Y., Alonso-Coello, P., & Schünemann, H. J. (2008). GRADE: An emerging consensus on rating quality of evidence and strength of recommendations. BMJ, 336(7650), 924–926. https://doi.org/10.1136/bmj.39489.470347.AD


Higgins, J. P. T., Thomas, J., Chandler, J., Cumpston, M., Li, T., Page, M. J., & Welch, V. A. (Eds.). (2024). Cochrane handbook for systematic reviews of interventions (Version 6.5). Cochrane. https://training.cochrane.org/handbook/current


Murad, M. H., Asi, N., Alsawas, M., & Alahdab, F. (2016). New evidence pyramid. Evidence-Based Medicine, 21(4), 125–127. https://doi.org/10.1136/ebmed-2016-110401


National Academy of Sciences & Institute of Medicine. (2008). Science, evolution, and creationism. The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/11876



Popper, K. R. (2005). Logik der Forschung (11. Aufl.). Mohr Siebeck.

So funktioniert Wissenschaft

Vortrag im Zuge der erwachsenen- und schulischen Bildung von Thomas Bernd Wiedemann – zur freien Verwendung mit Autorennennung


Vortragstitel: „Ein Pixel macht noch kein Bild – wie wissenschaftliche Erkenntnis wirklich entsteht“


1. Der Einstieg: Das Paradoxon der Schlagzeilen

Direkte Ansprache des Publikums und Benennung des Problems.

Wir alle kennen solche Schlagzeilen: Am Montag lesen wir, eine neue Studie zeige, dass der Konsum von Soja den Hormonhaushalt negativ beeinflusse. Am Donnerstag berichtet eine andere Zeitung, pflanzliche Proteine könnten zu einem längeren Leben beitragen.


Das Ergebnis ist häufig Frustration. Man hört dann Sätze wie:

„Die Wissenschaftler wissen doch selbst nicht, was sie wollen. Man kann für jede Behauptung eine passende Studie finden.“

Dieser Einwand ist nicht vollkommen aus der Luft gegriffen. Wer lange genug und sehr selektiv sucht, kann zu zahlreichen Themen einzelne Untersuchungen finden, die ein gewünschtes Ergebnis zu stützen scheinen.

Das Problem liegt jedoch nicht grundsätzlich in der Wissenschaft. Es liegt häufig in unserem Verständnis davon, was eine einzelne Studie leisten kann.


Eine Studie ist kein fertiges Gemälde. Sie ist ein einzelner Pixel. Erst viele methodisch geeignete Untersuchungen ergeben gemeinsam ein belastbares Bild.

Dabei kommt es nicht nur auf die Anzahl der Pixel an. Ein Bild wird nicht automatisch zuverlässig, nur weil es aus sehr vielen Punkten besteht. Entscheidend ist auch, wie genau diese Punkte erhoben wurden, ob sie zueinander passen und ob möglicherweise ganze Bereiche des Bildes fehlen.


Eine große Zahl methodisch schwacher Studien ergibt deshalb nicht zwangsläufig eine verlässliche Erkenntnis. Wissenschaftliche Aussagekraft entsteht aus der Qualität, Transparenz und Gesamtschau der verfügbaren Forschung.


2. Beobachtung, Hypothese und Theorie


Auflösung des Missverständnisses rund um den Begriff „Theorie“.

Um zu verstehen, warum sich Studien scheinbar widersprechen können, müssen wir zunächst klären, wie wissenschaftliche Erkenntnis entsteht.


Dieser Prozess verläuft nicht immer in derselben Reihenfolge. Er lässt sich aber vereinfacht in mehrere Schritte gliedern.

1. Beobachtung und Fragestellung

Am Anfang kann eine Beobachtung stehen: Menschen, die sich auf eine bestimmte Weise ernähren, erkranken möglicherweise seltener an einer bestimmten Krankheit.

Es kann aber auch ein Widerspruch zwischen bisherigen Studien auffallen. Oder eine bereits bestehende Theorie führt zu einer neuen Frage.


Aus solchen Beobachtungen und Problemen entsteht eine möglichst präzise Forschungsfrage.

2. Die Hypothese

Im nächsten Schritt kann eine überprüfbare Hypothese formuliert werden.

Eine Hypothese ist keine beliebige Vermutung. Sie muss so konkret formuliert sein, dass Daten für oder gegen sie sprechen können.


Der Wissenschaftsphilosoph Karl Popper prägte dafür den Begriff der Falsifizierbarkeit. Eine wissenschaftliche Hypothese muss grundsätzlich widerlegbar sein. Es muss also denkbare Beobachtungen geben, bei denen wir sagen müssten:

„Wenn wir dieses Ergebnis erhalten, spricht das gegen unsere Hypothese.“

Eine Behauptung, die mit jedem möglichen Ergebnis vereinbar ist, lässt sich wissenschaftlich kaum prüfen.

Falsifizierbarkeit ist allerdings nicht das einzige Merkmal guter Wissenschaft. Ebenso wichtig sind transparente Methoden, nachvollziehbare Auswertungen, die Berücksichtigung alternativer Erklärungen und die Möglichkeit, Ergebnisse kritisch zu überprüfen.


3. Studiendesign und Untersuchung

Nun muss entschieden werden, wie die Forschungsfrage sinnvoll untersucht werden kann.


Dabei stellen sich zahlreiche Fragen:

  • Werden Menschen, Tiere, Zellkulturen oder bereits vorhandene Datensätze untersucht?
  • Ist die ausgewählte Gruppe groß und vielfältig genug?
  • Gibt es eine geeignete Vergleichsgruppe?
  • Werden die entscheidenden Merkmale zuverlässig gemessen?
  • Dauert die Untersuchung lang genug?
  • Welche anderen Faktoren könnten das Ergebnis beeinflussen?
  • Passt die statistische Auswertung zur Fragestellung?


Eine Studie mit 10.000 Teilnehmenden ist nicht automatisch besser als eine Studie mit 100 Teilnehmenden. Eine große Stichprobe kann die Genauigkeit erhöhen, aber sie kann ein ungeeignetes Studiendesign, fehlerhafte Messungen oder systematische Verzerrungen nicht ausgleichen.


Bei manchen Interventionsstudien werden Teilnehmende nach dem Zufallsprinzip unterschiedlichen Gruppen zugeteilt. Das nennt man Randomisierung. Dadurch sollen sich bekannte und unbekannte Einflussfaktoren möglichst gleichmäßig auf die Gruppen verteilen.


Teilweise ist zusätzlich eine Verblindung möglich. Dann wissen unter anderem die Teilnehmenden oder die auswertenden Forschenden nicht, wer welche Behandlung erhalten hat. So soll verhindert werden, dass Erwartungen das Ergebnis beeinflussen.


Eine Doppelverblindung ist jedoch nicht bei jeder Forschungsfrage möglich. Wer sich vegan, mediterran oder fleischreich ernährt, weiß normalerweise, was auf dem eigenen Teller liegt. Auch Bewegung, Psychotherapie oder chirurgische Eingriffe lassen sich häufig nicht vollständig verblinden.


Das macht solche Untersuchungen nicht automatisch wertlos. Es bedeutet aber, dass mögliche Verzerrungen mit anderen Methoden begrenzt und bei der Interpretation berücksichtigt werden müssen.

4. Die wissenschaftliche Theorie

Im Alltag sagen wir vielleicht:

„Ich habe da eine Theorie, warum der Drucker schon wieder nicht funktioniert.“

Gemeint ist meistens eine spontane Vermutung – möglicherweise Papierstau, möglicherweise technische Bosheit.

In der Wissenschaft bedeutet „Theorie“ etwas anderes. Eine wissenschaftliche Theorie ist ein umfassendes Erklärungsmodell. Sie verbindet zahlreiche Beobachtungen und Befunde, erklärt Zusammenhänge und ermöglicht neue überprüfbare Vorhersagen.


Hypothesen werden dabei nicht irgendwann automatisch zu Theorien. Beide haben unterschiedliche Funktionen: Eine Hypothese ist eine konkrete, überprüfbare Annahme. Eine Theorie beschreibt und erklärt einen größeren Zusammenhang und kann zur Formulierung neuer Hypothesen führen.


Evolutionstheorie und Relativitätstheorie heißen daher nicht so, weil sie unsichere Vermutungen wären. Sie heißen Theorien, weil sie große Bereiche wissenschaftlicher Erkenntnis systematisch erklären.


Auch eine hervorragend gestützte Theorie bleibt grundsätzlich überprüfbar. Sie kann durch neue Befunde erweitert, präzisiert oder in ihrem Geltungsbereich eingeschränkt werden.


3. Die Kontrollmechanismen – und ihre Grenzen


Wie schützt sich Wissenschaft vor Irrtümern, verzerrten Ergebnissen und schlechter Arbeit?

Dafür gibt es mehrere Kontrollmechanismen. Keiner davon ist vollkommen. Gemeinsam können sie jedoch dazu beitragen, Fehler zu erkennen und die Zuverlässigkeit wissenschaftlicher Aussagen zu erhöhen.


Peer Review

Bevor eine wissenschaftliche Untersuchung in vielen Fachzeitschriften veröffentlicht wird, wird sie von anderen Fachleuten begutachtet. Sie prüfen beispielsweise, ob die Fragestellung nachvollziehbar ist, die Methoden angemessen sind und die Schlussfolgerungen zu den vorgelegten Ergebnissen passen.


Je nach Zeitschrift und Verfahren können die Namen der Autorinnen und Autoren oder der Gutachtenden bekannt oder anonymisiert sein. Peer Review bedeutet daher nicht automatisch ein vollständig anonymes Kreuzgutachten.

Das Verfahren hat außerdem klare Grenzen. Gutachtende führen die Studie normalerweise nicht erneut durch. Sie können meist nicht kontrollieren, ob sämtliche Daten korrekt erhoben wurden, und entdecken nicht jeden Fehler. Auch fachliche Vorannahmen, Zeitdruck oder Interessenkonflikte können eine Rolle spielen.

Peer Review ist deshalb keine Garantie für Wahrheit. Es ist eine fachliche Eingangskontrolle. Oder bildlich gesprochen: eine Eintrittskarte in die wissenschaftliche Diskussion, aber noch kein Garantieschein.


Präregistrierung

Bei einer Präregistrierung legen Forschende bereits vor der Datenauswertung wichtige Bestandteile ihrer Untersuchung fest – beispielsweise Hypothesen, Zielgrößen und statistische Auswertungsverfahren.

Dadurch wird sichtbar, welche Analysen von Anfang an geplant waren und welche erst später aufgrund der erhobenen Daten entstanden sind.


Das ist wichtig, weil große Datensätze auf viele verschiedene Arten ausgewertet werden können. Wer zahlreiche Merkmale, Untergruppen und statistische Verfahren ausprobiert, findet möglicherweise allein durch Zufall ein auffälliges Ergebnis.

Werden solche nachträglichen Analysen anschließend so dargestellt, als seien sie von Beginn an geplant gewesen, spricht man in bestimmten Fällen von P-Hacking. Das kann bewusst geschehen, entsteht aber auch durch unbemerkte methodische Entscheidungsfreiheit.

Präregistrierung kann dieses Problem verringern. Sie ist besonders bei hypothesenprüfenden Studien hilfreich, aber nicht bei jeder Form wissenschaftlicher Forschung gleichermaßen anwendbar. Explorative Forschung, bei der zunächst neue Zusammenhänge gesucht werden, bleibt wichtig – sie sollte lediglich als solche gekennzeichnet werden.


Replikation

Von Replikation spricht man, wenn eine Untersuchung oder ein wesentlicher Teil davon erneut durchgeführt wird.

Eine Replikation muss nicht exakt denselben Zahlenwert hervorbringen. Zufällige Schwankungen, andere Stichproben und veränderte Bedingungen können zu Unterschieden führen. Entscheidend ist, ob sich der zugrunde liegende Befund unter vergleichbaren oder bewusst variierten Bedingungen ausreichend bestätigt.


Besonders aussagekräftig sind unabhängige Replikationen durch andere Forschungsteams. Sie verringern das Risiko, dass ein Ergebnis nur durch Besonderheiten einer einzelnen Arbeitsgruppe, Stichprobe oder Auswertungsmethode entstanden ist.

In verschiedenen Forschungsgebieten – besonders bekannt wurde die Diskussion in der Psychologie – konnten manche einflussreichen Ergebnisse bei erneuten Untersuchungen nicht oder nur eingeschränkt nachvollzogen werden. Dies wird häufig als Replikationskrise bezeichnet.


Der Begriff darf jedoch nicht so verstanden werden, als sei die gesamte psychologische Forschung unzuverlässig. Replikationsprobleme können unterschiedliche Ursachen haben: kleine Stichproben, überschätzte Effekte, methodische Unterschiede, selektive Veröffentlichungen oder echte Abhängigkeiten von bestimmten Bedingungen.

Dass solche Probleme systematisch untersucht und öffentlich diskutiert werden, zeigt zugleich eine Stärke der Wissenschaft: Fehler können sichtbar gemacht werden. Selbstkorrektur geschieht allerdings nicht automatisch. Sie benötigt Transparenz, Kritik, unabhängige Überprüfung und die Bereitschaft, frühere Schlussfolgerungen zu revidieren.


4. Die Evidenzpyramide: Welche Untersuchung liefert die beste Antwort?


Wenn zwei Studien zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen, kann das zahlreiche Gründe haben. Vielleicht wurden verschiedene Personengruppen untersucht. Vielleicht waren die Messmethoden unterschiedlich. Möglicherweise war eine Stichprobe zu klein, eine Studiendauer zu kurz oder das Ergebnis entstand teilweise durch Zufall.

Um Forschungsergebnisse besser einordnen zu können, wird häufig eine Evidenzpyramide verwendet.

In einer vereinfachten Darstellung finden sich:


  1. Expertenmeinungen und Fallberichte,
  2. Beobachtungsstudien,
  3. randomisiert-kontrollierte Studien,
  4. systematische Übersichtsarbeiten und Meta-Analysen.


Diese Einteilung bietet eine erste Orientierung. Sie ist aber keine starre Rangliste, die unabhängig von der Forschungsfrage gilt.


Expertenmeinungen und Fallberichte

Eine fachliche Einschätzung kann helfen, vorhandenes Wissen einzuordnen. Sie ersetzt jedoch keine systematisch erhobenen Daten.

Fallberichte beschreiben einzelne ungewöhnliche Beobachtungen. Sie können keine allgemeinen Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge beweisen, aber wichtige Warnsignale oder neue Forschungsfragen liefern.


Beobachtungsstudien

Beobachtungsstudien untersuchen Zusammenhänge, ohne den untersuchten Einfluss gezielt zuzuteilen.

Wenn Menschen, die viel Gemüse essen, im Durchschnitt länger leben, besteht zunächst eine Korrelation. Daraus folgt noch nicht automatisch, dass allein das Gemüse die Ursache ist. Vielleicht bewegen sich diese Menschen häufiger, rauchen seltener oder unterscheiden sich in anderen Merkmalen.


Solche Störfaktoren können statistisch berücksichtigt werden, aber nie immer vollständig ausgeschlossen werden.

Trotzdem sind Beobachtungsstudien unverzichtbar. Manche Fragen lassen sich aus ethischen oder praktischen Gründen nicht experimentell untersuchen. Niemand würde Menschen jahrzehntelang nach dem Zufallsprinzip dem Rauchen aussetzen, um dessen Folgen zu erforschen.


Randomisiert-kontrollierte Studien

Randomisiert-kontrollierte Studien sind besonders geeignet, die Wirkung klar definierter Interventionen zu untersuchen. Durch die zufällige Zuteilung können sich die Gruppen hinsichtlich anderer Einflussfaktoren ähnlicher werden.

Aber auch eine randomisierte Studie kann methodische Schwächen besitzen. Sie kann zu klein, zu kurz oder nicht ausreichend verblindet sein. Es können viele Teilnehmende vorzeitig ausscheiden, Messwerte können unzuverlässig sein oder die untersuchte Gruppe kann sich stark von der übrigen Bevölkerung unterscheiden.

„Randomisiert“ ist daher ein wichtiges Qualitätsmerkmal – aber kein magisches Gütesiegel.


Systematische Übersichtsarbeiten und Meta-Analysen

Eine systematische Übersichtsarbeit sucht nach vorher festgelegten Kriterien nach allen geeigneten Studien zu einer bestimmten Fragestellung und bewertet deren Qualität.

In einer Meta-Analyse werden die Ergebnisse ausreichend vergleichbarer Studien zusätzlich statistisch zusammengeführt. Dadurch kann die Genauigkeit einer Effektschätzung steigen.

Aber auch hier gilt: Die gemeinsame Auswertung kann nicht besser sein als die zugrunde liegenden Daten und die angewandte Methodik.


Wenn wichtige Studien unveröffentlicht bleiben, die eingeschlossenen Untersuchungen sehr unterschiedlich sind oder ein hohes Verzerrungsrisiko besitzen, kann auch eine Meta-Analyse zu einem unsicheren Ergebnis führen.

Eine systematische Übersichtsarbeit oder Meta-Analyse steht daher nicht allein aufgrund ihrer Bezeichnung automatisch an der Spitze verlässlicher Erkenntnis.


5. Was bedeutet „Stand der Wissenschaft“?


Der Stand der Wissenschaft wird nicht durch die neueste, spektakulärste Einzelstudie definiert, die gestern in einer Zeitung vorgestellt wurde.

Er ergibt sich aus der kritischen Gesamtschau der besten verfügbaren Erkenntnisse. Dazu können je nach Forschungsfrage unterschiedliche Studiendesigns, systematische Übersichtsarbeiten, Meta-Analysen, Replikationen, theoretische Erklärungen und fachliche Bewertungen beitragen.

Besonders überzeugend wird ein Befund, wenn verschiedene Forschungsmethoden, unterschiedliche Arbeitsgruppen und mehrere untersuchte Bevölkerungsgruppen zu vergleichbaren Ergebnissen gelangen. Man spricht dann von konvergierender Evidenz.

Eine einzelne Studie ist deshalb nicht bedeutungslos. Eine besonders große, methodisch überzeugende Untersuchung kann den bisherigen Kenntnisstand erheblich verändern. Meist benötigt eine dauerhaft belastbare Schlussfolgerung jedoch weitere Untersuchungen und eine kritische Einordnung in die bereits vorhandene Forschung.


Wissenschaftlicher Konsens bedeutet ebenfalls nicht, dass eine Aussage endgültig bewiesen und für alle Zeiten unveränderlich ist. Er bezeichnet die gegenwärtig am besten begründete fachliche Einschätzung.

Wenn neue und methodisch überzeugende Erkenntnisse hinzukommen, kann sich diese Einschätzung verändern. Das ist kein Zeichen dafür, dass Wissenschaft beliebig wäre. Es zeigt, dass wissenschaftliche Aussagen grundsätzlich überprüfbar bleiben.


6. Schlusswort


Wissenschaft ist kein System unveränderlicher Gewissheiten. Sie ist eine Methode, mit der wir versuchen, uns der Wirklichkeit möglichst zuverlässig anzunähern.

Diese Methode ist von Menschen gemacht und deshalb nicht frei von Fehlern, Interessen oder Vorurteilen. Ihre besondere Stärke besteht darin, dass Behauptungen begründet, Methoden offengelegt und Ergebnisse grundsätzlich überprüft werden können.


Wenn sich der wissenschaftliche Kenntnisstand verändert, bedeutet das nicht automatisch, dass frühere Forschung wertlos war. Häufig haben neue Daten, bessere Messverfahren oder präzisere Methoden ein unvollständiges Bild ergänzt.

Erinnern wir uns deshalb an den einzelnen Pixel: Er ist nicht bedeutungslos. Aber erst im Zusammenhang mit vielen weiteren, sorgfältig geprüften Pixeln erkennen wir, welches Bild tatsächlich entsteht.

Wissenschaft beginnt mit Fragen. Sie wächst durch überprüfbare Methoden und kritischen Widerspruch. Und sie bleibt glaubwürdig, wenn sie bereit ist, auch die eigenen Antworten immer wieder neu zu prüfen.


Quellen


Head, M. L., Holman, L., Lanfear, R., Kahn, A. T., & Jennions, M. D. (2015). The extent and consequences of P-hacking in science. PLOS Biology, 13(3), e1002106. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002106

Higgins, J. P. T., Thomas, J., Chandler, J., Cumpston, M., Li, T., Page, M. J., & Welch, V. A. (Eds.). (2024). Cochrane handbook for systematic reviews of interventions (Version 6.5). Cochrane. https://training.cochrane.org/handbook/current

Murad, M. H., Asi, N., Alsawas, M., & Alahdab, F. (2016). New evidence pyramid. Evidence-Based Medicine, 21(4), 125–127. https://doi.org/10.1136/ebmed-2016-110401

Nosek, B. A., Ebersole, C. R., DeHaven, A. C., & Mellor, D. T. (2018). The preregistration revolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(11), 2600–2606. https://doi.org/10.1073/pnas.1708274114

Open Science Collaboration. (2015). Estimating the reproducibility of psychological science. Science, 349(6251), aac4716. https://doi.org/10.1126/science.aac4716

Sackett, D. L., Rosenberg, W. M. C., Gray, J. A. M., Haynes, R. B., & Richardson, W. S. (1996). Evidence based medicine: What it is and what it isn’t. BMJ, 312(7023), 71–72. https://doi.org/10.1136/bmj.312.7023.71

Smith, R. (2006). Peer review: A flawed process at the heart of science and journals. Journal of the Royal Society of Medicine, 99(4), 178–182. https://doi.org/10.1177/014107680609900414


🎓 Didaktischer Einsatz im Unterricht (Sekundarstufe I)

Dieser Fachartikel und die zugehörigen Vortragsfolien eignen sich ab etwa Klasse 8 beziehungsweise 9 für den fächerübergreifenden Unterricht in der Sekundarstufe I. Umfang und fachliche Vertiefung der Materialien können an Schulform, Klassenstufe und Lerngruppe angepasst werden.

Relevante Fächer:

  • Biologie und weitere Naturwissenschaften
  • Deutsch
  • Ethik
  • fächerübergreifende Medienbildung

Mögliche Lehrplan- und Kompetenzbezüge:

  • Biologie und Naturwissenschaften: Entwicklung überprüfbarer Fragestellungen und Hypothesen; grundlegende Merkmale wissenschaftlicher Untersuchungen; Bedeutung von Vergleichsgruppen, Messverfahren und möglichen Störfaktoren
  • Deutsch: Unterscheidung zwischen Alltags- und Wissenschaftssprache; Analyse von Behauptungen, Begründungen und Schlussfolgerungen; verständliche Darstellung wissenschaftlicher Sachverhalte
  • Ethik: Grenzen experimenteller Forschung; Verantwortung beim Umgang mit unsicheren Erkenntnissen; Reflexion über die gesellschaftliche Bedeutung wissenschaftlicher Aussagen
  • Medienbildung: kritische Prüfung von Wissenschaftsmeldungen; Unterscheidung zwischen Studienergebnis und medialer Interpretation; Erkennen fehlender oder übertriebener Angaben
  • Fächerübergreifend: Analysekompetenz, Argumentationskompetenz, Quellenkritik, Medienkompetenz und reflektierter Umgang mit wissenschaftlicher Unsicherheit

Mögliche Impuls- und Arbeitsaufträge für Schülerinnen und Schüler:

  1. Grundbegriffe erschließen: Arbeiten Sie anhand des Artikels und der Grafiken die Unterschiede zwischen Beobachtung, Forschungsfrage, Hypothese und wissenschaftlicher Theorie heraus. Entwickeln Sie zu einem selbst gewählten Alltagsphänomen eine konkrete und überprüfbare Hypothese.
  2. Studien vergleichen: Vergleichen Sie zwei bereitgestellte Kurzbeschreibungen von Studien. Untersuchen Sie unter anderem Forschungsfrage, Stichprobe, Vergleichsgruppen, Studiendauer und Messverfahren. Beurteilen Sie anschließend, welche Schlussfolgerungen durch die jeweiligen Angaben gestützt werden und welche Fragen offenbleiben.
  3. Wissenschaft in den Medien prüfen: Analysieren Sie eine Überschrift oder einen kurzen Medienbeitrag über eine wissenschaftliche Studie. Kennzeichnen Sie, welche Aussagen als Befund, Interpretation oder Vermutung erkennbar sind und welche Informationen zur Einordnung fehlen. Formulieren Sie anschließend eine sachlich ausgewogene Überschrift.

🎓 Didaktischer Einsatz im Unterricht (Sekundarstufe II)

Dieser Fachartikel eignet sich für den fächerübergreifenden Unterricht in der gymnasialen Oberstufe (Sek. II) sowie für vertiefende Facharbeiten und wissenschaftspropädeutische Seminare. Die zugehörigen Vortragsfolien ermöglichen einen anschaulichen Einstieg, während der Artikel eine weiterführende methodische und wissenschaftstheoretische Auseinandersetzung eröffnet.

Relevante Fächer:

  • Philosophie
  • Biologie und weitere Naturwissenschaften
  • Psychologie
  • Ernährungs- und Gesundheitswissenschaften
  • Deutsch
  • wissenschaftspropädeutische Seminare

Mögliche Lehrplan- und Kompetenzbezüge:

  • Philosophie: wissenschaftstheoretische Grundbegriffe; Verhältnis von Beobachtung, Hypothese und Theorie; Falsifizierbarkeit und Grenzen der Abgrenzung wissenschaftlicher Aussagen
  • Biologie sowie Ernährungs- und Gesundheitswissenschaften: Wahl geeigneter Studiendesigns; Randomisierung, Verblindung und Vergleichsgruppen; Korrelation und Kausalität; Aussagekraft und Grenzen experimenteller und beobachtender Forschung
  • Psychologie: systematische Verzerrungen, Präregistrierung, Replikation und wissenschaftliche Selbstkorrektur; Einordnung der sogenannten Replikationskrise
  • Deutsch: Analyse wissenschaftlicher und populärwissenschaftlicher Argumentationen; Funktion von Metaphern und sprachlichen Vereinfachungen; adressatengerechte Wissenschaftskommunikation
  • Wissenschaftspropädeutik: Quellenkritik; Unterscheidung zwischen Primärstudien und Evidenzsynthesen; Bewertung von Methoden, Limitationen und Interessenkonflikten
  • Fächerübergreifend: Analyse-, Bewertungs- und Argumentationskompetenz; wissenschaftliche Methodenkompetenz; Medienkompetenz sowie reflektierter Umgang mit Unsicherheit und vorläufigem Wissen

Mögliche Impuls- und Arbeitsaufträge für Schülerinnen und Schüler:

  1. Wissenschaftliche Erkenntnisprozesse analysieren: Untersuchen Sie, wie der Artikel das Verhältnis von Beobachtung, Forschungsfrage, Hypothese, Theorie und empirischer Prüfung darstellt. Erörtern Sie, weshalb wissenschaftliche Erkenntnis nicht angemessen als geradliniger Aufstieg von der Hypothese zur Theorie beschrieben werden kann.
  2. Evidenzmodelle kritisch beurteilen: Vergleichen Sie die Darstellung von Fallberichten, Beobachtungsstudien, randomisiert-kontrollierten Studien, systematischen Übersichtsarbeiten und Meta-Analysen. Überprüfen Sie anhand geeigneter Fachquellen, welchen Nutzen eine Evidenzpyramide haben kann und an welchen Stellen eine starre Rangordnung die tatsächliche Aussagekraft von Forschung verkürzt.
  3. Wissenschaftskommunikation überprüfen: Wählen Sie eine Medienmeldung, die sich auf eine wissenschaftliche Studie bezieht, und vergleichen Sie deren Aussagen mit der zugrunde liegenden Originalpublikation oder einer geeigneten Evidenzsynthese. Berücksichtigen Sie Fragestellung, Stichprobe, Studiendesign, Effektgröße, Unsicherheiten, Limitationen und mögliche Interessenkonflikte. Formulieren Sie abschließend eine begründete Beurteilung, die zwischen Befund, Interpretation und weiterführender Bewertung unterscheidet.