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Purpose
Kettle holes are small inland water bodies known to be dominated by terrigenous material; however, the processes and structures that drive the enrichment and depletion of specific geochemical elements in the water column and kettle hole sediment remain unclear. We hypothesized that the mobile elements (Ca, Fe, K, P) behave different from each other in their transport, intermediate soil retention, and final accumulation in the kettle hole sediment.
Methods
Topsoils from transects spanning topographic positions from erosional to depositional areas, sediment cores, shallow groundwater, and kettle hole water of two glacial kettle holes in NE Germany (Rittgarten (RG) and Kraatz (KR)) were collected. The Fe, Ca, K, and total P (TP) concentrations were quantified and additionally the major anions in shallow groundwater and kettle hole water. The element-specific mobilization, relocation, and, finally, accumulation in the sediment were investigated by enrichment factors. Furthermore, a piper diagram was used to estimate groundwater flow directions and pond-internal processes.
Results
At KR only, the upper 10 cm of the kettle hole sediment reflected the relative element composition of the eroded terrestrial soils. The sediment from both kettle holes was enriched in Ca, Fe, K, and P compared to topsoils, indicating several possible processes including the input of clay and silt sized particles enriched in these elements, fertilizer input, and pond-internal processes including biogenic calcite and hydroxyapatite precipitation, Fe-P binding (KR), FeSx formation (RG), and elemental fixation and deposition via floating macrophytes (RG). High Ca concentrations in the kettle hole water indicated a high input of Ca from shallow groundwater inflow, while Ca precipitation in the kettle hole water led to lower Ca concentration in groundwater outflow.
Conclusions
The considerable element losses in the surrounding soils and the inputs into the kettle holes should be addressed by comprehensive soil and water protection measures, i.e., avoiding tillage, fertilizing conservatively, and creating buffer zones.
Digitale Medien erlangen eine zunehmende Bedeutung für die Gestaltung von unterrichtlichen Lehr- und Lernprozessen (KMK, 2021; Scheiter, 2021). Die erfolgreiche Integration digitaler Medien und die qualitätsvolle Gestaltung digitalgestützten Unterrichts ist dabei abhängig von den digitalen Kompetenzen der beteiligten Lehrkräfte (KMK, 2021; Lachner et al., 2020). Lehrkräftefortbildungen zu Themen digitaler Medien sind in diesem Kontext von großer Relevanz. Die Teilnahme an Fortbildungen zu digitalen Themen kann zur Förderung der (selbsteingeschätzten) digitalen Kompetenzen sowie des digitalgestützten Unterrichts beitragen (KMK, 2021; SWK, 2022). Die Zusammenhänge zwischen Lehrkräftefortbildungen, Kompetenzen und Handeln von Lehrkräften werden auf theoretischer Ebene im Modell der Determinanten und Konsequenzen der professionellen Kompetenz von Lehrkräften nach Kunter et al. (2011) beschrieben. Allerdings ist bislang ungeklärt, inwiefern die für allgemeine Lehrkräftefortbildungen formulierten Zusammenhänge auch auf den digitalen Kontext übertragbar sind. Bisher weisen nur wenige empirische Ergebnisse darauf hin, dass digitalbezogene Lehrkräftefortbildungen mit selbsteingeschätzten digitalen Kompetenzen (z. B. Mayer et al., 2021; Ning et al., 2022; Reisoğlu, 2022) und dem digitalgestützten Unterrichtshandeln zusammenhängen (z. B. Alt, 2018; Gisbert Cervera & Lázaro Cantabrana, 2015). Eine zentrale Rolle für qualitätsvolles Unterrichtshandeln spielen die Handlungskompetenzen von Lehrkräften (Kunter et al., 2011). Auch im digitalen Kontext sind (selbsteingeschätzte) Kompetenzen von Lehrkräften für das unterrichtliche Handeln mit digitalen Medien relevant (z. B. Hatlevik, 2017; Spiteri & Rundgren, 2020). Eine systematische Darstellung von Kompetenzen von Lehrkräften für den unterrichtsbezogenen Einsatz digitaler Medien leistet der European Framework for the Digital Competence of Educators (DigCompEdu; Redecker & Punie, 2017). Jedoch liegen bisher nur wenige empirische Forschungsarbeiten zur Validierung dieses Rahmenmodells vor (z. B. Antonietti et al., 2022). Dabei bietet das DigCompEdu-Modell im Vergleich zu anderen Kompetenzmodellen wie beispielsweise dem Modell des Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK; Mishra & Koehler, 2006) einen differenzierten Blick auf verschiedene Kompetenzdimensionen.
Die aufgezeigten Forschungslücken aufnehmend, befasst sich die vorliegende Dissertation mit den Faktoren, die zu einer hohen Unterrichtsqualität im digitalgestützten Unterricht beitragen. Die drei empirischen Studien dieser Dissertation behandeln aus verschiedenen Perspektiven die Zusammenhänge zwischen der Teilnahme an digitalbezogenen Lehrkräftefortbildungen, den selbsteingeschätzten digitalen Kompetenzen von Lehrkräften und der selbstberichteten digitalgestützten Unterrichtsqualität. Die Studien orientieren sich dabei theoriegeleitet an den Annahmen des Modells der Determinanten und Konsequenzen der professionellen Kompetenz von Lehrkräften nach Kunter et al. (2011).
Studie 1 widmet sich der Frage, inwieweit die Teilnahme an digitalbezogenen Fortbildungen und Lehrkräftekooperationen im digitalen Kontext mit selbsteingeschätzten digitalen Kompetenzen, Interesse am digitalgestützten Unterrichten und qualitätsvollem Unterrichten mit digitalen Medien zusammenhängen. Die Ergebnisse manifester Pfadmodelle verdeutlichen, dass die Teilnahme an digitalbezogenen Fortbildungen und Kooperationen mit hohen digitalen Kompetenzen, einem hohen Interesse am digitalgestützten Unterrichten und einem selbstberichteten häufigen Einsatz digitaler Medien zur Umsetzung qualitätsvollen Unterrichtens (kognitive Aktivierung und Individualisierung) einhergingen. Digitalgestütztes Unterrichtshandeln wurde in bisherigen empirischen Studien vorrangig über die Nutzungshäufigkeit digitaler Medien im Unterricht erhoben, welche jedoch keine Rückschlüsse auf die Qualität des Einsatzes zulässt (Lachner et al., 2020; Scheiter, 2021). Der qualitätsvolle Einsatz digitaler Medien entlang der drei generischen Basisdimensionen (Klieme et al., 2009) wird daher in allen drei Studien der Dissertation berücksichtigt. In Studie 1 konnte zudem gezeigt werden, dass die selbsteingeschätzten digitalen Kompetenzen im Bereich TPACK die querschnittlichen Zusammenhänge zwischen der Teilnahmehäufigkeit von Lehrkräften an digitalbezogenen Fortbildungen und der Nutzungshäufigkeit digitaler Medien zur Umsetzung von kognitiver Aktivierung und Individualisierung vermitteln.
In Studie 2 wurden Skalen zur Erfassung selbsteingeschätzter digitaler Kompetenzen basierend auf dem DigCompEdu-Modell entwickelt und getestet. Konkret wurde dabei die Kompetenzdimension der Lernerorientierung mit den Subdimensionen Differenzierung und Aktive Einbindung von Schüler*innen in den Blick genommen. Die Ergebnisse der durchgeführten Strukturgleichungsmodellierungen legen eine bifaktorielle Faktorstruktur nahe, die sowohl die zwei theoretisch angenommenen Subdimensionen repräsentiert als auch einen generellen Faktor beinhaltet, der sich als übergreifende Lernerorientierung interpretiert lässt. Die selbsteingeschätzten digitalen Kompetenzen in Bereich der Lernerorientierung standen in signifikant positivem Zusammenhang mit dem selbstberichteten Einsatz digitaler Medien zur selbstberichteten Umsetzung qualitätsvollen Unterrichtshandelns (Klassenführung, kognitive Aktivierung und konstruktive Unterstützung).
Studie 3 führt die Themenfelder der Fortbildungen und der Kompetenzen im digitalen Kontext zusammen und befasst sich mit dem Zusammenhang zwischen Fortbildungsthemen und digitalen Kompetenzen. Ergebnisse von Pfadmodellierungen zeigen, dass die Teilnahme an digitalbezogenen Fortbildungen zu den technologisch-pädagogisch-inhaltlichen Themen „Computergestützte Förderung der Schüler*innen“ und „Fachspezifische Unterrichtsentwicklung mit digitalen Medien“ mit dem selbstberichteten qualitätsvollen Einsatz digitaler Medien zur kognitiven Aktivierung und konstruktiven Unterstützung einhergehen. Diese Befunde stärken die Annahme, dass Lehrkräfte für einen qualitätsvollen Einsatz digitaler Medien sowohl technologische als auch pädagogisch didaktische Kompetenzen benötigen (Lipowsky & Rzejak, 2021; Mishra & Koehler, 2006; Scheiter & Lachner, 2019) und Fortbildungen folglich technologische mit unterrichtspraktischen Inhalten kombinieren sollten (Bonnes et al., 2022). Zudem zeigt die Studie basierend auf den theoretischen Annahmen von Kunter et al. (2011), dass selbsteingeschätzte digitale Kompetenzen von Lehrkräften die Zusammenhänge zwischen der Teilnahmehäufigkeit an digitalbezogenen Fortbildungen und der selbstberichteten digitalgestützten Unterrichtsqualität vermittelten.
In der abschließenden Gesamtdiskussion der Dissertation werden die Befunde vor dem Hintergrund des dargelegten Forschungsstandes und hinsichtlich der Forschungslücken diskutiert und auf Grundlage der Befunde der drei Studien forschungs- und praxisrelevante Implikationen abgeleitet.
Zum dreißigjährigen Bestehen des Kommunalwissenschaftlichen Instituts an der Universität Potsdam vereint dieser Jubiläumsband kurze Aufsätze von ehemaligen und aktuellen Vorstandsmitgliedern, von Ehrenmitgliedern des Vorstands, langjährigen wissenschaftlichen Mitarbeitern des Instituts und aktuellen wissenschaftlichen Kooperationspartnern. Die insgesamt zwölf Beiträge befassen sich mit den Kommunalwissenschaften und der Geschichte des Kommunalwissenschaftlichen Instituts, mit aktuellen kommunalwissenschaftlichen Fragestellungen und wissenschaftlichen Kooperationen des KWI. Der vom KWI-Vorstand herausgegebene Band soll einen breiten Blick auf 30 Jahre Kommunalwissenschaften in Brandenburg und an der Universität Potsdam werfen und einen Ausblick auf zukünftige kommunalwissenschaftliche Forschung geben.
Examining the dissemination of evidence on social media, we analyzed the discourse around eight visible scientists in the context of COVID-19. Using manual (N = 1,406) and automated coding (N = 42,640) on an account-based tracked Twitter/X dataset capturing scientists’ activities and eliciting reactions over six 2-week periods, we found that visible scientists’ tweets included more scientific evidence. However, public reactions contained more anecdotal evidence. Findings indicate that evidence can be a message characteristic leading to greater tweet dissemination. Implications for scientists, including explicitly incorporating scientific evidence in their communication and examining evidence in science communication research, are discussed.
Simple Summary Gliomas are heterogenous types of cancer, therefore the therapy should be personalized and targeted toward specific pathways. We developed a methodology that corrected strong batch effects from The Cancer Genome Atlas datasets and estimated glioma grade-specific co-enrichment mechanisms using machine learning. Our findings created hypotheses for annotations, e.g., pathways, that should be considered as therapeutic targets. Gliomas develop and grow in the brain and central nervous system. Examining glioma grading processes is valuable for improving therapeutic challenges. One of the most extensive repositories storing transcriptomics data for gliomas is The Cancer Genome Atlas (TCGA). However, such big cohorts should be processed with caution and evaluated thoroughly as they can contain batch and other effects. Furthermore, biological mechanisms of cancer contain interactions among biomarkers. Thus, we applied an interpretable machine learning approach to discover such relationships. This type of transparent learning provides not only good predictability, but also reveals co-predictive mechanisms among features. In this study, we corrected the strong and confounded batch effect in the TCGA glioma data. We further used the corrected datasets to perform comprehensive machine learning analysis applied on single-sample gene set enrichment scores using collections from the Molecular Signature Database. Furthermore, using rule-based classifiers, we displayed networks of co-enrichment related to glioma grades. Moreover, we validated our results using the external glioma cohorts. We believe that utilizing corrected glioma cohorts from TCGA may improve the application and validation of any future studies. Finally, the co-enrichment and survival analysis provided detailed explanations for glioma progression and consequently, it should support the targeted treatment.
We present the discovery of a new double-detonation progenitor system consisting of a hot subdwarf B (sdB) binary with a white dwarf companion with a P (orb) = 76.34179(2) minutes orbital period. Spectroscopic observations are consistent with an sdB star during helium core burning residing on the extreme horizontal branch. Chimera light curves are dominated by ellipsoidal deformation of the sdB star and a weak eclipse of the companion white dwarf. Combining spectroscopic and light curve fits, we find a low-mass sdB star, M (sdB) = 0.383 +/- 0.028 M (circle dot) with a massive white dwarf companion, M (WD) = 0.725 +/- 0.026 M (circle dot). From the eclipses we find a blackbody temperature for the white dwarf of 26,800 K resulting in a cooling age of approximate to 25 Myr whereas our MESA model predicts an sdB age of approximate to 170 Myr. We conclude that the sdB formed first through stable mass transfer followed by a common envelope which led to the formation of the white dwarf companion approximate to 25 Myr ago. Using the MESA stellar evolutionary code we find that the sdB star will start mass transfer in approximate to 6 Myr and in approximate to 60 Myr the white dwarf will reach a total mass of 0.92 M (circle dot) with a thick helium layer of 0.17 M (circle dot). This will lead to a detonation that will likely destroy the white dwarf in a peculiar thermonuclear supernova. PTF1 J2238+7430 is only the second confirmed candidate for a double-detonation thermonuclear supernova. Using both systems we estimate that at least approximate to 1% of white dwarf thermonuclear supernovae originate from sdB+WD binaries with thick helium layers, consistent with the small number of observed peculiar thermonuclear explosions.
The West Burma Terrane (WBT) is a small terrane bounded to the east by the Asian Sibumasu Block and to the west by the Indo-Burman Ranges (IBR), the latter being an exhumed accretionary prism that formed during subduction of Indian oceanic lithosphere beneath Asia. Understanding the geological history of the WBT is important for reconstruction of the closure history of the Tethys Ocean and India-Asia collision. Currently there are major discrepancies in the proposed timings of collision between the WBT with both India and Asia; whether the WBT collided with India or Asia first is debated, and proposed timings of collisions stretch from the Mesozoic to the Cenozoic. We undertook a multi-technique provenance study involving petrography, detrital zircon U-Pb and Hf analyses, rutile U-Pb analyses and Sr-Nd bulk rock analyses on sediments of the Central Myanmar Basins of the WBT. We determined that the first arrival of Asian material into the basin occurred after the earliest late Eocene and by the early Oligocene, thus placing a minimum constraint on the timing of WBT-Asia collision. Our low temperature thermochronological study of the IBR records two periods of exhumation, in the early-middle Eocene, and at the Oligo-Miocene boundary. The Eocene event may be associated with the collision of the WBT with India. The later event at the Oligo-Miocene boundary may be associated with changes in wedge dynamics resulting from increased sediment supply to the system; however a number of other possible causes provide equally plausible explanations for both events.
The aim of this study was to investigate the effects of listening to preferred music during a warm up or exercise, on performance during a 6-min all-out exercise test (6-MT) in young adult males. Twenty-five healthy males volunteered to participate in this study. Following a within subject design, participants performed three test conditions (MDT: music during the test; MDW: music during the warm-up; WM: without music) in random order. Outcomes included mean running speed over the 6-min test (MRS6), total distance covered (TDC), heart rate responses (HRpeak, HRmean), blood lactate (3-min after the test), and the rating of perceived exertion (RPE); additionally, feeling scale scores were recorded. Listening to preferred music during running resulted in significant TDC (Delta up arrow 10%, p=0.006, ES=0.80) and MRS6 (Delta up arrow 14%, p=0.012, ES=1.02) improvement during the 6-MT, improvement was also noted for the warm-up with music condition (TDC:Delta up arrow 8%, p=0.028, ES=0.63; MRS6:Delta up arrow 8%, p=0.032, ES=0.61). A similar reverse "J-shaped" pacing profile was detected during the three conditions. Blood lactate was lower in the MDT condition by 8% (p=0.01, ES=1.10), but not the MDW condition, compared to MW. In addition, no statistically significant differences were found between the test sessions for the HR, RPE, and feeling scale scores. In conclusion, listening to music during exercise testing would be more beneficial for optimal TDC and MRS6 performances compared to MDW and WM.
This study focuses on three key aspects: (a) crude throat swab samples in a viral transport medium (VTM) as templates for RT-LAMP reactions; (b) a biotinylated DNA probe with enhanced specificity for LFA readouts; and (c) a digital semi-quantification of LFA readouts. Throat swab samples from SARS-CoV-2 positive and negative patients were used in their crude (no cleaning or pre-treatment) forms for the RT-LAMP reaction. The samples were heat-inactivated but not treated for any kind of nucleic acid extraction or purification. The RT-LAMP (20 min processing time) product was read out by an LFA approach using two labels: FITC and biotin. FITC was enzymatically incorporated into the RT-LAMP amplicon with the LF-LAMP primer, and biotin was introduced using biotinylated DNA probes, specifically for the amplicon region after RT-LAMP amplification. This assay setup with biotinylated DNA probe-based LFA readouts of the RT-LAMP amplicon was 98.11% sensitive and 96.15% specific. The LFA result was further analysed by a smartphone-based IVD device, wherein the T-line intensity was recorded. The LFA T-line intensity was then correlated with the qRT-PCR Ct value of the positive swab samples. A digital semi-quantification of RT-LAMP-LFA was reported with a correlation coefficient of R2 = 0.702. The overall RT-LAMP-LFA assay time was recorded to be 35 min with a LoD of three RNA copies/µL (Ct-33). With these three advancements, the nucleic acid testing-point of care technique (NAT-POCT) is exemplified as a versatile biosensor platform with great potential and applicability for the detection of pathogens without the need for sample storage, transportation, or pre-processing.