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Peer-Reviews werden seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Lehrszenarien eingesetzt. In diesem Paper wird untersucht, inwieweit das Peer- Review die Auseinandersetzung mit den Inhalten eines Grundlagenmoduls in einem präsenzfreien Lehrszenario befördern kann. Dabei scheint in den Ergebnissen die Qualität der selbst erstellten Reviews einer der wichtigsten Einflussfaktoren für den Lernerfolg zu sein, während Experten-Feedback und weitere Faktoren deutlich untergeordnet erscheinen. Die Fähigkeit ausführliche Peer-Reviews zu verfassen geht einher mit dem Erwerb von fachlicher Kompetenz bzw. entsprechenden fachlichen Vorkenntnissen.
1,7 Milliarden Studierende waren von der ad hoc Umstellung der Lehre an Hochschulen durch den Ausbruch der COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 betroffen. Innerhalb kürzester Zeit mussten Lehr- und Lernformate digital transformiert werden, um ein Distanzlernen für Studierende überall auf der Welt zu ermöglichen. Etwa zwei Jahre später können die Erfahrungen aus der Entwicklung von digitalen Lehr- und Lernformaten dazu genutzt werden, um Blended Learning Formate zielgerecht weiterzuentwickeln. Die nachfolgende Untersuchung zeigt einerseits einen Prozess der evolutionären Entwicklung am Beispiel eines Inverted Classrooms auf. Andererseits wird das Modell des Student Engagement genutzt, um die Einflussfaktoren, im Speziellen die des Verhaltens, zielgerecht anzupassen und so die Outcomes in Form von besseren Noten und einer erhöhten Zufriedenheit bei den Studierenden zu erzielen. Grundlage für die Untersuchung bildet die Lehrveranstaltung Projektmanagement, die an einer deutschen Hochschule durchgeführt wird.
Forschendes Lernen ist eine Lehr-Lernform, in der Studierende einen eigenen Forschungsprozess vollständig durchlaufen. In Informatikstudiengängen und insbesondere in Informatikbachelorstudiengängen ist die Forschungsorientierung allerdings nur gering ausgeprägt: Forschendes Lernen wird kaum eingesetzt, obwohl dies möglich und sinnvoll ist. Dieser Artikel stellt ein Konzept für ein Seminar Software Engineering im Bachelorstudium vor und beschreibt dessen Durchführung. Abschließend wird das Konzept diskutiert und sowohl aus Studierenden- als auch aus Lehrendensicht positiv evaluiert.
Lehrkräfte aller Fächer benötigen informatische Kompetenzen, um der wachsenden Alltagsrelevanz von Informatik und aktuell gültigen Lehrplänen gerecht zu werden. Beispielsweise verweist in Sachsen der Lehrplan für das Fach Gemeinschaftskunde, Rechtserziehung und Wirtschaft am Gymnasium mit dem für die Jahrgangsstufe 11 vorgesehenem Thema „Digitalisierung und sozialer Wandel“ auf Künstliche Intelligenz (KI) und explizit auf die Bedeutung der informatischen Bildung. Um die nötigen informatischen Grundlagen zu vermitteln, wurde für Lehramtsstudierende des Faches Politik ein Workshop erarbeitet, der die Grundlagen der Funktionsweise von KI anhand von überwachtem maschinellen Lernen in neuronalen Netzen vermittelt. Inhalt des Workshops ist es, mit Bezug auf gesellschaftliche Implikationen wie Datenschutz bei Trainingsdaten und algorithmic bias einen informierten Diskurs zu politischen Themen zu ermöglichen. Ziele des Workshops für Lehramtsstudierende mit dem Fach Politik sind: (1) Aufbau informatischer Kompetenzen in Bezug zum Thema KI, (2) Stärkung der Diskussionsfähigkeiten der Studierenden durch passende informatische Kompetenzen und (3) Anregung der Studierenden zum Transfer auf passende Themenstellungen im Politikunterricht. Das Evaluationskonzept umfasst eine Pre-Post-Befragung zur Zuversicht zur Vermittlungskompetenz unter Bezug auf maschinelles Lernen in neuronalen Netzen im Unterricht, sowie die Analyse einer abschließenden Diskussion. Für die Pre-Post-Befragung konnte eine Steigerung der Zuversicht zur Vermittlungskompetenz beobachtet werden. Die Analyse der Diskussion zeigte das Bewusstsein der Alltagsrelevanz des Themas KI bei den Teilnehmenden, aber noch keine Anwendung der informatischen Inhalte des Workshops zur Stützung der Argumente in der Diskussion.
Ethical issues surrounding modern computing technologies play an increasingly important role in the public debate. Yet, ethics still either doesn’t appear at all or only to a very small extent in computer science degree programs. This paper provides an argument for the value of ethics beyond a pure responsibility perspective and describes the positive value of ethical debate for future computer scientists. It also provides a systematic analysis of the module handbooks of 67 German universities and shows that there is indeed a lack of ethics in computer science education. Finally, we present a principled design of a compulsory course for undergraduate students.
A degree course in IT and business administration solely for women (FIW) has been offered since 2009 at the HTW Berlin – University of Applied Sciences. This contribution discusses student motivations for enrolling in such a women only degree course and gives details of our experience over recent years. In particular, the approach to attracting new female students is described and the composition of the intake is discussed. It is shown that the women-only setting together with other factors can attract a new clientele for computer science.
Viele Studierende stoßen im Rahmen ihres Informatikstudiums auf Probleme und benötigen individuell bedarfsgerechte Unterstützung, um beispielsweise trotz gewisser Startschwierigkeiten ihr Studium erfolgreich zu Ende zu führen. In die damit verbundene Lern- bzw. Studienberatung fließen Empfehlungen zur weiteren Studienverlaufsplanung ein. Anhand einer Datenanalyse über den Prüfungsleistungsdaten der Studierenden überprüfen wir die hinter diesen Empfehlungen liegenden Hypothesen und leiten aus den dabei gewonnenen Erkenntnissen Konsequenzen für die Beratung ab.
Insgesamt zeigt sich, dass sich nach den ersten Semestern ein mittlerer Bereich von Studierenden identifizieren lässt, bei denen Studienabbruch und Studienerfolg etwa gleich wahrscheinlich sind. Für diese Personengruppe ist Beratungsbedarf dringend gegeben. Gleichzeitig stößt die Datenanalyse auch an gewisse Grenzen, denn es zeigen sich insgesamt keine echt trennscharfen Muster, die frühzeitig im Studium eindeutig Erfolg oder Misserfolg prognostizieren. Dieses Ergebnis ist jedoch insofern erfreulich, als es bedeutet, dass jede:r Studierende:r auch nach einem suboptimalen Start ins Studium noch eine Chance auf einen Abschluss hat.
Informatikstudiengänge verzeichnen hohe Abbruchquoten innerhalb der ersten beiden Semester, die häufig mit Leistungsdefiziten oder Motivationsproblemen begründet werden. Eine Ursache dafür, dass trotz intensiver Bemühungen um bessere Lehre und motivationsfördernde Maßnahmen diese Situation imWesentlichen unverändert bleibt, könnte darin liegen, dass nicht die eine Maßnahme oder der eine Ansatz das Problem im Ganzen lösen kann, sondern dass eine heterogene Studierendenschaft vielmehr nach unterschiedlichen Maßnahmen verlangt. Bisher findet sich wenig Forschung zu differenzierten Studierendentypen in der Informatik. Wir stellen in dieser Arbeit einen Ansatz dafür vor, die Heterogenität der Informatikstudierenden zu ergründen, und beschreiben die Ergebnisse erster Versuche mit diesem Ansatz. Um die große Anzahl von Studierenden auf eine überschaubare Anzahl von Typen mit jeweils ähnlichen Bedürfnissen und Erwartungen zu reduzieren, wird dazu die im Produktmanagement bewährte Personas-Methode adaptiert. Im Rahmen einer Befragung von 170 Informatikstudierenden konnten hierzu bereits einige Personas mit unterschiedlichen Merkmalshäufungen ausgearbeitet werden, die eine gute Grundlage darstellen, um auf dieser Basis differenzierte Interventionen zur Förderung und Motivation der Informatikstudierenden zu entwickeln.
Both horizontal-to-vertical (H/V) spectral ratios and the spatial autocorrelation method (SPAC) have proven to be valuable tools to gain insight into local site effects by ambient noise measurements. Here, the two methods are employed to assess the subsurface velocity structure at the Piano delle Concazze area on Mt Etna. Volcanic tremor records from an array of 26 broadband seismometers is processed and a strong variability of H/V ratios during periods of increased volcanic activity is found. From the spatial distribution of H/V peak frequencies, a geologic structure in the north-east of Piano delle Concazze is imaged which is interpreted as the Ellittico caldera rim. The method is extended to include both velocity data from the broadband stations and distributed acoustic sensing data from a co-located 1.5 km long fibre optic cable. High maximum amplitude values of the resulting ratios along the trajectory of the cable coincide with known faults. The outcome also indicates previously unmapped parts of a fault. The geologic interpretation is in good agreement with inversion results from magnetic survey data. Using the neighborhood algorithm, spatial autocorrelation curves obtained from the modified SPAC are inverted alone and jointly with the H/V peak frequencies for 1D shear wave velocity profiles. The obtained models are largely consistent with published models and were able to validate the results from the fibre optic cable.
Reactive eutectic media based on ammonium formate for the valorization of bio-sourced materials
(2023)
In the last several decades eutectic mixtures of different compositions were successfully used as solvents for vast amount of chemical processes, and only relatively recently they were discovered to be widely spread in nature. As such they are discussed as a third liquid media of the living cell, that is composed of common cell metabolites. Such media may also incorporate water as a eutectic component in order to regulate properties such as enzyme activity or viscosity. Taking inspiration form such sophisticated use of eutectic mixtures, this thesis will explore the use of reactive eutectic media (REM) for organic synthesis. Such unconventional media are characterized by the reactivity of their components, which means that mixture may assume the role of the solvent as well as the reactant itself.
The thesis focuses on novel REM based on ammonium formate and investigates their potential for the valorization of bio-sourced materials. The use of REM allows the performance of a number of solvent-free reactions, which entails the benefits of a superior atom and energy economy, higher yields and faster rates compared to reactions in solution. This is evident for the Maillard reaction between ammonium formate and various monosaccharides for the synthesis of substituted pyrazines as well as for a Leuckart type reaction between ammonium formate and levulinic acid for the synthesis of 5-methyl-2-pyrrolidone. Furthermore, reaction of ammonium formate with citric acid for the synthesis of yet undiscovered fluorophores, shows that synthesis in REM can open up unexpected reaction pathways.
Another focus of the thesis is the study of water as a third component in the REM. As a result, the concept of two different dilution regimes (tertiary REM and in REM in solvent) appears useful for understanding the influence of water. It is shown that small amounts of water can be of great benefit for the reaction, by reducing viscosity and at the same time increasing reaction yields.
REM based on ammonium formate and organic acids are employed for lignocellulosic biomass treatment. The thesis thereby introduces an alternative approach towards lignocellulosic biomass fractionation that promises a considerable process intensification by the simultaneous generation of cellulose and lignin as well as the production of value-added chemicals from REM components. The thesis investigates the generated cellulose and the pathway to nanocellulose generation and also includes the structural analysis of extracted lignin.
Finally, the thesis investigates the potential of microwave heating to run chemical reactions in REM and describes the synergy between these two approaches. Microwave heating for chemical reactions and the use of eutectic mixtures as alternative reaction media are two research fields that are often described in the scope of green chemistry. The thesis will therefore also contain a closer inspection of this terminology and its greater goal of sustainability.
The Lyman-𝛼 (Ly𝛼) line commonly assists in the detection of high-redshift galaxies, the so-called Lyman-alpha emitters (LAEs). LAEs are useful tools to study the baryonic matter distribution of the high-redshift universe. Exploring their spatial distribution not only reveals the large-scale structure of the universe at early epochs, but it also provides an insight into the early formation and evolution of the galaxies we observe today. Because dark matter halos (DMHs) serve as sites of galaxy formation, the LAE distribution also traces that of the underlying dark matter. However, the details of this relation and their co-evolution over time remain unclear. Moreover, theoretical studies predict that the spatial distribution of LAEs also impacts their own circumgalactic medium (CGM) by influencing their extended Ly𝛼 gaseous halos (LAHs), whose origin is still under investigation. In this thesis, I make several contributions to improve the knowledge on these fields using samples of LAEs observed with the Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) at redshifts of 3 < 𝑧 < 6.
Adaption von Lernwegen in adaptierten Lehrmaterialien für Studierende mit Berufsausbildungsabschluss
(2023)
Obwohl immer mehr Menschen nicht direkt ein Studium aufnehmen, sondern zuvor eine berufliche Ausbildung absolvieren, werden die in der Ausbildung erworbenen Kompetenzen von den Hochschulen inhaltlich und didaktisch meist ignoriert. Ein Ansatz, diese Kompetenzen zu würdigen, ist die formale Anrechnung von mitgebrachten Kompetenzen als (für den Studienabschluss erforderliche) Leistungspunkte. Eine andere Variante ist der Einsatz von speziell für die Zielgruppe der Studierenden mit Vorkenntnissen adaptiertem Lehr-Lernmaterial. Um darüber hinaus individuelle Unterschiede zu berücksichtigen, erlaubt eine weitere Adaption individueller Lernpfade den Lernenden, genau die jeweils fehlenden Kompetenzen zu erwerben. In diesem Beitrag stellen wir die exemplarische Entwicklung derartigen Materials anhand des Kurses „Datenbanken“ für die Zielgruppe der Studierenden mit einer abgeschlossenen Ausbildung zum Fachinformatiker bzw. zur Fachinformatikerin vor.
Viele Informatikstudierende sammeln bereits vor ihrem Studium berufliche Erfahrungen im Informatikbereich, ohne dass diese inhaltlich und didaktisch im Studium berücksichtigt werden. Dieser Beitrag geht der Frage nach, welche Kompetenzen aus beruflichen Vorqualifikationen bei Informatikstudierenden existieren und wie diese in Bezug zu Anerkennungsoptionen gesetzt werden können. Betrachtet werden: die pauschale Anerkennung, die auf erworbenen Zertifikaten beruht; die individuelle Anerkennung, bei der individuell erworbene Kompetenzen nachgewiesen werden; die Adaption von individuellen Lernwegen, die Teilkompetenzen der Studierenden berücksichtigt. Es wird eine Interviewstudie vorgestellt, in der Kompetenzen für ein Sample von Informatikstudierenden mit Vorqualifikation als Fachinformatiker/in erhoben und eine Zuordnung zu den Anerkennungsoptionen vorgenommen wurde. Für die präzisere Gestaltung von Anerkennungsprozessen und zur kritischen Reflexion der eingesetzten hochschuldidaktischen Konzepte wurde eine empirische Basis geschaffen. Die vorhandenen Konzepte richten sich traditionell an Abiturienten/ innen mit sehr geringem Informatikhintergrund und berücksichtigen die tatsächlich existierende Heterogenität der Studienanfänger/innen nicht angemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Befragten aus ihrer Vorqualifikation relevante fachliche Kompetenzen mitbringen, die mit den Anerkennungsoptionen korrespondieren und deren Weiterentwicklung dienen können. Darüber hinaus werden aus überfachlichen Kompetenzen wie Selbststeuerungskompetenzen weitere Erkenntnisse zur Studiengestaltung gewonnen.
Barrierefreiheit kann durch Methoden der Informatik hergestellt und ausgebaut werden. Dieser eingeladene Beitrag stellt die Anforderungen von Menschen mit den umfangreichsten Benutzererfordernissen an Software vor, die z. B. eigene Schriftsysteme wie Braille und entsprechende taktile Ausgabegeräte verwenden. Assistive Technologien umfassen dabei auch Software verschiedenster Art. Es werden die wichtigsten Kompetenzen dafür vorgestellt. Im Curriculum der Informatik können diese Kompetenzen im Rahmen von speziellen Vorlesungen und Übungen vermittelt werden oder sie werden in die jeweiligen Fachgebiete integriert. Um den Studienbetrieb ebenfalls barrierefrei zu gestalten, sind weitere Anstrengungen notwendig, die Lehrende, Verwaltung und die Hochschulleitung einbeziehen.
Diversity is a term that is broadly used and challenging for informatics research, development and education. Diversity concerns may relate to unequal participation, knowledge and methodology, curricula, institutional planning etc. For a lot of these areas, measures, guidelines and best practices on diversity awareness exist. A systemic, sustainable impact of diversity measures on informatics is still largely missing. In this paper I explore what working with diversity and gender concepts in informatics entails, what the main challenges are and provide thoughts for improvement. The paper includes definitions of diversity and intersectionality, reflections on the disciplinary basis of informatics and practical implications of integrating diversity in informatics research and development. In the final part, two concepts from the social sciences and the humanities, the notion of “third space”/hybridity and the notion of “feminist ethics of care”, serve as a lens to foster more sustainable ways of working with diversity in informatics.
Der neurodegenerativen Erkrankung Morbus Parkinson (MP) liegt der Zerfall von Neuronen in den Basalganglien (BG) zugrunde, der mitunter zu kognitiv-sprachlichen Einschränkungen führt. Dies betrifft beispielsweise die Lautstärkeproduktion und -wahrnehmung. Betroffene sprechen signifikant leiser und weisen eine verringerte Wahrnehmungsspanne für Lautstärke auf. Dieses Wahrnehmungsdefizit und die Tatsache, dass die BG die betroffene neurologische Struktur bei MP sind, lässt eine Beteiligung dieser bei der Lautstärkeverarbeitung von Gesunden vermuten.
Um die Rolle der BG bei der Lautstärkeverarbeitung zu untersuchen, wurde eine generalisierte lineare Modellanalyse durchgeführt. Anhand von fMRT-Daten von gesunden Proband*innen, erhoben von Erb et al. (2020), wurde nach linearen Regressionen zwischen den präsentierten Lautstärkewerten und dem BOLD-Signal in acht BG-Regionen gesucht. Hierfür wurden Daten von 63 Proband*innen im Alter zwischen 18 und 78 Jahren (Durchschnitt: 43,4 Jahre) genutzt.
Im linken und rechten Putamen angrenzend zum Globus pallidus pars externa war eine positive lineare Regression beobachtbar. Eine negative lineare Regression zeigte sich im Kopf des Nucleus caudatus beider Hemisphären.
Teile der BG scheinen somit möglicherweise eine Rolle bei der Verarbeitung von Lautstärke zu spielen. In Bezug auf MP besteht die Möglichkeit, dass ihre neuronale Degeneration mitursächlich für die Wahrnehmungseinschränkungen ist. Dies sowie der Einfluss dieses rezeptiven Lautstärkedefizits auf die produktiven sprachlichen Einschränkungen sollten Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein. Es ist gut möglich, dass die Ursache der produktiven Lautstärkedefizite nicht motorischer, sondern rezeptiver Natur ist. Dies hätte einen großen Einfluss auf künftige sprachtherapeutische Konzepte bei der Behandlung produktiver Sprachstörungen bei MP.
Der Sachverständigenrat zur Begutachtung der Entwicklung im Gesundheitswesen forderte bereits 2007 eine verbesserte Zusammenarbeit der Gesundheitsberufe und beschreibt in seinem Gutachten „Kooperation und Verantwortung als Voraussetzung einer zielorientierten Gesundheitsversorgung“ (S. 25). Mit der vorgestellten Arbeit wird untersucht, welche Modelle der berufsübergreifenden Kooperation in der ambulanten sprachtherapeutischen Praxis Anwendung finden und wie diese Kooperationen von Sprachtherapeut*innen bewertet werden. Zu diesem Zweck wurde ein Online-Fragebogen konzipiert. Anschließend wurden die Antworten von insgesamt 30 teilnehmenden Sprachtherapeut*innen ausgewertet. Dabei wurde deutlich, dass die viel diskutierte und häufig geforderte interprofessionelle Zusammenarbeit in der Praxis nur selten zu finden ist. Vielmehr arbeiten die befragten Sprachtherapeut*innen nach multiprofessionellen Modellen. Es fehlen berufsübergreifende Besprechungen, und der fachliche Austausch ist noch viel zu oft dem Engagement einzelner Personen überlassen. Auch die Bewertung der Kooperationen zeigt Verbesserungspotenzial: Die Befragten bewerteten die Zusammenarbeit mit angrenzenden Berufsgruppen durchschnittlich als „befriedigend“.
In diesem Beitrag werden das Konzept der „Virtuellen Runden Tische“ (ViRuTi) sowie Ergebnisse ihrer Pilotierung und Perspektiven für die Implementierung vorgestellt. Dabei geht es um die ressourcenfreundliche, digitale Umsetzung und niederschwellige Durchführung der ViRuTi. Inklusive Bestrebungen sind fest mit der Notwendigkeit interdisziplinärer Fallbesprechungen verknüpft. Akteure aus Kita, Schule und Gesundheitswesen können mit Bezugspersonen des betreffenden Kindes gemeinsam am runden Tisch Perspektiven austauschen und Entscheidungen treffen, bspw. zur Einleitung und Evaluierung von Sprachförder- oder -therapiemaßnahmen. Eine durch ein Konzept vorgegebene Struktur erleichtert den Austausch und die Fokussierung der Beteiligten auf die Ressourcen und Bedürfnisse des Kindes. Außerdem ist dieser interprofessionelle bzw. transdisziplinäre Austausch auch digital möglich.
Entgegen noch immer bestehender Annahmen schränkt Gebärdensprache, wenn sie frühzeitig und uneingeschränkt zugänglich ist, den Lautspracherwerb nicht ein; sie kann diesen sogar erleichtern. Bimodale Bilingualität beschreibt ein „Sowohl-als-auch“ von Lautsprache und der visuell-gestischen Gebärdensprache in der Sprachentwicklung hörbeeinträchtigter Kinder. Für hörende Eltern von hörbeeinträchtigten Kindern in Deutschland ist der Zugang zu Informationen über bimodale Bilingualität, d. h. deutsche Lautsprache und Deutsche Gebärdensprache (DGS), erschwert. Daher wurde in dieser Arbeit auf Grundlage einer umfassenden Literaturrecherche, Hospitationen und der qualitativen Analyse semi-strukturierter Expert*innen-Interviews ein Informationsflyer konzipiert. Dieser stellt erste wichtige Informationen bereit und zeigt konkrete regionale Anlauf- und Kontaktstellen auf. Ziel ist es, betroffenen Familien die bimodale Bilingualität als alternativen Kommunikationsweg vorzustellen und somit Kindern von Geburt an die Möglichkeit der grenzenlosen Kommunikation zu ermöglichen.
Die Maßnahmen zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie gingen mit Schulschließungen und variablen Unterrichtsformen einher, was laut Studienlage zum Thema viele Schüler:innen vor große Herausforderungen gestellt hat und noch immer stellt. Es werden Leistungsabfälle und negative Auswirkungen auf die psychische Gesundheit diskutiert. Da besonders die Lesekompetenz eine grundlegende Ressource für schulische Leistungssituationen ist, soll sie im Fokus dieser Studie stehen.
Die Daten der längsschnittlich angelegten BLab-Studie, die den Erwerbsverlauf von Lese- und Rechtschreibleistungen über die Klassenstufen 1 bis 10 untersucht, wurden dazu genutzt, Unterschiede zwischen den Leseleistungen (operationalisiert aus den normierten und standardisierten Untertests zur Lesekompetenz aus ELFE 1 – 6 und SLRT-II) und vier Skalen des Fragebogens zur Erfassung von schulrelevanten Einstellungen und Sichtweisen von Grundschüler:innen FEESS 3 – 4 (Schuleinstellung, Anstrengungsbereitschaft, Lernfreude und Selbstkonzept) statistisch zu analysieren. Dazu wurden die Testergebnisse von N = 174 Viertklässler:innen zweier Kohorten ausgewertet, von denen eine vom variablen Unterrichtsmodus während der COVID-19-Pandemie betroffen war.
Die Ergebnisse der Gruppenvergleiche stellen sich heterogen dar und müssen differenziert betrachtet werden. Insgesamt scheinen die hier einbezogenen Schüler:innen mit den schulbezogenen Maßnahmen zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie gut zurechtgekommen zu sein.