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Aging is associated with bone loss, which can lead to osteoporosis and high fracture risk. This coincides with the enhanced formation of bone marrow adipose tissue (BMAT), suggesting a negative effect of bone marrow adipocytes on skeletal health. Increased BMAT formation is also observed in pathologies such as obesity, type 2 diabetes and osteoporosis. However, a subset of bone marrow adipocytes forming the constitutive BMAT (cBMAT), arise early in life in the distal skeleton, contain high levels of unsaturated fatty acids and are thought to provide a physiological function. Regulated BMAT (rBMAT) forms during aging and obesity in proximal regions of the bone and contain a large proportion of saturated fatty acids. Paradoxically, BMAT accumulation is also enhanced during caloric restriction (CR), a life-span extending dietary intervention. This indicates, that different types of BMAT can form in response to opposing nutritional stimuli with potentially different functions.
To this end, two types of nutritional interventions, CR and high fat diet (HFD), that are both described to induce BMAT accumulation were carried out. CR markedly increased BMAT formation in the proximal tibia and led to a higher proportion of unsaturated fatty acids, making it similar to the physiological cBMAT. Additionally, proximal and diaphyseal tibia regions displayed higher adiponectin expression. In aged mice, CR was associated with an improved trabecular bone structure. Taken together, these findings demonstrate, that the type of BMAT that forms during CR might provide beneficial effects for local bone stem/progenitor cells and metabolic health. The HFD intervention performed in this thesis showed no effect on BMAT accumulation and bone microstructure. RNA Seq analysis revealed alterations in the composition of the collagen-containing extracellular matrix (ECM).
In order to investigate the effects of glucose homeostasis on osteogenesis, differentiation capacity of immortalized multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) and osteochondrogenic progenitor cells (OPCs) was analyzed. Insulin improved differentiation in both cell types, however, combination of with a high glucose concentration led to an impaired mineralization of the ECM. In the MSCs, this was accompanied by the formation of adipocytes, indicating negative effects of the adipocytes formed during hyperglycemic conditions on mineralization processes. However, the altered mineralization pattern and structure of the ECM was also observed in OPCs, which did not form any adipocytes, suggesting further negative effects of a hyperglycemic environment on osteogenic differentiation.
In summary, the work provided in this thesis demonstrated that differentiation commitment of bone-resident stem cells can be altered through nutrient availability, specifically glucose. Surprisingly, both high nutrient supply, e.g. the hyperglycemic cell culture conditions, and low nutrient supply, e.g. CR, can induce adipogenic differentiation. However, while CR-induced adipocyte formation was associated with improved trabecular bone structure, adipocyte formation in a hyperglycemic cell-culture environment hampered mineralization. This thesis provides further evidence for the existence of different types of BMAT with specific functions.
Moss-microbe associations are often characterised by syntrophic interactions between the microorganisms and their hosts, but the structure of the microbial consortia and their role in peatland development remain unknown.
In order to study microbial communities of dominant peatland mosses, Sphagnum and brown mosses, and the respective environmental drivers, four study sites representing different successional stages of natural northern peatlands were chosen on a large geographical scale: two brown moss-dominated, circumneutral peatlands from the Arctic and two Sphagnum-dominated, acidic peat bogs from subarctic and temperate zones.
The family Acetobacteraceae represented the dominant bacterial taxon of Sphagnum mosses from various geographical origins and displayed an integral part of the moss core community. This core community was shared among all investigated bryophytes and consisted of few but highly abundant prokaryotes, of which many appear as endophytes of Sphagnum mosses. Moreover, brown mosses and Sphagnum mosses represent habitats for archaea which were not studied in association with peatland mosses so far. Euryarchaeota that are capable of methane production (methanogens) displayed the majority of the moss-associated archaeal communities. Moss-associated methanogenesis was detected for the first time, but it was mostly negligible under laboratory conditions. Contrarily, substantial moss-associated methane oxidation was measured on both, brown mosses and Sphagnum mosses, supporting that methanotrophic bacteria as part of the moss microbiome may contribute to the reduction of methane emissions from pristine and rewetted peatlands of the northern hemisphere.
Among the investigated abiotic and biotic environmental parameters, the peatland type and the host moss taxon were identified to have a major impact on the structure of moss-associated bacterial communities, contrarily to archaeal communities whose structures were similar among the investigated bryophytes. For the first time it was shown that different bog development stages harbour distinct bacterial communities, while at the same time a small core community is shared among all investigated bryophytes independent of geography and peatland type.
The present thesis displays the first large-scale, systematic assessment of bacterial and archaeal communities associated both with brown mosses and Sphagnum mosses. It suggests that some host-specific moss taxa have the potential to play a key role in host moss establishment and peatland development.
Schulpraktische Phasen stellen eine bedeutende praxisnahe Lerngelegenheit im Lehramtsstudium dar, da sie Raum für umfangreiche Reflexionen der eigenen Lernerfahrung bieten. Das im Studium erworbene theoretisch-formale Wissen steht hierbei dem praktischen Wissen und Können gegenüber. Mit der professionellen Entwicklung im Referendariat, besonders im Kompetenzbereich des Unterrichtens, kann geschlussfolgert werden, dass sich eine Reflexion über eher fachliche Aspekte unter den Studierenden im Referendariat auf eine Reflexion über eher überfachliche und pädagogische Aspekte weitet. Infolge der Analyse von N = 55 schriftlichen Fremdreflexionen von angehenden Physiklehrkräften aus Studium und Referendariat konnte diese Hypothese für den Bereich der Unterrichtsanalyse und -reflexion unterstützt werden. Weiter wurde aus der Videovignette ein Workshopangebot für Lehrkräfte der zweiten und dritten Phase der Lehrkräftebildung entwickelt, erprobt und evaluiert.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den Herausforderungen der Professionalisierung angehender Lehrkräfte im Rahmen der universitären Lehrkräftebildung und nimmt dabei kasuistische Lehrformate als wichtige Elemente hochschuldidaktischer Konzeptionen in den Blick. In diesem Zusammenhang wird das Modul „Außerunterrichtliches Pädagogisches Praktikum“ (AuPP) als ein zentrales Element der Praxisphasen des Lehramtsstudiums an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) vorgestellt. Im Rahmen dieses Moduls wird versucht, durch die Arbeit an konkreten Fällen aus der pädagogischen Praxis – gemeint sind vor allem Beobachtungsprotokolle und Transkripte von Interviewauszügen aus unterschiedlichen (sozial-)pädagogischen Handlungsfeldern – einen reflexiven Zugang zu Spannungsmomenten, Problem- und Krisendynamiken, Orientierungsmustern der Akteur:innen sowie Gelingensbedingungen pädagogischer Praxis für angehende Lehrpersonen zu eröffnen und darüber einen reflexiven Habitus anzubahnen, der für die weitere Berufsbiografie und Professionalisierung essenziell erscheint.
Inwiefern begünstigt die Fähigkeit zur Fremdreflexion die Selbstreflexionsfähigkeit? Welche Rolle spielen affektiv-motivationale Dispositionen der Reflektierenden? Praxisveranstaltungen wird in der Lehrkräftebildung eine bedeutende Rolle zugeschrieben. Eine mögliche Ausgestaltung sind Lehr-Lern-Labore mit iterativen Ansätzen. Studierende führen dabei an mehreren Durchführungstagen in zeitlichem Abstand außerschulischen Unterricht mit kleineren Schüler:innengruppen durch. Zwischen den einzelnen Erprobungen finden Überarbeitungen der verwendeten Materialien und Erklärungen statt. Ergebnisse aus der Forschung erlauben die Interpretation, dass für die Professionalisierung von Lehrpersonen die Qualität der ablaufenden Reflexionsprozesse bedeutsam ist. Die geplante Studie im Rahmen des Lehr-Lern-Labor-Seminars Physik an der Universität Würzburg möchte mögliche Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Ansätzen der Qualitätsbestimmung genauer beleuchten. Begleitend zum Lehr-Lern-Labor-Seminar mit Phasen intensiver Selbstreflexion werden die Entwicklung von Fremd- und Selbstreflexionsfähigkeit sowie die Reflexionsbereitschaft bei Studierenden erhoben und Zusammenhänge zwischen diesen untersucht.
Der allgegenwärtige Lehrkräftemangel führt deutschlandweit dazu, dass Stellen unbesetzt bleiben und zunehmend angehende Lehrkräfte neben ihrem Studium als Vertretungslehrkräfte (VLK) an Schulen tätig werden. Ziel des geplanten Projekts SuPPort ist es deshalb, die häufig als „unbegleitete Schulpraxiserfahrungen“ bezeichneten Vertretungslehrkrafttätigkeiten der Studierenden für die Professionalisierung der angehenden Lehrkräfte zu nutzen und langfristig die Unterrichtsqualität auch im Vertretungsunterricht zu sichern. Im Projekt wird der Professionalisierungsprozess der VLK mithilfe mehrerer digital vernetzter Angebote, die kurz-, mittel- und langfristig angelegt sind, unterstützt und begleitet. Die Unterstützungsmaßnahmen werden zielgruppenorientiert entwickelt und im Hinblick auf die Qualität für die Professionalisierung im Design-Based-Research-Ansatz in enger Verzahnung mit der Schulpraxis evaluiert und angepasst. Dabei werden insbesondere die Professionalisierungsprozesse in Bezug auf Reflexionskompetenz und Unterrichtsqualität – sowie die Studienmotivation und -zufriedenheit von Lehramtsstudierenden im Kontext unbegleiteter Praxiserfahrungen ausgewertet.
Der Berufsbildungsbericht (BMBF, 2022) verweist darauf, dass inzwischen eine Viertelmillion junger Menschen im spezifischen Ausbildungssegment „Übergangssektor“ münden. Dazu zählen berufsorientierende (Aus-)Bildungsangebote, die u. a. das Nachholen eines allgemeinbildenden Schulabschlusses ermöglichen, jedoch zu keinem anerkannten Ausbildungsabschluss führen. Hierbei handelt es sich längst nicht mehr um einen institutionell gesonderten Bereich der beruflichen Bildung, sondern i. d. R. um einen schulorganisatorisch eigenständigen Bereich. Es gehört somit zum beruflichen Alltag von Lehrkräften der Beruflichen Bildung, in unterschiedlichen (Aus-)Bildungsgängen zu unterrichten. Diese Zielgruppe wird jedoch in der Lehrer:innenbildung kaum berücksichtigt und somit haben auch die Studierenden diese kaum im Blick. Das wirft die Frage auf, wie angehende Lehrkräfte für die besondere Zielgruppe der benachteiligten Jugendlichen in der beruflichen Bildung und die damit verbundenen Anforderungen an eine adressatengerechte Didaktik sensibilisiert werden können ? Der Beitrag stellt sowohl den Aufbau des Seminarkonzepts sowie ausgewählte Ergebnisse der seminarbegleitenden Forschung vor.
Im Rahmen des Projekts „Schnittstellen gestalten“ der Qualitätsoffensive Lehrerbildung von Bund und Ländern wurde an der Universität Bremen im Fach Biologie ein Aufgabenkonzept zur Reflexionsförderung bestehend aus Seminaraufgaben und Unterstützungstools (Prompts) entwickelt und im Wintersemester 2017/2018 eingesetzt. Die Zielsetzung des Aufgabenkonzepts war zum einen, den systematischen Aufbau von biologiedidaktischem Theoriewissen zur Unterrichtsplanung, welches die Grundlage für das Reflektieren fachbezogener Frage- und Problemstellungen in der selbst erlebten Praxis bildet, anzuregen. Zum anderen sollen die Studierenden durch den Einsatz von Prompts gezielt in reflexiven Handlungen unterstützt werden. Die Wirksamkeit des Aufgabenkonzepts wurde anhand der Reflexionsperformanz erhoben (n = 25) und durch Erkenntnisse einer Interviewstudie erweitert. Die nachfolgend vorgestellten Ergebnisse lassen auf ein tragfähiges Aufgabenkonzept schließen. Dieses zeigt insgesamt, wie Anforderungen an das Reflektieren, wie z. B. die Verknüpfung von Theorie und Praxis, hochschuldidaktisch umsetzbar gemacht werden können und erweitert somit das Spektrum diskutierter Förderansätze im Bereich der Reflexionsförderung.
Praxiserfahrungen sind im Studium effektiv, wenn sie auf Grundlage von fundiertem Professionswissen gemacht, zugleich reflektiert und mit bereits vorhandenem Wissen verknüpft werden. Dabei sind insbesondere fachspezifische Qualitätsmerkmale zu reflektieren. Die Vielschichtigkeit von Unterricht stellt für (angehende) Lehrkräfte eine Herausforderung dar. Daher ist ein klar strukturierter, in der Komplexität reduzierter Rahmen förderlich. Diesen Rahmen bieten Beobachtungs- und Reflexionshilfen, welche die individuelle Unterrichtswahrnehmung (Noticing) strukturieren. Hierfür wurde eine digitale Unterstützung entwickelt (BeoReflekt), welche die Beobachtungen von Unterricht auf Grundlage der aus der Unterrichtsqualitätsforschung abgeleiteten generischen und fachspezifischen Dimensionen strukturiert. Nach der Unterrichtsbeobachtung kann das Tool BeoReflekt die Ergebnisse individuell oder gruppenübergreifend durch graphische Repräsentationen visualisieren. Dadurch können subjektive und kulturell beeinflusste Unterrichtswahrnehmungen sichtbar gemacht und reflektiert werden. Die Befragung von Nutzer:innen zeigt, ergänzend zur Analyse der Entwicklung der Reflexionsperformanz, eine positive Einschätzung der Nützlichkeit des Tools für die Beobachtung und Reflexion von Unterricht.
Eine reflexive Haltung gegenüber der eigenen Lehrtätigkeit gilt als Schlüsselqualifikation in Bezug auf die Professionalisierung von Lehrer:innen in allen Didaktiken (GFD, 2004, S. 4). Das universitäre Seminarformat Lehr-Lern-Labor (LLLS) kann diese Haltung fördern (Rehfeldt et al., 2018). Das Lehrformat eignet sich außerdem zur Steigerung des Professionswissens und der unterrichtlichen Handlungsfähigkeit angehender Lehrer:innen (Rehfeldt et al., 2020; Brämer & Köster, 2021). Dieser Beitrag stellt, neben der grundsätzlichen Konzeption des Seminarformats, dessen Implementierung in vier verschiedenen Fachdidaktiken (Didaktiken des Englischen, der Geschichte, der Physik und Sachunterricht und seine Didaktik) vor. Ein Fokus liegt dabei auf der unterschiedlichen Umsetzung der Reflexionsphasen.