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- Zentrum für Lehrerbildung und Bildungsforschung (ZeLB) (74)
- Hasso-Plattner-Institut für Digital Engineering GmbH (56)
- Institut für Biochemie und Biologie (30)
- Institut für Geowissenschaften (29)
- Institut für Physik und Astronomie (28)
- Vereinigung für Jüdische Studien e. V. (28)
- Institut für Chemie (22)
- Institut für Romanistik (21)
- dbs Deutscher Bundesverband für akademische Sprachtherapie und Logopädie e.V. (18)
In nowadays production, fluctuations in demand, shortening product life-cycles, and highly configurable products require an adaptive and robust control approach to maintain competitiveness. This approach must not only optimise desired production objectives but also cope with unforeseen machine failures, rush orders, and changes in short-term demand. Previous control approaches were often implemented using a single operations layer and a standalone deep learning approach, which may not adequately address the complex organisational demands of modern manufacturing systems. To address this challenge, we propose a hyper-heuristics control model within a semi-heterarchical production system, in which multiple manufacturing and distribution agents are spread across pre-defined modules. The agents employ a deep reinforcement learning algorithm to learn a policy for selecting low-level heuristics in a situation-specific manner, thereby leveraging system performance and adaptability. We tested our approach in simulation and transferred it to a hybrid production environment. By that, we were able to demonstrate its multi-objective optimisation capabilities compared to conventional approaches in terms of mean throughput time, tardiness, and processing of prioritised orders in a multi-layered production system. The modular design is promising in reducing the overall system complexity and facilitates a quick and seamless integration into other scenarios.
Our study applies legitimacy theorizing to service research, zooming in on co-prosumption service business models, which reside on significant direct contacts among provider-actors and customers as well as fellow customers in the service space. Our findings are based on a longitudinal flexible pattern matching method on 17 coworking spaces. The service cocreation nuances the double role of customers as evaluators and cocreators of legitimacy. This is because customers can have immediate perceptions of the actions and values of the services in their legitimacy evaluation while cocreating the service. Legitimacy shaped via social and recursive processes occurs in three stages: provisional, calibrated, and affirmed legitimacy. Findings inform four trajectory mechanisms of value-in-use pattern provenance, emergent Business Model development adaptive to the spatial context and loyal customers, visible trances as well as inside-out and outside-in identification processes. Further, the processes in the micro-ecosystem of an interstitial service space can develop a superordinate logic which overlays the potentially present coopetive and heterogenous institutional logics and interests of service customers.
Purpose – Design thinking has become an omnipresent process to foster innovativeness in various fields. Due to its popularity in both practice and theory, the number of publications has been growing rapidly. The authors aim to develop a research framework that reflects the current state of research and allows for the identification of research gaps.
Design/methodology/approach – The authors conduct a systematic literature review based on 164 scholarly articles on design thinking.
Findings – This study proposes a framework, which identifies individual and organizational context factors, the stages of a typical design thinking process with its underlying principles and tools, and the individual as well as organizational outcomes of a design thinking project.
Originality/value – Whereas previous reviews focused on particular aspects of design thinking, such as its characteristics, the organizational culture as a context factor or its role on new product development, the authors provide a holistic overview of the current state of research.
Die Herstellung von Produkten bindet Energie sowie auch materielle Ressourcen. Viel zu langsam entwickeln sich sowohl das Bewusstsein der Konsumenten sowie der Produzenten als auch gesetzgebende Aktivitäten, um zu einem nachhaltigen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen zu gelangen. In diesem Beitrag wird ein lokaler Remanufacturing-Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren, lokale Unternehmen zu fördern und effiziente Lösungen für die regionale Wieder- und Weiterverwendung von Gütern anzubieten.
Der Einsatz in Afghanistan hat Deutschland insgesamt ca. 12 500 000 000 € gekostet und zivile und militärische Kräfte 20 Jahre lang gebunden. Er endete im August des Jahres 2021 mit einem übereilten Abzug aus Kabul und die ursprünglich gesetzten Ziele wurden im Wesentlichen nicht erreicht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Einsatz in Afghanistan von 2001 bis 2021 aus Sicht der BRD politikwissenschaftlich und völkerrechtlich aufzuarbeiten. Dazu wird folgende, übergeordnete Forschungsfrage gestellt: Welche Lehren für die Außen- und Sicherheitspolitik der BRD lassen sich aus dem Einsatz in Afghanistan ziehen? Um die Forschungsfrage zu beantworten wurde ein qualitativ deduktiver Ansatz gewählt, der unter Zuhilfenahme von Fachliteratur sowie Expert:inneninterviews versucht, den Einsatzverlauf zu skizzieren und Lehren für künftige, vergleichbare Humanitäre Interventionen aufzuzeigen.
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.
Um universitär vermittelte Inhalte (Theorie) und praktische Anforderungen in der Berufsschule (doppelte Praxis – Unterricht und Beruf) sowie den Einfluss gesellschaftsrelevanter Themen (Nachhaltigkeit und Digitalisierung) kohärent in der Lehrkräftebildung zu verknüpfen, sind innovative Ansätze nötig. Die Kooperationslabore (Ko-Labs) der Technischen Universität Berlin bedienen dieses Anliegen für den Bereich der Aufgabengestaltung. Teil dieses Ansatzes ist eine Checkliste, die es Dozierenden und zukünftigen Lehrkräften ermöglicht, relevante Punkte bei der Gestaltung von Unterrichtsaufgaben adäquat zu berücksichtigen. In diesem Beitrag wird als fachdidaktisches Instrument die Checkliste vorgestellt sowie deren Einsatz in der universitären Lehre nach dem ALACT-Modell reflektiert.
Im Beitrag wird das Lehrkonzept Reflexives Schreiben zur Förderung der Reflexionskompetenz dargestellt, das für die erste Phase der Lehrkräfteausbildung in der Fachdidaktik Deutsch entwickelt und umgesetzt wurde. Reflexives Schreiben wird hier als Schreiben aufgefasst, das sich auf das schreibende Subjekt zurückbezieht und eine Reflexion über sich selbst als Subjekt im Bildungskontext des Fachpraktikums intendiert. Die theoretische Grundlage für das Lehrkonzept bilden schreibwissenschaftliche Ansätze, die das Schreiben in seiner epistemisch-heuristischen Funktion als Denk-/Lernmedium zum Zwecke der Wissenserweiterung auffassen. Zentrale Bedeutung kommt Schreibarrangements zu, die einen situations- und subjektnahen Zugang zu den Gegenständen der Reflexion, d. i. zu Handeln und Affekten der Lehramtsstudierenden im Fachpraktikum, schaffen und mit subjektiven, (auto-)biografischen und kreativen Schreibformen der Herausforderung begegnen, sich selbst als Praktikant:in zu thematisieren. Die Schreibarrangements erweisen sich insofern als reflexionsfördernd, als sie Nähe zu eigenen Erlebnissen und Erfahrungen schaffen und zugleich kritische Distanz zu sich selbst ermöglichen.
Die Potenziale von standardisierten Testverfahren wie VERA werden von Lehrkräften nur selten im vollen Umfang ausgeschöpft. Vor diesem Hintergrund wurde gemeinsam mit dem Institut für Schulqualität Berlin-Brandenburg auf der Grundlage von realen VERA-Ergebnissen die „VERA-Box“ entwickelt. Die Lerngelegenheit soll Erwartungen und Werte von Lehrkräften im Umgang mit Ergebnissen standardisierter Testverfahren, deren Absicht, Unterricht zukünftig unter Bezug auf solche Testergebnisse zu entwickeln, sowie den differenziellen Nutzen dieser Rückmeldeinformationen stärken. Es wurde experimentell variiert, ob zusätzlich entweder die Aufforderung enthalten war, die Relevanz standardisierter Daten für die spätere Lehrtätigkeit zu reflektieren, oder sich mit negativen Argumentationen zu VERA auseinanderzusetzen. An drei Stichproben von insgesamt 763 Lehramtsstudierenden wurde die „VERA-Box“ über drei Semester erprobt und die Wirksamkeit evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Intention, VERA-Rückmeldungen für die eigene Unterrichtsentwicklung zu nutzen, vom ersten zum zweiten Messzeitpunkt in allen Kohorten signifikant gestärkt wurde.
Im Rahmen des vorliegenden Seminarkonzepts reflektieren Französisch-Lehramtsstudierende individuelle Vorgehensweisen von Schüler:innen bei der Rezeption digitaler fremdsprachlicher Texte. Ziel ist es, den Leseprozess auf einer Webseite mit literarischen Texten zu untersuchen und daraus Ableitungen für eine Sequenzplanung mit dem Ziel der Förderung der Lesekompetenz vorzunehmen. Hierbei wählen die Studierenden zunächst eine für Französischlernende im zweiten bis vierten Lernjahr relevante Webseite zur digitalen Literatur anhand zuvor selbst festgelegter Gütekriterien aus, formulieren einen lernaufgabenorientierten Arbeitsauftrag und führen diesen mithilfe der Methode „Lautes Denken“ mit den Lernenden durch. Die Studierenden werden in Vor- und Nachbereitung zu Reflexionen angeleitet, die final in der Anpassung von Lehr-Lern-Szenarien im Zuge der Offenlegung der in den Laut-Denken-Protokollen ermittelten Leseprozesse, Vorgehensweisen und besonders auch Schwierigkeiten münden.
Für die berufliche Lehrkräftebildung werden reflexive Ansätze benötigt, um den Herausforderungen der digitalen Transformation der Berufs- und Arbeitswelt proaktiv zu begegnen. Um hier einen Beitrag zu leisten, erarbeitet das Projekt Teach@TUM4.0 innovative Lehrkonzepte zur Reflexion dieser Veränderungen. Reflexion wird verstanden als strukturiertes Analysieren, das sich auf Kenntnisse, Denken und Handeln auswirken sollte. Die Reflexion erfolgt entlang der Kategorien eines vorstrukturierenden heuristischen Bezugsrahmens. Angesichts des umwälzenden Charakters der digitalen Transformation findet Reflexion auf drei Ebenen statt: methodisch geleitet auf Ebene des Forschungsteams, institutionen- und phasenübergreifend mit Stakeholdern der beruflichen Lehrkräftebildung sowie mit Studierenden in der interdisziplinär angelegten Lehre. Mit den im Projekt entwickelten reflexiven Ansätzen soll die Ausbildung handlungsfähiger Lehrkräfte für die digitale Transformation der Berufs- und Arbeitswelt gesichert werden.
Sich mit dem eigenen Denken und Handeln reflexiv auseinanderzusetzen ist ein zentrales Element im Selbstreifungsprozess von Lehrkräften im Studium, über die Ausbildung bis hin zur Lehrer:innentätigkeit im Alltag. Der Workshop ermöglichte Zugänge zur selbstreflexiven Auseinandersetzung mit den eigenen Handlungsmustern mithilfe vom Autor (weiter)entwickelter Coachingtools, die im Rahmen der seminaristischen Lehrer:innenbildung in der zweiten Phase konzipiert und erprobt wurden.
Wie nicht zuletzt der pandemiebedingte Distanzunterricht deutlich gemacht hat, besteht ein Bedarf an der Förderung von Medienkompetenzen bei (angehenden) Lehrkräften. Diesbezügliche Lerngelegenheiten in der Lehrkräftebildung werden als essenziell angesehen, um eine lernförderliche Anwendung digitaler Medien im Unterricht zu erlernen und dahingehende didaktische Reflexionsprozesse anzustoßen. Hieran anknüpfend wird ein Projekt vorgestellt, in dem ein Selbstlernkurs für Lehramtsstudierende zur digital gestützten Gestaltung von interaktivem Lernmaterial entwickelt und eingesetzt wird. Eingebettet in die universitäre Lehre erhalten Lehramtsstudierende Lerngelegenheiten zum Einüben mediendidaktischer Kompetenzen, indem sie eigenständig Themen als digitale Lerneinheiten aufbereiten und dazu direktes Feedback bekommen. Ziel ist es, dass die Studierenden nicht nur in der technischen Aufbereitung von Lerninhalten unterstützt werden, sondern – verknüpft mit kognitionspsychologischen Lerntheorien und didaktischen Konzepten – interaktive Lernmaterialien derart reflektieren und digital-gestützt aufbereiten können, dass sie adaptiv, motivierend und lernunterstützend eingesetzt werden können.
Im BMBF-Projekt DigiLeG – digitale Lernumgebungen in der Grundschule des Zentrums für Lehrerbildung der Technischen Universität (TU) Chemnitz werden ausgehend von einem gemeinsamen Lehrkonzept in Veranstaltungen der beteiligten Fachdidaktiken gemeinsam mit Studierenden Lernumgebungen entwickelt und reflektiert, die digitale Medien lernförderlich in den Grundschulunterricht einbinden. Im folgenden Beitrag werden zunächst das Lehrkonzept und seine theoretischen Grundlagen vorgestellt. Anschließend wird die praktische Umsetzung am Beispiel der Fachdidaktik Philosophieren mit Kindern (PmK) veranschaulicht. Der Beitrag schließt mit einer Zusammenfassung der Erfahrungen in der Umsetzung des Lehrkonzepts.
Zur Reflexionsförderung wurde 2017/18 ein Aufgabenkonzept für Biologielehramtsstudierende an der Universität Bremen entwickelt, das gezielt im ersten fachdidaktischen Schulpraktikum eingesetzt wurde. Die ausgewerteten e-Portfolios zeigten, dass die studentischen Reflexionen die Dimensionen Theorieeinbezug, Perspektivenübernahme, Handlungsalternativen und Professionalisierung berücksichtigen, jedoch in den einzelnen Dimensionen nur durchschnittliche Ergebnisse in der Tiefe erzielt wurden. Deswegen wurde eine Intervention für die erste Phase der Lehrer:innenbildung entwickelt, die nach dem Design-Based Research-Ansatz (DBR) iterativ adaptiert wird und fremde Unterrichtsvideos einbindet. Ziel der Studie ist es, zu untersuchen, inwieweit die Intervention die fachdidaktische Reflexion in die Tiefe fördert. Als Datengrundlage wurden 28 Reflexionen inhaltsanalytisch ausgewertet. Erste Ergebnisse stellen dar, dass die Reflexionen hinsichtlich der Handlungsalternativen und der Professionalisierung von insgesamt vier Niveaustufen überwiegend die Niveaustufen 2 und 3 erreichen. Die Reflexionsdimensionen Theorieeinbezug und Perspektivenübernahme erfolgen hingegen auf Stufe 2, jedoch selten auf einer höheren Stufe. Die Ergebnisse werden hinsichtlich des weiteren Vorgehens diskutiert.
Die professionelle Entwicklung von Lehrkräften kann durch die Analyse von Unterrichtsvideos gefördert werden. Hierfür benötigte videobasierte Lehr-Lern-Gelegenheiten werden im FOCUS Videoportal der Freien Universität (https://tetfolio.fu-berlin.de/focus) Berlin bereitgestellt. In diesem Beitrag werden neue Lehr-Lern-Gelegenheiten der ersten und zweiten Phase der Lehrkräftebildung vorgestellt, die im Zuge der Weiterentwicklung des FOCUS Videoportals implementiert wurden. Für die erste Phase der Lehrkräftebildung werden Lehr-Lern-Gelegenheiten zu drei fachdidaktischen Schwerpunkten (Didaktik der Chemie, der Philosophie und Ethik sowie der Informatik) vorgestellt. Für die zweite Phase der Lehrkräftebildung wird ein neu entwickeltes Format (der Videozirkel) zur Reflexion eigener Unterrichtspraxis bei Lehramtsanwärter:innen präsentiert.
Reflexion – besser digital?
(2023)
Die Einführung des Praxissemesters in allen Lehramtsstudiengängen in NRW wurde mit der Forderung nach einer theoriegeleiteten Reflexion schulpraktischer Erfahrungen verbunden. Empirische Befunde deuten an, dass mithilfe videografierter Unterrichtsszenen eine Förderung der Reflexionskompetenz von Studierenden möglich ist. Vor diesem Hintergrund wurde im Wintersemester 2020 an der Universität Paderborn eine quasi-experimentelle Studie mit dem Ziel durchgeführt, die Entwicklung der Fähigkeit zur videobasierten Reflexion eigenen Unterrichtshandelns in realen Unterrichtssituationen im Kontrollgruppenvergleich zu untersuchen. Dabei reflektierte eine Versuchsgruppe Videovignetten des eigenen Unterrichts ohne weitere Hilfsmittel während eine andere Versuchsgruppe mithilfe einer digitalen Lernumgebung reflektierte, die die Möglichkeit zum Setzen von Sprungmarken, Annotationen und (kollaborativer) Kommentierung des Videos bot. Eine Kontrollgruppe reflektierte den eigenen Unterricht erinnerungs- und textbasiert. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Nutzung der digitalen Lernumgebung zu einer stärkeren Entwicklung der Reflexionskompetenz beitragen könnte.
Wahrnehmungsvignetten als Zugang zur „Reflexiven Professionalisierung“ in der Lehrkräftebildung
(2023)
Der Beitrag handelt von einer pädagogisch-phänomenologischen Zugangsweise mit Wahrnehmungsvignetten. Diese kleinen Texte beschreiben persönliche Erfahrungen in der pädagogischen Arbeit mit Kindern und Jugendlichen. In den Phasen des Reflexionsprozesses stellen wir die Bezüge zu professioneller inklusionssensibler Haltung her, geben Denkanstöße für inklusiv-partizipatives Handeln im Unterricht und in anderen pädagogischen Kontexten, verknüpfen diese Bezüge mit erlerntem Wissen, bspw. aus Seminaren zu kindlicher Entwicklung, kindlichem Lernen und diagnostischen Fragestellungen. Die Studierenden durchlaufen verschiedene Phasen der Reflexion mit unterschiedlichen Erkenntnisqualitäten, wie Erschließen oder Bewusstmachen des Inhalts bzw. der Aussage einer Wahrnehmungsvignette, Herstellen von Zusammenhängen und Bezügen zur Anthropologie und Entwicklungspsychologie, Begriffsbildung für eine pädagogische Professionalität sowie Erkennen der Angemessenheit räumlicher Strukturen und didaktischen Handelns durch Abgleich mit pädagogischen Fachkenntnissen. Die Reflexionsprozesse unterstützen die Ausbildung einer professionellen Haltung und pädagogische Handlungssensibilität.
Die Fähigkeit zur professionellen Unterrichtsreflexion ist eine Kernkompetenz von Lehrkräften, um den eigenen Unterricht weiterentwickeln zu können. Schon in der Lehramtsausbildung kann diese Kompetenz aufgebaut werden. Das transdisziplinäre Projekt FALKE-e hat das Ziel, die adaptive Erklärkompetenz von Lehramtsstudierenden in sechs unterschiedlichen Fächern zu messen und durch Reflexion videografierter Erkläreinheiten in fachdidaktischen Seminaren zu fördern. In Bezug auf das Reflektieren ergibt sich daraus die Fragestellung, inwiefern sich Zuwächse in der Reflexionskompetenz unterscheiden, wenn Studierende ihre eigenen videografierten Erklärungen (Selbstreflexion) oder die videografierten Erklärungen von Peers reflektieren (Fremdreflexion). In einer ersten Phase entwickeln Studierende in fachdidaktischen Seminaren Erkläreinheiten. Ein Teil der Studierenden (ca. 25 pro Fach) erprobt diese selbst in der Schule und wird dabei videografiert. Die übrigen Studierenden (ca. 25 pro Fach) beobachten die videografierten Erklärungen der anderen. Beide Gruppen reflektieren die Erklärungen und überarbeiten auf Basis der Reflexion die eigenen Erklärungen. Das Vorgehen wird anschließend in einer zweiten Phase von beiden Gruppen analog wiederholt.
Achtsames Erleben unterstützt die Reflexionsfähigkeit, wenn die Aufmerksamkeit entsprechend gelenkt und Raum und Zeit dafür zur Verfügung gestellt werden. Der Beitrag zeigt Achtsamkeit im Kontext der (beruflichen) Lehrkräftebildung als unterstützenden Faktor zur Entwicklung von Reflexionsfähigkeit. Insbesondere im Hinblick auf Selbstwahrnehmung und Beziehungsgestaltung bieten sich hier Potenziale, die der akademisch geprägten ersten Phase der Lehrkräftebildung noch immer weitgehend fremd geblieben sind. Es werden Einblicke in praktische Ansätze gegeben.
Förderung der professionellen Wahrnehmung von angehenden Mathematiklehrkräften durch Reflexion
(2023)
Sowohl Professionelle Wahrnehmung als auch Reflexionskompetenzen sind wichtige Voraussetzungen für die Professionalisierung von (angehenden) Mathematiklehrkräften. Bewährt hat sich zur Förderung der Einsatz von Videovignetten, wobei das Einnehmen einer interpretativen Grundhaltung Studierenden oft schwerfällt. Im vorgestellten Projekt sollen daher Lehramtsstudierende der Grundschule mithilfe von Videovignetten mit Reflexionsanlässen zur Perspektivenübernahme bei der Entwicklung ihrer professionellen Wahrnehmung mathematischer Denk- und Arbeitsprozesse von Kindern unterstützt werden. Methodologisch folgt das Projekt der fachdidaktischen Entwicklungsforschung. Dargestellt werden vier der zentralen Designprinzipien für die Konzeption einer entsprechenden Lernumgebung.
Eine beständige Weiterentwicklung der eigenen pädagogischen und fachdidaktischen Praxis stellt ein zentrales Leitbild für die Arbeit von Lehrkräften dar. Damit dieses Leitbild umgesetzt werden kann, wird angenommen, dass Lehrkräfte ihre eigene Praxis kontinuierlich reflektieren müssen. Reflektieren angehende Lehrkräfte im Kontext von Lehrveranstaltungen, hat dies einerseits Elemente einer Prüfungssituation und andererseits Elemente einer Erkenntnisgewinnungssituation. Für beide Situationen spielen Emotionen eine wichtige Rolle. So können sich beispielsweise negative und deaktivierende Emotionen hinderlich auf den (Lern-)Erfolg auswirken. Allerdings ist bislang wenig darüber bekannt, welche Emotionen beim Reflektieren von videobasierten Fallanalysen auftreten und inwieweit individualisiertes Feedback hier eine Rolle spielt. Es wird daher eine Untersuchung zu den Emotionen von N = 15 Lehramtsstudierenden der Physik zu mehreren Reflexionsanlässen vorgestellt. Hierbei wurde über verschiedene Reflexionsanlässe hinweg Feedback gegeben. Diskutiert werden Implikationen für die Gestaltung von Reflexionsanlässen in der Lehrkräftebildung sowie Perspektiven für zukünftige Forschung.
Im beruflichen Lehramt bilden sowohl der Mangel an Studierenden als auch hohe Abbruchquoten bzw. die Abwanderung in Unternehmen eine permanente Herausforderung, der im Rahmen des Projekts „FACE – Berufliches Lehramt“ (gefördert im Kontext der 3. Phase der Qualitätsoffensive Lehrerbildung) mit unterschiedlichen Maßnahmen begegnet werden soll. Die Entwicklungs- und Unterstützungsmaßnahmen im gewerblich-technischen Lehramt am Standort Freiburg fokussieren insbesondere die Aspekte Kohärenz und Professionsorientierung – zukünftig forciert durch studentische Reflexionsprozesse. Diese werden durch die Entwicklung eines Pilotstudiengangs ergänzt, welcher eine 52-wöchige betriebliche Praxis auf Facharbeiterebene (Facharbeiterbrief) in das Studium integriert. Darüber hinaus finden Facetten von Heterogenität/Inklusion und Deutsch als Zweitsprache/Deutsch als Fremdsprache (DaZ/DaF) als Querschnittskompetenzen Eingang in das Studium. Die in allen Bereichen erworbenen Handlungskompetenzen werden in den Schulpraxisphasen erprobt und anschließend kritisch-konstruktiv in Reflexionsseminaren aufgearbeitet. Im folgenden Beitrag soll kurz auf die Entstehung des Pilotstudiengangs unter reflexiven Aspekten eingegangen werden.
Obwohl der Reflexion von Unterricht eine zentrale Bedeutung für Lehrkräfte zukommt, ist die Reflexionsfähigkeit von Lehramtsstudierenden oftmals nur gering ausgeprägt und wird auch in Praxisphasen nicht automatisch weiterentwickelt. Es besteht also bereits im Studium ein Bedarf, die Studierenden bei der Entwicklung dieser Fähigkeit zu unterstützen. Hier soll die nachfolgend vorgestellte Lernumgebung ansetzen und eine systematische Erfassung, Rückmeldung und Förderung der Reflexionsfähigkeit ermöglichen. Die Lernumgebung ist für das Lehramtsstudium im Fach Physik entwickelt und besteht aus einem Diagnoseinstrument mit daran anschließendem Assessment-Feedback und Fördermaterial. Erste Untersuchungen zur Validität zeigen, dass die Studierenden während der Bearbeitung des Diagnoseinstruments inhaltlich relevante Überlegungen anstellen sowie das erhaltene Assessment-Feedback inhaltlich sinnvoll interpretieren und auch dem Fördermaterial einen Mehrwert für ihre Professionalisierung zusprechen.
Auf der Zeitachse von Zyklusmodellen des Unterrichts wird der Handlungsreflexion eine zentrale Bedeutung zugesprochen: Vor seiner Umsetzung im Unterricht soll das kommende Handeln zunächst in einer antizipierenden Reflexion gedanklich entworfen werden, um seine Erfolgswahrscheinlichkeit zu erhöhen. Nach dem Unterricht soll es einer retrospektiven Reflexion unterzogen werden, in der die Handlungsumsetzung vor dem Hintergrund der Handlungsplanung evaluiert wird und Konsequenzen für künftige Handlungsplanungen gezogen werden. Trotz der Plausibilität dieses postulierten Zusammenhangs von antizipierender und retrospektiver Reflexion steht seine genauere empirische Untersuchung allerdings noch aus. In einer querschnittlichen Onlineerhebung werden diese beiden Reflexionsformen deshalb als generische Unterrichtsplanungsfähigkeit und Reflexionskompetenz spezifiziert, um ihren Zusammenhang mit Hilfe einer Stichprobe von angehenden Lehrkräften (N = 479) aus zwei Universitäten zu explorieren. Die gefundenen schwachen Zusammenhänge werden vor dem Hintergrund der Operationalisierungen und der Testmotivation der Teilnehmenden diskutiert.
In diesem Beitrag wird ein geplantes digitales Lehrkonzept für die universitäre Begleitung des Praxissemesters in den Fächern Biologie und Mathematik vorgestellt. Darin setzen sich Studierende im Praxissemester selbstständig fachspezifische Schwerpunkte für die Planung, Durchführung und Reflexion von Unterrichtsprojekten in der Schule. Optimalerweise ergibt sich aus den Unterrichtsprojekten auch eine fachbezogene Fragestellung, die von den Studierenden im Zuge Forschenden Lernens ergründet werden kann. Begleitet wird der gesamte Prozess durch systematisch angeleitete E-Peer-Assessments (E-PA). Dabei treten Studierende in Peers in den digitalen, schriftlichen Dialog über Unterricht und durchlaufen gemeinsam Reflexions- und Feedbackschleifen, welche durch die universitäre Seminarleitung instruiert werden.
Die Fachausbildung des Vorbereitungsdiensts im Land Brandenburg bietet Lehramtskandidat:innen (LAK) gemeinsame Fachgruppenarbeit, individuelle Fachkonsultationen sowie Hospitationen als unterstützende Angebote im Entwicklungsprozess. Um diesen Professionalisierungsprozess sichtbar zu machen und Zielperspektiven entwickeln und verfolgen zu können, wurden aus einem Spinnennetzdiagramm zwei Praxistools zur Reflexion und Diagnose entwickelt.
(1) Reflexionstool: Die Übertragung eines tabellarischen Kompetenzprofils (Arnold & Iffert nach MBJS [Ministerium für Bildung, Jugend und Sport des Landes Brandenburg], 2014) in das Spinnennetzdiagramm bietet den LAK niederschwellige Gelegenheit der kontinuierlichen, prozessbegleitenden Selbstreflexion. Die Selbstwahrnehmung von positiven Entwicklungen kann zur Stärkung der Selbstwirksamkeit führen, schafft gleichzeitig jedoch eine Bewusstmachung für einzelne Herausforderungen. Die Abbildung individueller Entwicklungsaufgaben und Professionalisierungsbedarfe ermöglicht eine bedarfsorientierte Gestaltung der Fachgruppenarbeit.
(2) Diagnosetool: Analog wird Fachausbilder:innen durch die Übertragung der Beobachtungskriterien des MBJS (2014) in das Diagramm eine übersichtliche Bestandsaufnahme einzelner Unterrichtssituationen zur Diagnose von Grundkoordinaten des Unterrichts transparent. Auf diese Weise können Fachausbilder:innen mögliche blinde Flecken identifizieren und Feedback zur Auswahl von Beobachtungskriterien geben. Darüber hinaus ergeben sich Aspekte zur Gestaltung von Fachkonsultationen sowie Diskussionsgrundlagen für Gruppenhospitationen.
Kumulativer Aufbau der Reflexionskompetenz in den schulpraktischen Phasen der Lehrkräftebildung
(2023)
Die Reflexionskompetenz wird als zentrale Bedingung zur Professionalisierung im Lehrberuf angesehen. Um diese im Verlauf der Lehrkräftebildung zu entwickeln, müssen Etappenziele beschrieben werden, die sowohl das Lehramtsstudium als auch den Vorbereitungsdienst in den Blick nehmen. Ausbildende beider Phasen der Lehrkräftebildung haben dazu ein Kompetenzraster erarbeitet. Dieses soll einen Beitrag dazu leisten, die Progression der Reflexionskompetenz anhand von Handlungsschritten zu beschreiben. Den Handlungsschritten werden dann wiederum Entwicklungsstufen für die jeweiligen Praxisphasen (Blockpraktikum A, Schulpraktische Übungen, Blockpraktikum B, 2. Phase Ende) zugeordnet, die den Ausprägungsgrad der Reflexionskompetenz darstellen.
Portfolioarbeit ist ein gesetzlich verankerter Bestandteil der Lehramtsausbildung in Nordrhein-Westfalen. Über alle Praxisphasen hinweg führen Lehramtsstudierende ein Portfolio und dokumentieren darin ihren individuellen Professionalisierungsweg und reflektieren ihre Studien- und Berufswahl, ihre schulpraktischen Beobachtungen und Erfahrungen sowie ihre individuelle Kompetenzentwicklung. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über die Arbeit mit dem ePortfolio in der Lehrkräftebildung an der Universität zu Köln (UzK). Dabei werden zunächst die Potenziale von Portfolioarbeit aufgeführt und Herausforderungen herausgestellt. Im Anschluss erfolgt eine konkrete Erläuterung der Notwendigkeit einer kohärenten Einbindung des ePortfolios in die Seminararbeit und eine kurze Darstellung der Weiterentwicklung im Rahmen des Verbundprojekts ePort.nrw.
Seit 2016 wird ePortfolioarbeit an der Universität Vechta im Rahmen der vom BMBF geförderten Qualitätsoffensive Lehrerbildung (QLB) Projekte (BRIDGES I und II) mit einem eigens dafür entwickelten digitalen Tool konzeptioniert, implementiert und formativ evaluiert. Über entsprechende Aufgabenstellungen wird dabei studiumsbegleitend und insbesondere in Praxisphasen auf die Anregung von Reflexivität, die als grundlegende Schlüsselkompetenz pädagogischer Professionalität verstanden wird, fokussiert. Im Beitrag werden die Konzeptionierung und Implementierung digitaler Portfolioarbeit inkl. Anlassbeispielen zur Anregung von Reflexion in der Lehrkräftebildung vorgestellt. Zudem werden Chancen und Grenzen der Reflexionsanregung unter Zuhilfenahme eines digitalen Portfolios diskutiert. Dabei unterstützt auch die Betrachtung von Gelingensbedingungen für digitale Reflexionsanregung.
Im Rahmen der Förderung sozialer Teilhabe von Schüler:innen im Unterricht benötigen Lehrkräfte Reflexionskompetenzen, die es ihnen ermöglichen, mit den damit verbundenen Antinomien umzugehen. Davon ausgehend wird in diesem Beitrag ein Lehr-/Lernkonzept vorgestellt, welches auf die Förderung von Lehramtsstudierenden im Sinne einer reflexiven Inklusion abzielt. Der Fokus liegt auf dem Einsatz der Methode des Lauten Denkens, welches die Denk- und Problemlösungsprozesse der Studierenden beim Schauen von Unterrichtsvideos introspektiv erfasst. Das laut Gedachte wird anschließend für Metareflexionen genutzt. Inwiefern damit (fehlende) erfahrungsbasierte und wissenschaftliche Formen pädagogischen Wissens thematisiert und prozessbegleitend begegnet werden können, um eine Entwicklung von kritisch-reflexiven Kompetenzen zu fördern, wurde in einer Pilotphase im Rahmen eines Seminars erprobt. Ergänzend wurde die Anwendung des Lauten Denkens bei einzelnen Studierenden videographiert. Dazu werden erste Ergebnisse vorgestellt und ein Ausblick auf die weitere Nutzung und Erforschung der Methode für die Förderung von Reflexionsprozessen bei Lehramtsstudierenden im Seminarkontext gegeben.
Reflexion im Dialog
(2023)
Fast 40 Jahre nach dem Erscheinen von Donald Schöns Buch „The Reflective Practitioner: How Professionals Think In Action“ (1984) ist das Konzept der „reflexiven Kompetenz“ immer noch hochaktuell und wird daher in akademischen Kreisen weiterhin intensiv diskutiert. Der Artikel greift die Diskussionen zu diesem Thema im Bereich der Fremdsprachenlehrkräftebildung auf und unterstreicht sie mit Beispielen aus der universitären Aus- und Fortbildungspraxis für Deutsch als Fremd- und Zweitsprache in Brasilien und Deutschland. Auffällig ist dabei, dass es sowohl bei den Fragestellungen als auch bei den Maßnahmen und Instrumenten zahlreiche Überschneidungen gibt. Reflexion als Ziel in der Lehrkräftebildung kann somit als übergreifendes Thema wahrgenommen und weiterentwickelt werden.
Die Professionalisierung angehender Lehrer:innen für Fragen rund um sprachliche Bildung, Deutsch als Zweitsprache und Mehrsprachigkeit ist in den letzten Jahren verstärkt in den Blick der Praxis und Forschung der Lehrer:innenbildung gerückt. Während der Fachdiskurs im Hinblick auf die Konstrukte (Handlungs-)Kompetenz und Einstellungen bereits vorgeschritten ist, stellen die Modellierung und Erforschung des Konstrukts Reflexion im Fach Deutsch als Fremd- und Zweitsprache (DaF*Z) noch ein Desiderat dar. Im Beitrag wird die Fachspezifik der Reflexion als eines der Qualifizierungsziele der Ausbildung von Lehrer:innen für die sprachlich und kulturell heterogene Schülerschaft diskutiert und eine Modellierung vorgestellt.
Dentro de la cuenca intermontana de Quito-Guay llabamba de Ecuador, se han identificado y analizado en este estudio, cinco depósitos coluviales inusualmente grandes de antiguos deslizamientos. El gran deslizamiento rotacional MM-5 Guayllabamba es el más extenso, con un volumen de 1183 millones de m3. Las mega avalanchas de escombros MM-1 Conocoto, MM-3 Oyacoto, y MM-4 San Francisco fueron desencadenadas originalmente por una ruptura inicial que estuvo asociada a un deslizamiento rotacional, los depósitos correspondientes tienen volúmenes entre 399 a 317 millones de m3. Finalmente, el depósito de menor volumen, el deslizamiento rotacional y caída de detritos MM-2 Batán, tiene un volumen de 8,7 millones de m3. En esta tesis, se realizó un estudio detallado de estos grandes movimientos en masa utilizando métodos neotectónicos y lito-tefrostratigráficos para comprender las condiciones geológicas y geomorfológicas de contorno que podrían ser relevantes para desencadenar estos movimientos en masa. La parte neotectónica del estudio se basó en el análisis geomorfológico cualitativo y cuantitativo de estos grandes depósitos de movimientos en masa, a través de la caracterización estructural de anticlinales ubicados al este de la subcuenca de Quito y sus flancos colapsados que constituyen las áreas de ruptura. Esta parte del análisis fue además apoyada por la aplicación de diferentes índices morfométricos para revelar procesos de evolución del paisaje forzados tectónicamente que pueden haber contribuido a la generación de movimientos en masa. La parte lito-tefrostratigráfica del estudio se basó en el análisis de las características petrográficas, geoquímicas y geocronológicas de los horizontes del suelo y de las cenizas volcánicas intercaladas, con el objetivo de restringir la cronología de los eventos individuales de movimientos en masa y su posible de correlación. Los resultados se integraron en esquemas cronoestratigráficos utilizando superficies de ruptura, relaciones transversales y de superposición de depósitos de deslizamiento y estratos posteriores para comprender los movimientos en masa en el contexto tectónico y temporal del entorno de la cuenca intermontana, así como para identificar los mecanismos desencadenantes de cada evento. El movimiento en masa MM-5 Guayllabamba es el resultado del colapso de la ladera suroeste del volcán Mojanda y fue desencadenado por la interacción de condiciones geológicas y morfológicas hace aproximadamente 0,81 Ma. El primer episodio de avalancha de escombros de los movimientos en masa MM-3 Oyacoto y MM-4 San Francisco podría estar relacionado con condiciones tanto geológicas como morfológicas, dadas las rocas altamente fracturadas y el levantamiento del anticlinal Bellavista-Catequilla que posteriormente fue inciso al pie de la ladera por la erosión fluvial. Este primer episodio de colapso probablemente ocurrió alrededor de los 0,8 Ma. El movimiento en masa MM-2 Batán posiblemente también fue desencadenado por una combinación de condiciones geológicas y morfológicas, asociadas a una reducción de los esfuerzos litostáticos que afectaron a las formaciones Chiche y Machángara y a un aumento de los esfuerzos de cizalla durante procesos de socavación fluvial lateral en los flancos de las áreas de origen. Esto apunta a un proceso vinculado entre la erosión fluvial y los procesos de levantamiento asociados a la evolución del anticlinal El Batán-La Bota que podría haber ocurrido entre 0,5 y 0,25 Ma. La voluminosa avalancha de escombros MM-1 Conocoto, así como el segundo episodio de avalancha de escombros que generó los movimientos en masa MM-3 Oyacoto y MM-4 San Francisco, fueron provocados por el colapso gravitacional de las formaciones Mojanda y Cangahua que se caracterizan por la intercalación de cenizas volcánicas. La falla del flanco oriental de los anticlinales probablemente estuvo asociada al incremento de la humedad disponible relacionada con las variaciones climáticas regionales del Holoceno. Los resultados de la cronología de los paleosuelos combinados con los datos cronoestratigráficos y paleoclimáticos regionales sugieren que estas avalanchas de escombros se desencadenaron entre 5 y 4 ka.
La tectónica activa ha modelado los rasgos morfológicos de la cuenca intermontana Quito-Guayllabamba. El desencadenamiento de movimientos en masa en este ambiente está asociado a rupturas en litologías del Pleistoceno (sedimentos lacustres, depósitos aluviales y volcánicos) sometidas a procesos de deformación, actividad sísmica y episodios superpuestos de variabilidad climática. El Distrito Metropolitano de Quito es parte integral de este complejo entorno y de las condiciones geológicas, climáticas y topográficas que continúan influyendo en el espacio geográfico urbano dentro de esta cuenca intermontana. La ciudad de Quito comprende el área de mayor consolidación urbana incluyendo las subcuencas de Quito y San Antonio, con una población de 2,872 millones de habitantes, lo que refleja la importancia del estudio de las amenazas geológicas y climáticas inherentes a esta región.
Food Neophilie
(2023)
Trotz der eindeutigen Vorteile einer ausgewogenen Ernährung halten sich viele Menschen weltweit nicht an entsprechende Ernährungsrichtlinien. Um angemessene Strategien zur Unterstützung einer gesundheitsfördernden Ernährung zu entwickeln, ist ein Verständnis der zugrunde liegenden Faktoren unerlässlich. Insbesondere die Gruppe der älteren Erwachsenen stellt dabei eine wichtige Zielgruppe für ernährungsbezogene Präventions- und Interventionsansätze dar. Einer der vielen Faktoren, die als Determinanten einer gesundheitsfördernden Ernährung diskutiert werden, ist die Food Neophilie, also die Bereitschaft, neue und unbekannte Lebensmittel auszuprobieren. Aktuelle Forschungsergebnisse legen nahe, dass die Food Neophilie positiv mit einer gesundheitsfördernden Ernährung in Verbindung steht, allerdings ist die bisherige Forschung in diesem Bereich äußerst begrenzt. Das Ziel der Dissertation war es, das Konstrukt der Food Neophilie sowie seine Beziehung zu gesundheitsförderndem Ernährungsverhalten im höheren Erwachsenenalter grundlegend zu erforschen, um das Potenzial der Food Neophilie für die Gesundheitsförderung älterer Erwachsener besser zu verstehen. Dabei wurde im Rahmen der ersten Publikation zunächst untersucht, wie sich das Konstrukt der Food Neophilie reliabel und valide erfassen lässt, um weiterführende Untersuchungen der Food Neophilie zu ermöglichen. Die psychometrische Validierung der deutschen Version der Variety Seeking Tendency Scale (VARSEEK) basierte auf zwei unabhängigen Stichproben mit insgesamt N = 1000 Teilnehmenden und bestätigte, dass es sich bei der Skala um ein reliables und valides Messinstrument zur Erfassung der Food Neophilie handelt. Darauf aufbauend wurde im Rahmen der zweiten Publikation die Beziehung der Food Neophilie und der Ernährungsqualität über die Zeit hinweg analysiert. Die prospektive Untersuchung von N = 960 Teilnehmenden des höheren Erwachsenenalters (M = 63.4 Jahre) anhand einer Cross-Lagged-Panel-Analyse ergab hohe zeitliche Stabilitäten der Food Neophilie und der Ernährungsqualität über einen Zeitraum von drei Jahren. Es zeigte sich zudem ein positiver querschnittlicher Zusammenhang zwischen der Food Neophilie und der Ernährungsqualität, jedoch wurde die Food Neophilie nicht als signifikante Determinante der Ernährungsqualität über die Zeit hinweg identifiziert. In der dritten Publikation wurden schließlich nicht nur die individuellen Auswirkungen der Food Neophilie auf die Ernährungsqualität betrachtet, sondern auch potenzielle dynamische Wechselwirkungen innerhalb von Partnerschaften einbezogen. Hierzu erfolgte mittels eines Actor-Partner-Interdependence-Modells eine Differenzierung potenzieller intra- und interpersoneller Einflüsse der Food Neophilie auf die Ernährungsqualität. Im Rahmen der dyadischen Analyse zeigte sich bei N = 390 heterosexuellen Paaren im höheren Erwachsenenalter (M = 64.0 Jahre) ein Dominanzmuster: Während die Food Neophilie der Frauen positiv mit ihrer eigenen Ernährungsqualität und der ihrer Partner zusammenhing, war die Food Neophilie der Männer nicht mit der Ernährungsqualität des Paares assoziiert. Insgesamt leistet die vorliegende Dissertation einen wertvollen Beitrag zum umfassenden Verständnis der Food Neophilie sowie ihrer Rolle im Kontext der Ernährungsgesundheit älterer Erwachsener. Trotz fehlender Vorhersagekraft über die Zeit hinweg deutet der positive Zusammenhang zwischen Food Neophilie und Ernährungsqualität darauf hin, dass die Fokussierung auf eine positive und neugierige Einstellung gegenüber Lebensmitteln eine innovative Perspektive für Präventions- und Interventionsansätze zur Unterstützung einer gesundheitsfördernden Ernährung älterer Erwachsener bieten könnte.
Rumbo a Venecia
(2023)
Esta investigación explora la representación de viajes a Venecia en la literatura latinoamericana y de lengua alemana del siglo XX. Aplicando planteamientos teóricos de literatura de viaje, se descodifica la estructura mítica que subyace en la descripción del desplazamiento hacia la ciudad lacustre. El objetivo es exponer los recursos narrativos y estilísticos utilizados para entrelazar este recorrido, en su mayoría oblicuo, con la emersión gradual del conflicto de los y las protagonistas. Además, a partir del estudio comparativo de algunos elementos arquitectónicos emblemáticos como son los palacios, los puentes y, sobre todo, la conformación laberíntica, se muestran las peculiaridades de la representación de Venecia en obras de Julieta Campos, Alejo Carpentier, Julio Cortázar, Hugo von Hofmannsthal, Thomas Mann y Sergio Pitol. Con ello se busca, primeramente, visibilizar el papel de Venecia en la literatura latinoamericana y, segundo, ofrecer nuevas claves de lectura a obras que han sido ampliamente estudiadas, mas no en una confrontación transareal.
Reflexion wird in diesem Artikel als Rückmeldung (Feedback) zu einem Sprachlernstand begriffen. Es soll anhand eines Fallbeispiels (IRF-Sequenz) aus dem Unterricht Deutsch als Zweitsprache (DaZ) der Frage nachgegangen werden, wie sich die Feedback-Interaktion gestaltet und inwiefern sich ihr Gelingen oder Misslingen erklären lässt. Dazu wird die evidenzbasierte Forschung zum effektiven Feedback nach Hattie (u. a. Hattie 2020; Hattie & Zierer 2020; Wisniewski & Zierer 2018) in die Analyse einbezogen. Zu wissen, welche Wirkung Feedbacks erzielen, hilft (angehenden) Lehrer:innen, das eigene Handeln zu reflektieren.
Sprache hat im Unterricht verschiedene Funktionen. Sie ist das Instrument zur Vermittlung von Lehrinhalten, das Medium im Unterrichtsgespräch und in Prüfungen. Sprache ist gleichzeitig auch ein Werkzeug des Denkens und damit des Lernens: beim Nachvollziehen von Prozessen, beim Aufbau innerer Vorstellungsbilder und bei der Verknüpfung von neuem Wissen mit altem. Das an der Universität Würzburg durchgeführte interdisziplinäre, praxisorientierte Projektseminar „Sprachsensibles Unterrichtsgeschehen gestalten“ sollte Studierende unter Bezugnahme auf linguistische Theorien zur Mehrsprachigkeitsforschung und Bildungssprache zu einer Reflexion über diese Herausforderungen anregen: Wie kann eine Förderung der (Bildungs-)Sprache und der emotional-sozialen Entwicklung (esE), die einander bedingen, gleichzeitig gelingen ? Um die Ergebnisse der Reflexionsprozesse in anwendbare Lehrkompetenz zu transferieren, entwickelten die Studierenden Materialien für sprachsensiblen Unterricht und esE-Förderung, die, ergänzt durch begründende Ausführungen, in Form eines Readers veröffentlicht werden. Im Folgenden wird das Lehrkonzept theoretisch hergeleitet, anschließend vorgestellt und sodann kritisch reflektiert.
Im Sinne einer „Meta-Reflexivität“ zielt dieser Beitrag darauf ab, den strukturtheoretischen und kompetenzorientierten Professionalisierungsansatz im Konstrukt der adaptiven Lehrkompetenz zusammenzuführen, was vor allem für inklusionsorientierte Ansätze vielversprechend erscheint: Anhand der Konstruktfacetten adaptiver diagnostischer, didaktischer sowie Sach- und Klassenführungskompetenz werden mögliche Herangehensweisen für eine inklusionsorientierte Lehrkräftebildung formuliert, die sowohl konkrete Kompetenzbereiche benennen als auch die Reflexion entsprechender Spannungsverhältnisse im strukturtheoretischen Sinne voraussetzen. So soll der Beitrag einen knappen theoretischen Aufriss zur Zusammenführung der unterschiedlichen Professionalisierungsansätze unter der Prämisse (mehr) Reflexion für (mehr) Inklusion leisten.
Der Auf- und Ausbau eines inklusiven Bildungssystems vor dem Hintergrund rascher und weitreichender gesellschaftlicher Veränderungen bringt für Lehrkräfte aller Schulformen vielfältige Aufgaben mit sich. Eine der entscheidenden Gelingensbedingungen für die Realisation inklusiver Bildung bildet dementsprechend die Professionalisierung von Lehrkräften. Reflexionskompetenz nimmt beim Auf- und Ausbau einer professionellen Handlungskompetenz von Lehrpersonen einen besonderen Stellenwert ein, allerdings reflektieren Lehramtsstudierende am Anfang ihres Studiums häufig noch auf eher niedrigem Niveau. Im Rahmen des fünfsemestrigen Zertifikatskurses „Handlungswissen Inklusion“ (HWI) an der Universität zu Köln erhalten BA-Studierende die Möglichkeit, ihr Lehramtsstudium inklusionsorientiert(er) auszurichten, um sich auf die anstehenden Herausforderungen in einer inklusiven Schule und Gesellschaft vorzubereiten und gleichzeitig die damit einhergehende domänenspezifische Reflexionskompetenz zu steigern.
Lehrkräfte fühlen sich nicht genug auf inklusiven Unterricht vorbereitet, wenngleich sie allen Schülerinnen und Schülern Zugänge zu Phänomenen, Konzepten, Arbeitsweisen usw. ermöglichen sollen. Im Projekt Nawi-In haben wir u. a. die Fragen adressiert, welche inklusiv naturwissenschaftlichen Charakteristika Lehramtsstudierende in ihren eigenen und fremden Unterrichtsvideos wahrnehmen und wie sich ihre Kompetenzen entwickeln. Die Reflexionen des Unterrichts fanden über drei Semester einschließlich der Praxisphase statt. In ausgewählten Videoszenen sollten die Studierenden inklusiv naturwissenschaftliche Charakteristika beschreiben und reflektieren. Ausgewertet wurden die autographierten und transkribierten Reflexionen mit dem KinU, welches systematisch die Charakteristika inklusiven naturwissenschaftlichen Unterrichts abbildet. Zu Beginn haben die Studierenden eher allgemeinpädagogische Aspekte und die Lehrkräftepersönlichkeit wahrgenommen. Später haben sie den Fokus auf den Naturwissenschaftsunterricht und die Diversität der Klasse gesetzt. Insgesamt haben die Studierenden zunehmend mehr Charakteristika inklusiven naturwissenschaftlichen Unterrichts identifiziert und Handlungsalternativen generiert.
Über kaum ein Thema werden so hitzige Debatten geführt wie über Geschlechtsidentität. Das Wissen darum, dass Gender sozial konstruiert ist, wird von Anti-Gender Aktivist*innen häufig als ‚Gender-Ideologie‘ bezeichnet und ruft heftige Gegenreaktionen hervor. Dies gilt nicht nur in Deutschland – sondern länderübergreifend. Auffällig viele der transnationalen Anti- Gender Mobilisierungen der letzten 20 Jahre finden bezogen auf Bildungseinrichtungen statt. Dieser Beitrag widmet sich der besonderen Rolle der Universität und der Wissenschaft für transnationale Anti-Gender Diskurse. Anhand verschiedener Beispiele zeige ich auf, dass das Verhältnis zwischen Anti-Gender Bewegungen und Wissenschaft geprägt ist von widersprüchlichen Dynamiken, von Abgrenzung aber auch Imitation. In ihrem Zusammenspiel wirken beide Dynamiken mobilisierend und tragen zum Erstarken regressiver Rollenbilder und antidemokratischer rechter Bewegungen in der breiteren Gesellschaft bei. Der letzte Teil des Beitrags ruft daher zu mehr Selbstreflexion der wissenschaftlichen Praxis auf Grundlage feministischer und intersektionaler Ansätze auf.
This essay takes an Anglophone Cultural Studies approach to reflect on the interdependence among as well as the individual (implicit) impact of the elements constituting our (embodied) power structures. These are, e.g., bodily experience/s such as shame and fear, everyday and institutional discourses and practices, but also manifestations of differences and particularities that we transform into phenomena such as “norms”, “binary systems” and “binary organisations”. The analysis of seemingly cyclic “Othering processes” and patterns of violence shows how people who identify as trans*, inter*, or non-binary have to live through and embody epistemological, emotional, and/or physical violence. At the same time, the descriptions illustrate numberless potential forms of resistance and change.
Watershed management requires an understanding of key hydrochemical processes. The Pra Basin is one of the five major river basins in Ghana with a population of over 4.2 million people. Currently, water resources management faces challenges due to surface water pollution caused by the unregulated release of untreated household and industrial waste into aquatic ecosystems and illegal mining activities. This has increased the need for groundwater as the most reliable water supply. Our understanding of groundwater recharge mechanisms and chemical evolution in the basin has been inadequate, making effective management difficult. Therefore, the main objective of this work is to gain insight into the processes that determine the hydrogeochemical evolution of groundwater quality in the Pra Basin. The combined use of stable isotope, hydrochemistry, and water level data provides the basis for conceptualizing the chemical evolution of groundwater in the Pra Basin. For this purpose, the origin and evaporation rates of water infiltrating into the unsaturated zone were evaluated. In addition, Chloride Mass Balance (CMB) and Water Table Fluctuations (WTF) were considered to quantify groundwater recharge for the basin. Indices such as water quality index (WQI), sodium adsorption ratio (SAR), Wilcox diagram, and salinity (USSL) were used in this study to determine the quality of the resource for use as drinking water and for irrigation purposes. Due to the heterogeneity of the hydrochemical data, the statistical techniques of hierarchical cluster and factor analysis were applied to subdivide the data according to their spatial correlation. A conceptual hydrogeochemical model was developed and subsequently validated by applying combinatorial inverse and reaction pathway-based geochemical models to determine plausible mineral assemblages that control the chemical composition of the groundwater. The interactions between water and rock determine the groundwater quality in the Pra Basin. The results underline that the groundwater is of good quality and can be used for drinking water and irrigation purposes. It was demonstrated that there is a large groundwater potential to meet the entire Pra Basin’s current and future water demands. The main recharge area was identified as the northern zone, while the southern zone is the discharge area. The predominant influence of weathering of silicate minerals plays a key role in the chemical evolution of the groundwater. The work presented here provides fundamental insights into the hydrochemistry of the Pra Basin and provides data important to water managers for informed decision-making in planning and allocating water resources for various purposes. A novel inverse modelling approach was used in this study to identify different mineral compositions that determine the chemical evolution of groundwater in the Pra Basin. This modelling technique has the potential to simulate the composition of groundwater at the basin scale with large hydrochemical heterogeneity, using average water composition to represent established spatial groupings of water chemistry.
Schon früh während der Corona-Pandemie entwickelte sich die Idee einer Schutzimpfung gegen das Virus zu einem zentralen Motiv im Kampf gegen die globale und teils tödliche Seuche. Dies spiegelt sich auch in den medial ausgetragenen Debatten um Anti-Corona-Vakzine wider, in denen bestimmtes, teils konflikthaftes Wissen produziert und vermittelt wurde.
Die vorliegende Masterarbeit rekonstruiert den deutschsprachigen Diskurs um die Corona-Schutzimpfung in Form einer wissenssoziologischen Diskursanalyse. Sie untersucht, wie gesellschaftliches Wissen zur Impfung in meinungsführenden Tages- und Wochenzeitungen sowie in ausgewählten Blogs während der Pandemie von Anfang 2020 bis Mitte 2022 (re)produziert wird.
Ausgangspunkt sind – anknüpfend an aktuelle Beiträge der kritischen Soziologie – die politisch-ökonomischen Zusammenhänge und Voraussetzungen, wie beispielsweise globale Lebens-, Wirtschafts- und Konsumweisen, durch die diese Pandemie erst möglich wurde. Durch diese Perspektive kann die Pandemie als soziales Ereignis begriffen werden, anstatt als unvorhersehbare medizinische Katastrophe, wie es in den politischen und medialen Debatten den Anschein hatte. In der Analyse zeigt sich, dass diese Umstände in der medialen Auseinandersetzung keinerlei Widerhall fanden, was den Diskurs de-kontextualisiert und den herausgearbeiteten Radikalismen den Boden bereitet hat.
Die Analyse ermöglicht es, zwei Zugänge zum Diskurs zu unterscheiden: Ein Portal eröffnet den Zugang über gesellschaftlich mehrheitlich anerkanntes, also orthodoxes Wissen, das zweite über gesellschaftlich mehrheitlich nicht anerkanntes, also heterodoxes Wissen. Entlang von benannten Themen, Problemen und Lösungen lassen sich auf einer Pro-Kontra-Achse sieben Wissenstypen rekonstruieren, die von radikaler Impfbefürwortung bis radikaler Ablehnung reichen. Vier der Wissensbestände argumentieren für die Impfung, drei dagegen – der Raum des Indifferenten dazwischen bleibt medial unbesetzt. Anschließend werden diese Typen entlang von Werten, auf die rekurriert wird, und schließlich nach Ressourcen, Verantwortlichkeiten und Sprecher*innenrollen unterschieden, sodass eine klare und idealtypische Charakterisierung des jeweiligen Wissens entsteht.
Durch die Analyse werden überdies diskursive Verschiebungen im Zeitverlauf sichtbar. Es zeigen sich einerseits eine Polarisierung des Diskurses insgesamt, andererseits eine Ernüchterung innerhalb der Impfbefürwortung sowie die interdependente Radikalisierung von Positionen an beiden Enden des Spektrums.
Abschließend werden die Ergebnisse der Analyse komplementär zum Ausgangspunkt gesellschaftstheoretisch eingebettet. Zum einen werden Eigendynamiken de-kontextualisierter und sich infolgedessen radikalisierender Diskurse reflektiert, innerhalb derer sich die Extreme so weit voneinander entfernen, dass sie sich schlussendlich wieder berühren. Zum anderen wird die im Diskurs sichtbar dominante neo-soziale Anrufung der individuellen Verantwortung in einer gleichzeitig wenig solidarischen Gesellschaft im Kontext eines neoliberal geprägten Verständnisses von individueller Freiheit, Demokratie und sozialer Verantwortung diskutiert.
We live in an era driven by fossil fuels. The prevailing climate change suggests that we have to significantly reduce greenhouse gas emissions. The only way forward is to use renewable energy sources. Among those, solar energy is a clean, affordable, and sustainable source of energy. It has the potential to satisfy the world’s energy demand in the future. However, there is a need to develop new materials that can make solar energy usable. Photovoltaics (PV) are devices that convert photon energy into electrical energy. The most commonly used solar cells are based on crystalline silicon. However, the fabrication process for silicon solar cells is technologically difficult and costly. Solar cells based on lead halide perovskites (PSCs) have emerged as a new candidate for PV applications since 2009. To date, PSCs have achieved 26% power-conversion-efficiency (PCE) for its single junction, and 33.7% PCE for tandem junction devices. However, there is still room for improvement in overall performance. The main challenge for the commercialization of this technology is the stability of the solar cells under operational conditions. Inorganic perovskite CsPbI3 has attracted researchers’ interest due to its stability at elevated temperatures, however, inorganic perovskites also have associated challenges, e.g. phase stability, larger voltage loss compared to their organic-inorganic hybrid counterparts, and interface energy misalignment. The most efficient inorganic perovskite solar cell is stable for up to a few hundred hours while the most stable device in the field of inorganic PSCs reported so far is at 17% PCE. This suggests the need for improvement of the interfaces for enhanced open circuit voltage (VOC), and optimization of the energy alignment at the interfaces. This dissertation presents the study on interfaces between the perovskite layer and hole transport layer (HTL) for stable CsPbI3 solar cells.
The first part of the thesis presents an investigation of the CsPbI3 film annealing environment and its subsequent effects on the perovskite/HTL interface dynamics. Thin films annealed in dry air were compared with thin films annealed in ambient air. Synchrotron-based hard X-ray spectroscopy (HAXPES) measurements reveal that annealing in ambient air does not have an adverse effect; instead, those samples undergo surface band bending. This surface band modification induces changes in interface charge dynamics and, consequently, an improvement in charge extraction at the interfaces. Further, transient surface photovoltage (tr-SPV) simulations show that air-annealed samples exhibit fewer trap states compared to samples annealed in dry air. Finally, by annealing the CsPbI3 films in ambient air, a PCE of 19.8% and Voc of 1.23 V were achieved for an n-i-p structured device.
Interface engineering has emerged as a strategy to extract the charge and optimize the energy alignment in perovskite solar cells (PSCs). An interface with fewer trap states and energy band levels closer to the selective contact helps to attain improved efficiencies in PSCs. The second part of the thesis presents a design for the CsPbI3/HTM interface. In this work, an interface between CsPbI3 perovskite and its hole selective contact N2,N2,N2′,N2′,N7,N7,N7′,N7′-octakis(4-methoxyphenyl)-9,9′-spirobi[9H-fluorene]-2,2′,7,7′-tetramine(Spiro-OMeTAD), realized by trioctylphosphine oxide (TOPO), a dipole molecule is introduced. On top of a perovskite film well-passivated by n-octyl ammonium Iodide (OAI), it created an upward surface band-bending at the interface byTOPO that optimizes energy level alignment and enhances the extraction of holes from the perovskite layer to the hole transport material. Consequently, a Voc of 1.2 V and high-power conversion efficiency (PCE) of over 19% were achieved for inorganic CsPbI3 perovskite solar cells. In addition, the work also sheds light on the interfacial charge-selectivity and the long-term stability of CsPbI3 perovskite solar cells.
The third part of the thesis extends the previous studies to polymeric poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) as HTL. The CsPbI3/P3HT interface is critical due to high non-radiative recombination. This work presents a CsPbI3/P3HT interface modified with a long-chain alkyl halide molecule, n-hexyl trimethyl ammonium bromide (HTAB). This molecule largely passivates the CsPbI3 perovskite surface and improves the charge extraction across the interface. Consequently, a Voc of over 1.00 V and 14.2% PCE were achieved for CsPbI3 with P3HT as HTM.
Overall the results presented in this dissertation introduce and discuss methods to design and study the interfaces in CsPbI3-based solar cells. This study can pave the way for novel interface designs between CsPbI3 and HTM for charge extraction, efficiency and stability.
“How can a course structure be redesigned based on empirical data to enhance the learning effectiveness through a student-centered approach using objective criteria?”, was the research question we asked. “Digital Twins for Virtual Commissioning of Production Machines” is a course using several innovative concepts including an in-depth practical part with online experiments, called virtual labs. The teaching-learning concept is continuously evaluated. Card Sorting is a popular method for designing information architectures (IA), “a practice of effectively organizing, structuring, and labeling the content of a website or application into a structuref that enables efficient navigation” [11]. In the presented higher education context, a so-called hybrid card sort was used, in which each participants had to sort 70 cards into seven predefined categories or create new categories themselves. Twelve out of 28 students voluntarily participated in the process and short interviews were conducted after the activity. The analysis of the category mapping creates a quantitative measure of the (dis-)similarity of the keywords in specific categories using hierarchical clustering (HCA). The learning designer could then interpret the results to make decisions about the number, labeling and order of sections in the course.
With the growing number of online learning resources, it becomes increasingly difficult and overwhelming to keep track of the latest developments and to find orientation in the plethora of offers. AI-driven services to recommend standalone learning resources or even complete learning paths are discussed as a possible solution for this challenge. To function properly, such services require a well-defined set of metadata provided by the learning resource. During the last few years, the so-called MOOChub metadata format has been established as a de-facto standard by a group of MOOC providers in German-speaking countries. This format, which is based on schema.org, already delivers a quite comprehensive set of metadata. So far, this set has been sufficient to list, display, sort, filter, and search for courses on several MOOC and open educational resources (OER) aggregators. AI recommendation services and further automated integration, beyond a plain listing, have special requirements, however. To optimize the format for proper support of such systems, several extensions and modifications have to be applied. We herein report on a set of suggested changes to prepare the format for this task.
The integration of MOOCs into the Moroccan Higher Education (MHE) took place in 2013 by developing different partnerships and projects at national and international levels. As elsewhere, the Covid-19 crisis has played an important role in accelerating distance education in MHE. However, based on our experience as both university professors and specialists in educational engineering, the effective execution of the digital transition has not yet been implemented. Thus, in this article, we present a retrospective feedback of MOOCs in Morocco, focusing on the policies taken by the government to better support the digital transition in general and MOOCs in particular. We are therefore seeking to establish an optimal scenario for the promotion of MOOCs, which emphasizes the policies to be considered, and which recalls the importance of conducting a delicate articulation taking into account four levels, namely environmental, institutional, organizational and individual. We conclude with recommendations that are inspired by the Moroccan academic contex that focus on the major role that MOOCs plays for university students and on maintaining lifelong learning.
“Financial Analysis” is an online course designed for professionals consisting of three MOOCs, offering a professionally and institutionally recognized certificate in finance. The course is open but not free of charge and attracts mostly professionals from the banking industry. The primary objective of this study is to identify indicators that can predict learners at high risk of failure. To achieve this, we analyzed data from a previous course that had 875 enrolled learners and involve in the course during Fall 2021. We utilized correspondence analysis to examine demographic and behavioral variables.
The initial results indicate that demographic factors have a minor impact on the risk of failure in comparison to learners’ behaviors on the course platform. Two primary profiles were identified: (1) successful learners who utilized all the documents offered and spent between one to two hours per week, and (2) unsuccessful learners who used less than half of the proposed documents and spent less than one hour per week. Between these groups, at-risk students were identified as those who used more than half of the proposed documents and spent more than two hours per week. The goal is to identify those in group 1 who may be at risk of failing and those in group 2 who may succeed in the current MOOC, and to implement strategies to assist all learners in achieving success.
This paper presents a new design for MOOCs for professional development of skills needed to meet the UN Sustainable Development Goals – the CoMOOC or Co-designed Massive Open Online Collaboration. The CoMOOC model is based on co-design with multiple stakeholders including end-users within the professional communities the CoMOOC aims to reach. This paper shows how the CoMOOC model could help the tertiary sector deliver on the UN Sustainable Development Goals (UNSDGs) – including but not limited to SDG 4 Education – by providing a more effective vehicle for professional development at a scale that the UNSDGs require. Interviews with professionals using MOOCs, and design-based research with professionals have informed the development of the Co-MOOC model. This research shows that open, online, collaborative learning experiences are highly effective for building professional community knowledge. Moreover, this research shows that the collaborative learning design at the heart of the CoMOOC model is feasible cross-platform Research with teachers working in crisis contexts in Lebanon, many of whom were refugees, will be presented to show how this form of large scale, co-designed, online learning can support professionals, even in the most challenging contexts, such as mass displacement, where expertise is urgently required.
xMOOCs
(2023)
The World Health Organization designed OpenWHO.org to provide an inclusive and accessible online environment to equip learners across the globe with critical up-to-date information and to be able to effectively protect themselves in health emergencies. The platform thus focuses on the eXtended Massive Open Online Course (xMOOC) modality – contentfocused and expert-driven, one-to-many modelled, and self-paced for scalable learning. In this paper, we describe how OpenWHO utilized xMOOCs to reach mass audiences during the COVID-19 pandemic; the paper specifically examines the accessibility, language inclusivity and adaptability of hosted xMOOCs. As of February 2023, OpenWHO had 7.5 million enrolments across 200 xMOOCs on health emergency, epidemic, pandemic and other public health topics available across 65 languages, including 46 courses targeted for the COVID-19 pandemic. Our results suggest that the xMOOC modality allowed OpenWHO to expand learning during the pandemic to previously underrepresented groups, including women, participants ages 70 and older, and learners younger than age 20. The OpenWHO use case shows that xMOOCs should be considered when there is a need for massive knowledge transfer in health emergency situations, yet the approach should be context-specific according to the type of health emergency, targeted population and region. Our evidence also supports previous calls to put intervention elements that contribute to removing barriers to access at the core of learning and health information dissemination. Equity must be the fundamental principle and organizing criteria for public health work.
How to reuse inclusive stem Moocs in blended settings to engage young girls to scientific careers
(2023)
The FOSTWOM project (2019–2022), an ERASMUS+ funding, gave METID (Politecnico di Milano) and the MOOC Técnico (Instituto Superior Técnico, University of Lisbon), together with other partners, the opportunity to support the design and creation of gender-inclusive MOOCs. Among other project outputs, we designed a toolkit and a framework that enabled the production of two MOOCs for undergraduate and graduate students in Science, Technology, Engineering and Maths (STEM) and used them as academic content free of gender stereotypes about intellectual ability. In this short paper, the authors aim to 1) briefly share the main outputs of the project; 2) tell the story of how the FOSTWOM approach together with 3) a motivational strategy, the Heroine’s Learning Journey, proved to be effective in the context of rural and marginal areas in Brazil, with young girls as a specific target audience.
Challenges and proposals for introducing digital certificates in higher education infrastructures
(2023)
Questions about the recognition of MOOCs within and outside higher education were already being raised in the early 2010s. Today, recognition decisions are still made more or less on a case-by-case basis. However, digital certification approaches are now emerging that could automate recognition processes. The technical development of the required machinereadable documents and infrastructures is already well advanced in some cases. The DigiCerts consortium has developed a solution based on a collective blockchain. There are ongoing and open discussions regarding the particular technology, but the institutional implementation of digital certificates raises further questions. A number of workshops have been held at the Institute for Interactive Systems at Technische Hochschule Lübeck, which have identified the need for new responsibilities for issuing certificates. It has also become clear that all members of higher education institutions need to develop skills in the use of digital certificates.
To implement OERs at HEIs sustainably, not just technical infrastructure is required, but also well-trained staff. The University of Graz is in charge of an OER training program for university staff as part of the collaborative project Open Education Austria Advanced (OEAA) with the aim of ensuring long-term competence growth in the use and creation of OERs. The program consists of a MOOC and a guided blended learning format that was evaluated to find out which accompanying teaching and learning concepts can best facilitate targeted competence development. The evaluation of the program shows that learning videos, self-study assignments and synchronous sessions are most useful for the learning process. The results indicate that the creation of OERs is a complex process that can be undergone more effectively in the guided program.
Loss of expertise in the fields of Nuclear- and Radio-Chemistry (NRC) is problematic at a scientific and social level. This has been addressed by developing a MOOC, in order to let students in scientific matters discover all the benefits of NRC to society and improving their awareness of this discipline. The MOOC “Essential Radiochemistry for Society” includes current societal challenges related to health, clean and sustainable energy for safety and quality of food and agriculture.
NRC teachers belonging to CINCH network were invited to use the MOOC in their teaching, according to various usage models: on the basis of these different experiences, some usage patterns were designed, describing context characteristics (number and age of students, course), activities’ scheduling and organization, results and students’ feedback, with the aim of encouraging the use of MOOCs in university teaching, as an opportunity for both lecturers and students. These models were the basis of a “toolkit for teachers”. By experiencing digital teaching resources created by different lecturers, CINCH teachers took a first meaningful step towards understanding the worth of Open Educational Resources (OER) and the importance of their creation, adoption and sharing for knowledge progress. In this paper, the entire path from MOOC concept to MOOC different usage models, to awareness-raising regarding OER is traced in conceptual stages.
Innovat MOOC
(2023)
The COVID-19 pandemic has revealed the importance for university teachers to have adequate pedagogical and technological competences to cope with the various possible educational scenarios (face-to-face, online, hybrid, etc.), making use of appropriate active learning methodologies and supporting technologies to foster a more effective learning environment. In this context, the InnovaT project has been an important initiative to support the development of pedagogical and technological competences of university teachers in Latin America through several trainings aiming to promote teacher innovation. These trainings combined synchronous online training through webinars and workshops with asynchronous online training through the MOOC “Innovative Teaching in Higher Education.” This MOOC was released twice. The first run took place right during the lockdown of 2020, when Latin American teachers needed urgent training to move to emergency remote teaching overnight. The second run took place in 2022 with the return to face-to-face teaching and the implementation of hybrid educational models. This article shares the results of the design of the MOOC considering the constraints derived from the lockdowns applied in each country, the lessons learned from the delivery of such a MOOC to Latin American university teachers, and the results of the two runs of the MOOC.
As Thailand moves towards becoming an innovation-driven economy, the need for human capital development has become crucial. Work-based skill MOOCs, offered on Thai MOOC, a national digital learning platform launched by Thailand Cyber University Project, ministry of Higher Education, Science, Research and Innovation, provide an effective way to overcome this challenge. This paper discusses the challenges faced in designing an instruction for work-based skill MOOCs that can serve as a foundation model for many more to come. The instructional design of work-based skill courses in Thai MOOC involves four simple steps, including course selection, learning from accredited providers, course requirements completion, and certification of acquired skills. The development of such courses is ongoing at the higher education level, vocational level, and pre-university level, which serve as a foundation model for many more work-based skill MOOC that will be offered on Thai MOOC soon. The instructional design of work-based skills courses should focus on the development of currently demanded professional competencies and skills, increasing the efficiency of work in the organization, creativity, and happiness in life that meets the human resources needs of industries in the 4.0 economy era in Thailand. This paper aims to present the challenges of designing instruction for work-based skill MOOCs and suggests effective ways to design instruction to enhance workforce development in Thailand.
This research paper aims to introduce a novel practitioner-oriented and research-based taxonomy of video genres. This taxonomy can serve as a scaffolding strategy to support educators throughout the entire educational system in creating videos for pedagogical purposes. A taxonomy of video genres is essential as videos are highly valued resources among learners. Although the use of videos in education has been extensively researched and well-documented in systematic research reviews, gaps remain in the literature. Predominantly, researchers employ sophisticated quantitative methods and similar approaches to measure the performance of videos. This trend has led to the emergence of a strong learning analytics research tradition with its embedded literature. This body of research includes analysis of performance of videos in online courses such as Massive Open Online Courses (MOOCs). Surprisingly, this same literature is limited in terms of research outlining approaches to designing and creating educational videos, which applies to both video-based learning and online courses. This issue results in a knowledge gap, highlighting the need for developing pedagogical tools and strategies for video making. These can be found in frameworks, guidelines, and taxonomies, which can serve as scaffolding strategies. In contrast, there appears to be very few frameworks available for designing and creating videos for pedagogica purposes, apart from a few well-known frameworks. In this regard, this research paper proposes a novel taxonomy of video genres that educators can utilize when creating videos intended for use in either video-based learning environments or online courses. To create this taxonomy, a large number of videos from online courses were collected and analyzed using a mixed-method research design approach.
From MOOC to “2M-POC”
(2023)
IFP School develops and produces MOOCs since 2014. After the COVID-19 crisis, the demand of our industrial and international partners to offer continuous training to their employees increased drastically in an energy transition and sustainable mobility environment that finds itself in constant and rapid evolution. Therefore, it is time for a new format of digital learning tools to efficiently and rapidly train an important number of employees. To address this new demand, in a more and more digital learning environment, we have completely changed our initial MOOC model to propose an innovative SPOC business model mixing synchronous and asynchronous modules. This paper describes the work that has been done to transform our MOOCs to a hybrid SPOC model. We changed the format itself from a standard MOOC model of several weeks to small modules of one week average more adapted to our client’s demand. We precisely engineered the exchanges between learners and the social aspect all along the SPOC duration. We propose a multimodal approach with a combination of asynchronous activities like online module, exercises, and synchronous activities like webinars with experts, and after-work sessions. Additionally, this new format increases the number of uses of the MOOC resources by our professors in our own master programs.
With all these actions, we were able to reach a completion rate between 80 and 96% – total enrolled –, compared to the completion rate of 15 to 28% – total enrolled – as to be recorded in our original MOOC format. This is to be observed for small groups (50–100 learners) as SPOC but also for large groups (more than 2500 learners), as a Massive and Multimodal Private Online Course (“2M-POC”). Today a MOOC is not a simple assembly of videos, text, discussions forums and validation exercises but a complete multimodal learning path including social learning, personal followup, synchronous and asynchronous modules. We conclude that the original MOOC format is not at all suitable to propose efficient training to companies, and we must re-engineer the learning path to have a SPOC hybrid and multimodal training compatible with a cost-effective business model.
In 2020, the project “iMooX – The MOOC Platform as a Service for all Austrian Universities” was launched. It is co-financed by the Austrian Ministry of Education, Science and Research. After half of the funding period, the project management wants to assess and share results and outcomes but also address (potential) additional “impacts” of the MOOC platform. Building upon work on OER impact assessment, this contribution describes in detail how the specific iMooX.at approach of impact measurement was developed. Literature review, stakeholder analysis, and problem-based interviews were the base for developing a questionnaire addressing the defined key stakeholder “MOOC creators”. The article also presents the survey results in English for the first time but focuses more on the development, strengths, and weaknesses of the selected methods. The article is seen as a contribution to the further development of impact assessment for MOOC platforms.
Thai MOOC academy
(2023)
Thai MOOC Academy is a national digital learning platform that has been serving as a mechanism for promoting lifelong learning in Thailand since 2017. It has recently undergone significant improvements and upgrades, including the implementation of a credit bank system and a learner’s eportfolio system interconnected with the platform. Thai MOOC Academy is introducing a national credit bank system for accreditation and management, which allows for the transfer of expected learning outcomes and educational qualifications between formal education, non-formal education, and informal education. The credit bank system has five distinct features, including issuing forgery-prevented certificates, recording learning results, transferring external credits within the same wallet, accumulating learning results, and creating a QR code for verification purposes. The paper discusses the features and future potential of Thai MOOC Academy, as it is extended towards a sandbox for the national credit bank system in Thailand.
The MOOChub is a joined web-based catalog of all relevant German and Austrian MOOC platforms that lists well over 750 Massive Open Online Courses (MOOCs). Automatically building such a catalog requires that all partners describe and publicly offer the metadata of their courses in the same way. The paper at hand presents the genesis of the idea to establish a common metadata standard and the story of its subsequent development. The result of this effort is, first, an open-licensed de-facto-standard, which is based on existing commonly used standards and second, a first prototypical platform that is using this standard: the MOOChub, which lists all courses of the involved partners. This catalog is searchable and provides a more comprehensive overview of basically all MOOCs that are offered by German and Austrian MOOC platforms. Finally, the upcoming developments to further optimize the catalog and the metadata standard are reported.
Digital technologies have enabled a variety of learning offers that opened new challenges in terms of recognition of formal, informal and non-formal learning, such as MOOCs.
This paper focuses on how providing relevant data to describe a MOOC is conducive to increase the transparency of information and, ultimately, the flexibility of European higher education.
The EU-funded project ECCOE took up these challenges and developed a solution by identifying the most relevant descriptors of a learning opportunity with a view to supporting a European system for micro-credentials. Descriptors indicate the specific properties of a learning opportunity according to European standards. They can provide a recognition framework also for small volumes of learning (micro-credentials) to support the integration of non-formal learning (MOOCs) into formal learning (e.g. institutional university courses) and to tackle skills shortage, upskilling and reskilling by acquiring relevant competencies. The focus on learning outcomes can facilitate the recognition of skills and competences of students and enhance both virtual and physical mobility and employability.
This paper presents two contexts where ECCOE descriptors have been adopted: the Politecnico di Milano MOOC platform (Polimi Open Knowledge – POK), which is using these descriptors as the standard information to document the features of its learning opportunities, and the EU-funded Uforest project on urban forestry, which developed a blended training program for students of partner universities whose MOOCs used the ECCOE descriptors.
Practice with ECCOE descriptors shows how they can be used not only to detail MOOC features, but also as a compass to design the learning offer. In addition, some rules of thumb can be derived and applied when using specific descriptors.
Founded in 2013, OpenClassrooms is a French online learning company that offers both paid courses and free MOOCs on a wide range of topics, including computer science and education. In 2021, in partnership with the EDA research unit, OpenClassrooms shared a database to solve the problem of how to increase persistence in their paid courses, which consist of a series of MOOCs and human mentoring. Our statistical analysis aims to identify reasons for dropouts that are due to the course design rather than demographic predictors or external factors.We aim to identify at-risk students, i.e. those who are on the verge of dropping out at a specific moment. To achieve this, we use learning analytics to characterize student behavior. We conducted data analysis on a sample of data related to the “Web Designers” and “Instructional Design” courses. By visualizing the student flow and constructing speed and acceleration predictors, we can identify which parts of the course need to be calibrated and when particular attention should be paid to these at-risk students.
The main aim of this article is to explore how learning analytics and synchronous collaboration could improve course completion and learner outcomes in MOOCs, which traditionally have been delivered asynchronously. Based on our experience with developing BigBlueButton, a virtual classroom platform that provides educators with live analytics, this paper explores three scenarios with business focused MOOCs to improve outcomes and strengthen learned skills.
Modularization describes the transformation of MOOCs from a comprehensive academic course format into smaller, more manageable learning offerings. It can be seen as one of the prerequisites for the successful implementation of MOOC-based micro-credentials in professional education and training. This short paper reports on the development and application of a modularization framework for Open Online Courses. Using the example of eGov-Campus, a German MOOC provider for the public sector linked to both academia and formal professional development, the structural specifications for modularized MOOC offerings and a methodology for course transformation as well as associated challenges in technology, organization and educational design are outlined. Following on from this, future prospects are discussed under the headings of individualization, certification and integration.
This work explores the use of different generative AI tools in the design of MOOC courses. Authors in this experience employed a variety of AI-based tools, including natural language processing tools (e.g. Chat-GPT), and multimedia content authoring tools (e.g. DALLE-2, Midjourney, Tome.ai) to assist in the course design process. The aim was to address the unique challenges of MOOC course design, which includes to create engaging and effective content, to design interactive learning activities, and to assess student learning outcomes. The authors identified positive results with the incorporation of AI-based tools, which significantly improved the quality and effectiveness of MOOC course design. The tools proved particularly effective in analyzing and categorizing course content, identifying key learning objectives, and designing interactive learning activities that engaged students and facilitated learning. Moreover, the use of AI-based tools, streamlined the course design process, significantly reducing the time required to design and prepare the courses. In conclusion, the integration of generative AI tools into the MOOC course design process holds great potential for improving the quality and efficiency of these courses. Researchers and course designers should consider the advantages of incorporating generative AI tools into their design process to enhance their course offerings and facilitate student learning outcomes while also reducing the time and effort required for course development.
The massive growth of MOOCs in 2011 laid the groundwork for the achievement of SDG 4. With the various benefits of MOOCs, there is also anticipation that online education should focus on more interactivity and global collaboration. In this context, the Global MOOC and Online Education Alliance (GMA) established a diverse group of 17 world-leading universities and three online education platforms from across 14 countries on all six continents in 2020. Through nearly three years of exploration, GMA has gained experience and achieved progress in fostering global cooperation in higher education. First, in joint teaching, GMA has promoted in-depth cooperation between members inside and outside the alliance. Examples include promoting the exchange of high-quality MOOCs, encouraging the creation of Global Hybrid Classroom, and launching Global Hybrid Classroom Certificate Programs. Second, in capacity building and knowledge sharing, GMA has launched Online Education Dialogues and the Global MOOC and Online Education Conference, inviting global experts to share best practices and attracting more than 10 million viewers around the world. Moreover, GMA is collaborating with international organizations to support teachers’ professional growth, create an online learning community, and serve as a resource for further development. Third, in public advocacy, GMA has launched the SDG Hackathon and Global Massive Open Online Challenge (GMOOC) and attracted global learners to acquire knowledge and incubate their innovative ideas within a cross-cultural community to solve real-world problems that all humans face and jointly create a better future. Based on past experiences and challenges, GMA will explore more diverse cooperation models with more partners utilizing advanced technology, provide more support for digital transformation in higher education, and further promote global cooperation towards building a human community with a shared future.
This research paper provides an overview of the current state of MOOCs (massive open online courses) and universities in Austria, focusing on the national MOOC platform iMooX.at. The study begins by presenting the results of an analysis of the performance agreements of 22 Austrian public universities for the period 2022–2024, with a specific focus on the mention of MOOC activities and iMooX. The authors find that 12 of 22 (55 %) Austrian public universities use at least one of these terms, indicating a growing interest in MOOCs and online learning. Additionally, the authors analyze internal documentation data to share insights into how many universities in Austria have produced and/or used a MOOC on the iMooX platform since its launch in 2014. These findings provide a valuable measure of the current usage and monitoring of MOOCs and iMooX among Austrian higher education institutions. Overall, this research contributes to a better understanding of the current state of MOOCs and their integration within Austrian higher education.
Within the context of United Nations (UN) environmental institutions, it has become apparent that intergovernmental responses alone have been insufficient for dealing with pressing transboundary environmental problems. Diverging economic and political interests, as well as broader changes in power dynamics and norms within global (environmental) governance, have resulted in negotiation and implementation efforts by UN member states becoming stuck in institutional gridlock and inertia. These developments have sparked a renewed debate among scholars and practitioners about an imminent crisis of multilateralism, accompanied by calls for reforming UN environmental institutions. However, with the rise of transnational actors and institutions, states are not the only relevant actors in global environmental governance. In fact, the fragmented architectures of different policy domains are populated by a hybrid mix of state and non-state actors, as well as intergovernmental and transnational institutions. Therefore, coping with the complex challenges posed by severe and ecologically interdependent transboundary environmental problems requires global cooperation and careful management from actors beyond national governments.
This thesis investigates the interactions of three intergovernmental UN treaty secretariats in global environmental governance. These are the secretariats of the United Nations Framework Convention on Climate Change, the Convention on Biological Diversity, and the United Nations Convention to Combat Desertification. While previous research has acknowledged the increasing autonomy and influence of treaty secretariats in global policy-making, little attention has been paid to their strategic interactions with non-state actors, such as non-governmental organizations, civil society actors, businesses, and transnational institutions and networks, or their coordination with other UN agencies. Through qualitative case-study research, this thesis explores the means and mechanisms of these interactions and investigates their consequences for enhancing the effectiveness and coherence of institutional responses to underlying and interdependent environmental issues.
Following a new institutionalist ontology, the conceptual and theoretical framework of this study draws on global governance research, regime theory, and scholarship on international bureaucracies. From an actor-centered perspective on institutional interplay, the thesis employs concepts such as orchestration and interplay management to assess the interactions of and among treaty secretariats. The research methodology involves structured, focused comparison, and process-tracing techniques to analyze empirical data from diverse sources, including official documents, various secondary materials, semi-structured interviews with secretariat staff and policymakers, and observations at intergovernmental conferences.
The main findings of this research demonstrate that secretariats employ tailored orchestration styles to manage or bypass national governments, thereby raising global ambition levels for addressing transboundary environmental problems. Additionally, they engage in joint interplay management to facilitate information sharing, strategize activities, and mobilize relevant actors, thereby improving coherence across UN environmental institutions. Treaty secretariats play a substantial role in influencing discourses and knowledge exchange with a wide range of actors. However, they face barriers, such as limited resources, mandates, varying leadership priorities, and degrees of politicization within institutional processes, which may hinder their impact. Nevertheless, the secretariats, together with non-state actors, have made progress in advancing norm-building processes, integrated policy-making, capacity building, and implementation efforts within and across framework conventions. Moreover, they utilize innovative means of coordination with actors beyond national governments, such as data-driven governance, to provide policy-relevant information for achieving overarching governance targets.
Importantly, this research highlights the growing interactions between treaty secretariats and non-state actors, which not only shape policy outcomes but also have broader implications for the polity and politics of international institutions. The findings offer opportunities for rethinking collective agency and actor dynamics within UN entities, addressing gaps in institutionalist theory concerning the interaction of actors in inter-institutional spaces. Furthermore, the study addresses emerging challenges and trends in global environmental governance that are pertinent to future policy-making. These include reflections for the debate on reforming international institutions, the role of emerging powers in a changing international world order, and the convergence of public and private authority through new alliance-building and a division of labor between international bureaucracies and non-state actors in global environmental governance.
Animal movement is a crucial aspect of life, influencing ecological and evolutionary processes. It plays an important role in shaping biodiversity patterns, connecting habitats and ecosystems. Anthropogenic landscape changes, such as in agricultural environments, can impede the movement of animals by affecting their ability to locate resources during recurring movements within home ranges and, on a larger scale, disrupt migration or dispersal. Inevitably, these changes in movement behavior have far-reaching consequences on the mobile link functions provided by species inhabiting such extensively altered matrix areas. In this thesis, I investigate the movement characteristics and activity patterns of the European hare (Lepus europaeus), aiming to understand their significance as a pivotal species in fragmented agricultural landscapes. I reveal intriguing results that shed light on the importance of hares for seed dispersal, the influence of personality traits on behavior and space use, the sensitivity of hares to extreme weather conditions, and the impacts of GPS collaring on mammals' activity patterns and movement behavior.
In Chapter I, I conducted a controlled feeding experiment to investigate the potential impact of hares on seed dispersal. By additionally utilizing GPS data of hares in two contrasting landscapes, I demonstrated that hares play a vital role, acting as effective mobile linkers for many plant species in small and isolated habitat patches. The analysis of seed intake and germination success revealed that distinct seed traits, such as density, surface area, and shape, profoundly affect hares' ability to disperse seeds through endozoochory. These findings highlight the interplay between hares and plant communities and thus provide valuable insights into seed dispersal mechanisms in fragmented landscapes.
By employing standardized behavioral tests in Chapter II, I revealed consistent behavioral responses among captive hares while simultaneously examining the intricate connection between personality traits and spatial patterns within wild hare populations. This analysis provides insights into the ecological interactions and dynamics within hare populations in agricultural habitats. Examining the concept of animal personality, I established a link between personality traits and hare behavior. I showed that boldness, measured through standardized tests, influences individual exploration styles, with shy and bold hares exhibiting distinct space use patterns. In addition to providing valuable insights into the role of animal personality in heterogeneous environments, my research introduced a novel approach demonstrating the feasibility of remotely assessing personality types using animal-borne sensors without additional disturbance of the focal individual.
While climate conditions severely impact the activity and, consequently, the fitness of wildlife species across the globe, in Chapter III, I uncovered the sensitivity of hares to temperature, humidity, and wind speed during their peak reproduction period. I found a strong response in activity to high temperatures above 25°C, with a particularly pronounced effect during temperature extremes of over 35°C. The non-linear relationship between temperature and activity was characterized by contrasting responses observed for day and night. These findings emphasize the vulnerability of hares to climate change and the potential consequences for their fitness and population dynamics with the ongoing rise of temperature.
Since such insights can only be obtained through capturing and tagging free-ranging animals, I assessed potential impacts and the recovery process post-collar attachment in Chapter IV. For this purpose, I examined the daily distances moved and the temporal-associated activity of 1451 terrestrial mammals out of 42 species during their initial tracking period. The disturbance intensity and the speed of recovery varied across species, with herbivores, females, and individuals captured and collared in relatively secluded study areas experiencing more pronounced disturbances due to limited anthropogenic influences.
Mobile linkers are essential for maintaining biodiversity as they influence the dynamics and resilience of ecosystems. Furthermore, their ability to move through fragmented landscapes makes them a key component for restoring disturbed sites. Individual movement decisions determine the scale of mobile links, and understanding variations in space use among individuals is crucial for interpreting their functions. Climate change poses further challenges, with wildlife species expected to adjust their behavior, especially in response to high-temperature extremes, and comprehending the anthropogenic influence on animal movements will remain paramount to effective land use planning and the development of successful conservation strategies.
This thesis provides a comprehensive ecological understanding of hares in agricultural landscapes. My research findings underscore the importance of hares as mobile linkers, the influence of personality traits on behavior and spatial patterns, the vulnerability of hares to extreme weather conditions, and the immediate consequences of collar attachment on mammalian movements. Thus, I contribute valuable insights to wildlife conservation and management efforts, aiding in developing strategies to mitigate the impact of environmental changes on hare populations. Moreover, these findings enable the development of methodologies aimed at minimizing the impacts of collaring while also identifying potential biases in the data, thereby benefiting both animal welfare and the scientific integrity of localization studies.
Background: Physical fitness is a key aspect of children’s ability to perform activities of daily living, engage in leisure activities, and is associated with important health characteristics. As such, it shows multi-directional associations with weight status as well as executive functions, and varies according to a variety of moderating factors, such as the child’s gender, age, geographical location, and socioeconomic conditions and context. The assessment and monitoring of children’s physical fitness has gained attention in recent decades, as has the question of how to promote physical fitness through the implementation of a variety of programs and interventions. However, these programs and interventions rarely focus on children with deficits in their physical fitness. Due to their deficits, these children are at the highest risk of suffering health impairments compared to their more average fit peers. In efforts to promote physical fitness, schools could offer promising and viable approaches to interventions, as they provide access to large youth populations while providing useful infrastructure. Evidence suggests that school-based physical fitness interventions, particularly those that include supplementary physical education, are useful for promoting and improving physical fitness in children with normal fitness. However, there is little evidence on whether these interventions have similar or even greater effects on children with deficits in their physical fitness. Furthermore, the question arises whether these measures help to sustainably improve the development/trajectories of physical fitness in these children.
The present thesis aims to elucidate the following four objectives: (1) to evaluate the effects of a 14 week intervention with 2 x 45 minutes per week additional remedial physical education on physical fitness and executive function in children with deficits in their physical fitness; (2) to assess moderating effects of body height and body mass on physical fitness components in children with physical fitness deficits; (3) to assess moderating effects of age and skeletal growth on physical fitness in children with physical fitness deficits; and (4) to analyse moderating effects of different physical fitness components on executive function in children with physical fitness deficits.
Methods: Using physical fitness data from the EMOTIKON study, 76 third graders with physical fitness deficits were identified in 11 schools in Brandenburg state that met the requirements for implementing a remedial physical education intervention (i.e., employing specially trained physical education teachers). The fitness intervention was implemented in a cross-over design and schools were randomly assigned to either an intervention-control or control-intervention group. The remedial physical education intervention consisted of a 14 week, 2 x 45 minutes per week remedial physical education curriculum supplemented by a physical exercise homework program. Assessments were conducted at the beginning and end of each intervention and control period, and further assessments were conducted at the beginning and end of each school year until the end of sixth grade. Physical fitness as the primary outcome was assessed using fitness tests implemented in the EMOTIKON study (i.e., lower body muscular strength (standing long jump), speed (20 m sprint), cardiorespiratory fitness (6 min run), agility (star run), upper body muscular strength (ball push test), and balance (one leg balance)). Executive functions as a secondary outcome were assessed using attention and psychomotor processing speed (digit symbol substitution test), mental flexibility and fine motor skills (trail making test), and inhibitory control (Simon task). Anthropometric measures such as body height, body mass, maturity offset, and body composition parameters, as well as socioeconomic information were recorded as potential moderators.
Results: (1) The evaluation of possible effects of the remedial physical education intervention on physical fitness and executive functions of children with deficits in their physical fitness did not reveal any detectable intervention-related improvements in physical fitness or executive functions. The implemented analysis strategies also showed moderating effects of body mass index (BMI) on performance in 6 min run, star run, and standing long jump, with children with a lower BMI performing better, moderating effects of proximity to Berlin on performance in the 6 min run and standing long jump, better performances being found in children living closer to Berlin, and overall gendered differences in executive function test performance, with boys performing better compared to girls. (2) Analysing moderating effects of body height and body mass on physical fitness performance, better overall physical fitness performance was found for taller children. For body mass, a negative effect was found on performance in the 6 min run (linear), standing long jump (linear), and 20 m sprint (quadratic), with better performance associated with lighter children, and a positive effect of body mass on performance in the ball push test, with heavier children performing better. In addition, the analysis revealed significant interactions between body height and body mass on performance in 6 min run and 20 m sprint, with higher body mass being associated with performance improvements in larger children, while higher body mass was associated with performance declines in smaller children. In addition, the analysis revealed overall age-related improvements in physical fitness and was able to show that children with better overall physical fitness also elicit greater age-related improvements. (3) In the analysis of moderating effects of age and maturity offset on physical fitness performances, two unrotated principal components of z-transformed age and maturity offset values were calculated (i.e., relative growth = (age + maturity offset)/2; growth delay = (age - maturity offset)) to avoid colinearity. Analysing these constructs revealed positive effects of relative growth on performances in star run, 20 m sprint, and standing long jump, with children of higher relative growth performing better. For growth delay, positive effects were found on performances in 6 min run and 20 m sprint, with children having larger growth delays showing better performances. Further, the model revealed gendered differences in 6 min run and 20 m sprint performances with girls performing better than boys. (4) Analysing the effects of physical fitness tests on executive function revealed a positive effect of star run and one leg balance performance and a negative effect of 6 min run performance on reaction speed in the Simon task. However, these effects were not detectable when individual differences were accounted for. Then these effects showed overall positive effects, with better performances being associated with faster reaction speeds. In addition, the analysis revealed a positive correlation between overall reaction speed and effects of the 6 min run, suggesting that children with greater effects of 6 min run had faster overall reaction speeds. Negative correlations were found between star run effects and age effects on Simon task reaction speed, meaning that children with larger star run effects had smaller age effects, and between 6 min run effects and star run effects on Simon task reaction speed, meaning that children with larger 6 min run effects tended to have smaller star run effects on Simon task reaction speed and vice versa.
Conclusions: (1) The lack of detectable intervention-related effects could have been caused by an insufficient intervention period, by the implementation of comprehensive and thus non- specific exercises, or by both. Accordingly, longer intervention periods and/or more specific exercises may have been more beneficial and could have led to detectable improvements in physical fitness and/or executive function. However, it remains unclear whether these interventions can benefit children with deficits in physical fitness, as it is possible that their deficits are not caused by a mere lack of exercise, but rather depend on the socioeconomic conditions of the children and their families and areas. Therefore, further research is needed to assess the moderation of physical fitness in children with physical fitness deficits and, in particular, the links between children’s environment and their physical fitness trajectories. (2) Findings from this work suggest that using BMI as a composite of body height and body mass may not be able to capture the variation associated with these parameters and their interactions. In particular, because of their multidirectional associations, further research would help elucidate how BMI and its subcomponents influence physical fitness and how they vary between children with and without physical fitness deficits. (3) The assessment of growth- related changes indicated negative effects associated with the growth spurt approaching age of peak height velocity, and furthermore showed significant differences in these effects between children. Thus, these effects and possible interindividual differences should be considered in the assessment of the development of physical fitness in children. (4) Furthermore, this work has shown that the associations between physical fitness and executive functions vary between children and may be moderated by children’s socioeconomic conditions and the structure of their daily activities. Further research is needed to explore these associations using approaches that account for individual variance.
In this work, the role of the TusA protein was investigated for the cell functionality and FtsZ ring assembly in Escherichia coli. TusA is the tRNA-2-thiouridine synthase that acts as a sulfur transferase in tRNA thiolation for the formation of 2-thiouridine at the position 34 (wobble base) of tRNALys, tRNAGlu and tRNAGln. It binds the persulfide form of sulfur and transfers it to further proteins during mnm5s2U tRNA modification at wobble position and for Moco biosynthesis. With this thiomodification of tRNA, the ribosome binding is more efficient and frameshifting is averted during the protein translation. Previous studies have revealed an essential role of TusA in bacterial cell physiology since deletion of the tusA gene resulted in retarded growth and filamentous cells during the exponential growth phase in a rich medium which suddenly disappeared during the stationary phase. This indicates a problem in the cell division process. Therefore the focus of this work was to investigate the role of TusA for cell functionality and FtsZ ring formation and thus the cell separation.
The reason behind the filamentous growth of the tusA mutant strain was investigated by growth and morphological analyses. ΔtusA cells showed a retarded growth during the exponential phase compared to the WT strain. Also, morphological analysis of ΔtusA cells confirmed the filamentous cell shape. The growth and cell division defects in ΔtusA indicated a defect in FtsZ protein as a key player of cell division. The microscopic investigation revealed that filamentous ΔtusA cells possessed multiple DNA parts arranged next to each other. This suggested that although the DNA replication occurred correctly, there was a defect in the step where FtsZ should act; probably FtsZ is unable to assemble to the ring structure or the assembled ring is not able to constrict. All tested mutant strains (ΔtusD, ΔtusE and ΔmnmA) involved in the mnm5s2U34 tRNA modification pathway shared the similar retarded growth and filamentous cell shape like ΔtusA strain. Thus, the cell division defect arises from a defect in mnm5s2U34 tRNA thiolation.
Since the FtsZ ring formation was supposed to be defective in filaments, a possible intracellular interaction of TusA and FtsZ was examined by fluorescent (EGFP and mCherry) fusion proteins expression and FRET. FtsZ expressing tusA mutant (DE3) cells showed a red mCherry signal at the cell poles, indicating that FtsZ is still in the assembling phase. Interestingly, the cellular region of EGFP-TusA fusion protein expressed in ΔtusA (DE3) was conspicuous; the EGFP signal was spread throughout the whole cell and, in addition, a slight accumulation of the EGFP-TusA fluorescence was detectable at the cell poles, the same part of the cell as for mCherry-FtsZ. Thus, this strongly suggested an interaction of TusA and FtsZ.
Furthermore, the cellular FtsZ and Fis concentrations, and their change during different growth phases were determined via immunoblotting. All tested deletion strains of mnm5s2U34 tRNA modification show high cellular FtsZ and Fis levels in the exponential phase, shifting to the later growth phases. This shift reflects the retarded growth, whereby the deletion strains reach later the exponential phase. Conclusively, the growth and cell division defect, and thus the formation of filaments, is most likely caused by changes in the cellular FtsZ and Fis concentrations.
Finally, the translation efficiencies of certain proteins (RpoS, Fur, Fis and mFis) in tusA mutant and in additional gene deletion strains were studied whether they were affected by using unmodified U34 tRNAs of Lys, Glu and Gln. The translation efficiency is decreased in mnm5s2U34 tRNA modification-impaired strains in addition to their existing growth and cell division defect due to the elimination of these three amino acids. Finally, these results confirm and reinforce the importance of Lys, Glu and Gln and the mnm5s2U34 tRNA thiolation for efficient protein translation. Thus, these findings verify that the translation of fur, fis and rpoS is regulated by mnm5s2U34 tRNA modifications, which is growth phase-dependent.
In total, this work showed the importance of the role of TusA for bacterial cell functionality and physiology. The deletion of the tusA gene disrupted a complex regulatory network within the cell, that most influenced by the decreased translation of Fis and RpoS, caused by the absence of mnm5s2U34 tRNA modifications. The disruption of RpoS and Fis cellular network influences in turn the cellular FtsZ level in the early exponential phase. Finally, the reduced FtsZ concentration leads to elongated, filamentous E. coli cells, which are unable to divide.
This short paper sets out to propose a novel and interesting learning design that facilitates for cooperative learning in which students do not conduct traditional group work in an asynchronous online education setting. This learning design will be explored in a Small Private Online Course (SPOC) among teachers and school managers at a teacher education. Such an approach can be made possible by applying specific criteria commonly used to define collaborative learning. Collaboration can be defined, among other things, as a structured way of working among students that includes elements of co-laboring. The cooperative learning design involves adapting various traditional collaborative learning approaches for use in an online learning environment. A critical component of this learning design is that students work on a self-defined case project related to their professional practices. Through an iterative process, students will receive ongoing feedback and formative assessments from instructors and follow students at specific points, meaning that co-constructing of knowledge and learning takes place as the SPOC progresses. This learning design can contribute to better learning experiences and outcomes for students, and be a valuable contribution to current research discussions on learning design in Massive Open Online Courses (MOOCs).
This qualitative study explores the impact of Personalized Learning Experience (PLE) courses at a higher education institution from the perspective of undergraduate students. The PLE program requires students to take at least one of their elective courses in the form of MOOCs during their undergraduate studies. Drawing on interviews with six students across different faculties, the study identified four key themes that encapsulate the effects of PLE courses: (1) Certificate driven learning with a focus on occupation skill enhancement, (2) diverse course offerings to enhance personal and academic development, (3) learning flexibility, and (4) student satisfaction. The findings suggest that PLE courses offered through MOOC platforms allow students to broaden their academic horizons, gain valuable skills, and tailor their education to better align with their interests and goals. Furthermore, this study highlights the potential benefits of incorporating PLE courses in higher education institutions, emphasizing their role in promoting a more dynamic and student-centered learning environment.
In an effort to describe and produce different formats for video instruction, the research community in technology-enhanced learning, and MOOC scholars in particular, have focused on the general style of video production: whether it is a digitally scripted “talk-and-chalk” or a “talking head” version of a learning unit. Since these production styles include various sub-elements, this paper deconstructs the inherited elements of video production in the context of educational live-streams. Using over 700 videos – both from synchronous and asynchronous modalities of large video-based platforms (YouTube and Twitch), 92 features were found in eight categories of video production. These include commonly analyzed features such as the use of green screen and a visible instructor, but also less studied features such as social media connections and changing camera perspective depending on the topic being covered. Overall, the research results enable an analysis of common video production styles and a toolbox for categorizing new formats – independent of their final (a)synchronous use in MOOCs. Keywords: video production, MOOC video styles, live-streaming.
This paper investigates private university students’ language learning activities in MOOC platforms and their attitude toward it. The study explores the development of MOOC use in Chinese private universities, with a focus on two modes: online et blended. We conducted empirical studies with students learning French and Japanese as a second foreign language, using questionnaires (N = 387) and interviews (N = 20) at a private university in Wuhan. Our results revealed that the majority of students used the MOOC platform more than twice a week and focused on the MOOC video, materials and assignments. However, we also found that students showed less interest in online communication (forums). Those who worked in the blended learning mode, especially Japanese learning students, had a more positive attitude toward MOOCs than other students.
“One video fit for all”
(2023)
Online learning in mathematics has always been challenging, especially for mathematics in STEM education. This paper presents how to make “one fit for all” lecture videos for mathematics in STEM education. In general, we do believe that there is no such thing as “one fit for all” video. The curriculum requires a high level of prior knowledge in mathematics from high school to get a good understanding, and the variation of prior knowledge levels among STEM education students is often high. This creates challenges for both online teaching and on-campus teaching. This article presents experimenting and researching on a video format where students can get a real-time feeling, and which fits their needs regarding their existing prior knowledge. They have the possibility to ask and receive answers during the video without having to feel that they must jump into different sources, which helps to reduce unnecessary distractions. The fundamental video format presented here is that of dynamic branching videos, which has to little degree been researched in education related studies. The reason might be that this field is quite new for higher education, and there is relatively high requirement on the video editing skills from the teachers’ side considering the platforms that are available so far. The videos are implemented for engineering students who take the Linear Algebra course at the Norwegian University of Science and Technology in spring 2023. Feedback from the students gathered via anonymous surveys so far (N = 21) is very positive. With the high suitability for online teaching, this video format might lead the trend of online learning in the future. The design and implementation of dynamic videos in mathematics in higher education was presented for the first time at the EMOOCs conference 2023.
Academia-industry collaborations are beneficial when both sides bring strengths to the partnership and the collaboration outcome is of mutual benefit. These types of collaboration projects are seen as a low-risk learning opportunity for both parties. In this paper, government initiatives that can change the business landscape and academia-industry collaborations that can provide upskilling opportunities to fill emerging business needs are discussed. In light of Japan’s push for next-level modernization, a Japanese software company took a positive stance towards building new capabilities outside what it had been offering its customers. Consequently, an academic research group is laying out infrastructure for learning analytics research. An existing learning analytics dashboard was modularized to allow the research group to focus on natural language processing experiments while the software company explores a development framework suitable for data visualization techniques and artificial intelligence development. The results of this endeavor demonstrate that companies working with academia can creatively explore collaborations outside typical university-supported avenues.
Kraft und Kognition
(2023)
Die in den letzten Jahren aus Querschnittstudien gewonnenen empirischen Erkenntnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hin [10]. Diese Beobachtung wird von Längsschnittstudien gestützt, bei denen in Folge gezielter Krafttrainingsinterventionen, welche typischerweise zur Steigerung der muskulären Kraftleistungsfähigkeit führen, Verbesserungen der kognitiven Leistungsfähigkeit dokumentiert werden konnten [11]. Die zugrundeliegenden Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit begründen, sind jedoch noch nicht vollständig bekannt und bedürfen weiterer Forschung [10,12]. Vor diesem Hintergrund hatten die im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten das übergeordnete Ziel, die Mechanismen zu untersuchen, welche den Zusammenhang zwischen der muskulären Kraftleistungsfähigkeit und der kognitiven Leistungsfähigkeit erklären können. In dieser Arbeit wurden dazu unterschiedliche Populationen (junge Menschen und ältere Menschen ohne und mit leichten kognitiven Störungen) unter Anwendung verschiedener untersuchungsmethodischer Ansätze (systematische Literaturrecherche, Doppelaufgabenparadigma und funktionelle Nahinfrarotspektroskopie) untersucht. Aufgrund der im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten, die konsekutiv aufeinander aufbauen, konnten folgende Haupterkenntnisse gewonnen werden:
• Um einen umfassenden Überblick über die aktuelle Evidenzlage zum Thema Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit sowie den zugrundeliegenden neuronalen Korrelaten zu erlangen, wurde eine systematische Literaturrecherche zu diesem Forschungsthema durchgeführt. Die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche dokumentieren, dass ein gezieltes Krafttraining neben der Steigerung der kognitiven Leistungsfähigkeit zu funktionellen und strukturellen Veränderungen des Gehirns, insbesondere in frontalen Gehirnregionen, führen kann [13]. Ferner zeigen die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche, bei der eine begrenzte Anzahl verfügbarer Studien (n = 18) identifiziert wurde, den Bedarf weiterer Forschungsarbeiten zu diesem Themenfeld an [13].
• Zur Überprüfung der Hypothese, dass zur Ausführung von Krafttrainingsübungen höhere kognitive Prozesse benötigt werden, wurde in einer experimentellen Studie bei jüngeren gesunden Erwachsenen das Doppelaufgabenparadigma bei der Krafttrainingsübung Knie-beuge angewendet. Die in dieser Studie beobachteten Doppelaufgabenkosten bei der Ausführung der Krafttrainingsübung Kniebeuge (im Vergleich zur Kontrollbedingung Stehen) deuten auf die Beteiligung höherer kognitiver Prozesse zur Lösung dieser Bewegungsaufgabe hin und bestätigen die aufgestellte Hypothese [14].
• Um die Hypothese zu untersuchen, dass spezifische neuronale Korrelate (funktionelle Gehirnaktivität) den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit vermitteln, wurde bei jungen gesunden Erwachsenen der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der kortikalen hämodynamischen Antwortreaktion untersucht, die bei der Durchführung eines standardisierten kognitiven Tests mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie in präfrontalen Gehirnarealen gemessen wurde. Im Rahmen dieser Querschnittsstudie konnte die initiale Hypothese nicht vollständig bestätigt werden, da zwar Zusammenhänge zwischen maximaler Handgriffkraft und kognitiver Leistungsfähigkeit mit Parametern der hämodynamischen Antwortreaktion beobachtet wurden, aber die Ausprägung der maximalen Handgriffkraft nicht im Zusammenhang mit der Kurzeitgedächtnisleistung stand [16].
• Zur Untersuchung der Annahme, dass eine vorliegende neurologische Erkrankung (im Speziellen eine leichte kognitive Störung), die typischerweise mit Veränderungen von spezifischen neuronalen Korrelaten (z.B. des Hippokampus‘ [17-19] und des präfrontalen Kortex‘ [20,21]) einhergeht, einen Einfluss auf die Assoziation zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hat, wurde in einer Querschnittsstudie der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der Ausprägung der exekutiven Funktionen bei älteren Erwachsenen mit amnestischem und nicht-amnestischem Subtyp der leichten kognitiven Störung sowie gesunden älteren Erwachsenen untersucht. In dieser Querschnittsstudie wurde nur bei älteren Erwachsenen mit dem amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung ein Zusammenhang zwischen maximaler Handgriffkraft und exekutiven Funktionen beobachtet. Solch eine Korrelation existiert jedoch nicht bei älteren Erwachsenen mit dem non-amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung oder bei gesunden älteren Erwachsenen [24].
• In einem Perspektivenartikel wurde aufgezeigt, wie durch die theoriegeleitete Nutzung physiologischer Effekte, die bei einer speziellen Krafttrainingsmethode durch die Moderation des peripheren Blutflusses mittels Manschetten oder Bändern auftreten, insbesondere Populationen mit niedriger mechanischer Belastbarkeit von den positiven Effekten des Krafttrainings auf die Gehirngesundheit profitieren könnten [25].
Insgesamt deuten die Ergebnisse der in dieser Dissertation zusammengeführten und aufeinander aufbauenden Forschungsarbeiten auf das Vorhandensein von gemeinsamen neuronalen Korrelaten (z.B. frontaler Kortex) hin, die sowohl für die muskuläre Kraftleistungsfähigkeit als auch für höhere kognitive Prozesse eine wichtige Rolle spielen [26]. Betrachtet man die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse im Verbund mit den bereits in der Literatur existieren-den empirischen Belegen, unterstützen sie die Sichtweise, dass eine relativ hohe muskuläre Kraftleistungsfähigkeit und deren Erhalt durch gezielte Krafttrainingsinterventionen über die Lebenspanne positive Effekte auf die (Gehirn-)Gesundheit haben können [27].
The TU Delft Extension School for Continuing Education develops and delivers MOOCs, programs and other online courses for lifelong learners and professionals worldwide focused on Science, Engineering & Design. At the beginning of 2022, we started a project to examine whether creating an online course had any impact on TU Delft campus education. Through a survey, we collected feedback from 68 TU Delft lecturers involved in developing and offering online courses and programs for lifelong learners and professionals. The lecturers reported on the impact of developing an online course on a personal and curricular level. The results showed that the developed online materials, and the acquired skills and experiences from creating online courses, were beneficial for campus education, especially during the transition to remote emergency teaching in the COVID-19 lockdown periods. In this short paper, we will describe the responses in detail and map the benefits and challenges experienced by lecturers when implementing their online course materials and newly acquired educational skills on campus. Finally, we will explore future possibilities to extend the reported, already relevant, impact of MOOCs and of other online courses on campus education.
Mountain ranges can fundamentally influence the physical and and chemical processes that shape Earths’ surface. With elevations of up to several kilometers they create climatic enclaves by interacting with atmospheric circulation and hydrologic systems, thus leading to a specific distribution of flora and fauna. As a result, the interiors of many Cenozoic mountain ranges are characterized by an arid climate, internally drained and sediment-filled basins, as well as unique ecosystems that are isolated from the adjacent humid, low-elevation regions along their flanks and forelands. These high-altitude interiors of orogens are often characterized by low relief and coalesced sedimentary basins, commonly referred to as plateaus, tectono-geomorphic entities that result from the complex interactions between mantle-driven geological and tectonic conditions and superposed atmospheric and hydrological processes. The efficiency of these processes and the fate of orogenic plateaus is therefore closely tied to the balance of constructive and destructive processes – tectonic uplift and erosion, respectively. In numerous geological studies it has been shown that mountain ranges are delicate systems that can be obliterated by an imbalance of these underlying forces. As such, Cenozoic mountain ranges might not persist on long geological timescales and will be destroyed by erosion or tectonic collapse. Advancing headward erosion of river systems that drain the flanks of the orogen may ultimately sever the internal drainage conditions and the maintenance of storage of sediments within the plateau, leading to destruction of plateau morphology and connectivity with the foreland. Orogenic collapse may be associated with the changeover from a compressional stress field with regional shortening and topographic growth, to a tensional stress field with regional extensional deformation and ensuing incision of the plateau. While the latter case is well-expressed by active extensional faults in the interior parts of the Tibetan Plateau and the Himalaya, for example, the former has been attributed to have breached the internally drained areas of the high-elevation sectors of the Iranian Plateau.
In the case of the Andes of South America and their internally drained Altiplano-Puna Plateau, signs of both processes have been previously described. However, in the orogenic collapse scenario the nature of the extensional structures had been primarily investigated in the northern and southern terminations of the plateau; in some cases, the extensional faults were even regarded to be inactive. After a shallow earthquake in 2020 within the Eastern Cordillera of Argentina that was associated with extensional deformation, the state of active deformation and the character of the stress field in the central parts of the plateau received renewed interest to explain a series of extensional structures in the northernmost sectors of the plateau in north-western Argentina. This study addresses (1) the issue of tectonic orogenic collapse of the Andes and the destruction of plateau morphology by studying the fill and erosion history of the central eastern Andean Plateau using sedimentological and geochronological data and (2) the kinematics, timing and magnitude of extensional structures that form well-expressed fault scarps in sediments of the regional San Juan del Oro surface, which is an integral part of the Andean Plateau and adjacent morphotectonic provinces to the east.
Importantly, sediment properties and depositional ages document that the San Juan del Oro Surface was not part of the internally-drained Andean Plateau, but rather associated with a foreland-directed drainage system, which was modified by the Andean orogeny and that became successively incorporated into the orogen by the eastward-migration of the Andean deformation front during late Miocene – Pliocene time. Structural and geomorphic observations within the plateau indicate that extensional processes must have been repeatedly active between the late Miocene and Holocene supporting the notion of plateau-wide extensional processes, potentially associated with Mw ~ 7 earthquakes. The close relationship between extensional joints and fault orientations underscores that 3 was oriented horizontally in NW-SE direction and 1 was vertical. This unambiguously documents that the observed deformation is related to gravitational forces that drive the orogenic collapse of the plateau. Applied geochronological analyses suggest that normal faulting in the northern Puna was active at about 3 Ma, based on paired cosmogenic nuclide dating of sediment fill units. Possibly due to regional normal faulting the drainage system within the plateau was modified, promoting fluvial incision.
Die Fluoreszenz-Calcium-Imaging-Methode wird auch heute noch als gängige Methode verwendet, vor allem wegen der geringeren Kosten für das Wirkstoffscreening in der pharmazeutischen Forschung, wobei Ionenkanäle sowie einige der G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) die Mehrzahl der Wirkstoffziele ansprechen. Die zellfreie Synthese eukaryotischer Proteine hat nicht die Nachteile, die bei der Überexpression dieser ionenpermeablen Proteine in Zellen auftreten können, wie z. B. Zelltoxizität, geringere Proteinexpression und die Beseitigung der exprimierten Proteine aufgrund veränderter Domänen sowie die zeitaufwändige Pflege von Zelllinien. Die Synthese von Ionenkanälen in zellfreien Proteinsyntheseplattformen für das künftige Wirkstoffscreening ist noch in der Grundlagenforschung. Obwohl die Fluoreszenz-Calcium-Imaging-Methode in zellbasierten Assays weit verbreitet ist, wurde diese Methode bisher noch nicht in zellfreien Proteinexpressionssystemen verwendet. Insgesamt ist die neue Anwendung der Calcium-Imaging-Methode in eukaryontischen zellfreien Systemen eine Voraussetzung für die schnelle pharmakologische Analyse von Wirkstoffen. Das erste Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit bestand darin, die grundlegenden Prinzipien der Calcium-Imaging-Methode zur Untersuchung von Ionenkanälen in zellbasierten Systemen zu untersuchen. Hierfür wurden zwei Tumorzelllinien des Auges verwendet, und zwar benigne Pterygiumzellen und maligne Aderhautmelanom 92.1 Zellen. In diesen Studien wurde die Interaktion zwischen den nativ überexprimierten transient-receptor-potential-Ionenkanälen (TRPs) wie TRP Vanilliod 1 (TRPV1) (Capsaicinrezeptor) und TRP Melastatin 8 (TRPM8) (Mentholrezeptor) in diesen Tumorzellen nach Zugabe von verschiedenen Medikamenten und Hormonen untersucht. Das zweite Ziel dieser Arbeit war es, den Calcium-Mechanismus von GPCRs in den Zellen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde Mas, ein GPCR und Angiotensin (1-7) -Hormonrezeptor, aus dem renin-angiotensin-aldosteron-system (RAAS) in der Human Embryonic Kidney-293 (HEK293) Zelllinie überexprimiert. In dieser Studie wurden insbesondere die Aktivierung klassischer GPCR-Signalwege wie Phospholipase C und Proteinkinase C durch Angiotensin-(1-7) über Mas und die Beteiligung von TRP-Kanälen nachgewiesen. Die zellbasierte-Calcium-Imaging-Methode für chemische Calcium-Indikatoren ließ sich aufgrund der Anwesenheit einer großen Menge cytosolischer Carboxylesterasen gut anwenden. Carboxylesterase ist das wichtigste Enzym in der Calcium Imaging Methode, das die Verarbeitung chemischen Calcium-Farbstoffe behandelt. Dieses Enzym fehlt jedoch in Mikrosomen, die als Basismembran für die Integration synthetisierter Ionenkanäle in eukaryontischen zellfreien Systemen verwendet werden. Das dritte Ziel dieser Forschungsarbeit war die Umsetzung der zellbasierten Calcium-Imaging Methode und der Calcium-Signalwege in zellfreie Systeme. Hier wurde die zellfrei synthetisierte Carboxylesterase in Mikrosomen von Spodoptera frugiperda (Sf21) als praktikables Calcium-Imaging-Werkzeug etabliert, um sowohl native ionenpermeable Proteine als auch zellfrei-synthetisierte Ionenkanäle zu untersuchen. Die Enzymaktivität der zellfrei-synthetisierten Carboxylesterase in Mikrosomen wurde durch Esterase-Assays und den Calcium-Fluoreszenzfarbstoff Fluo-5N Acetoxymethylester (Fluo-5N AM) Belastungstests nachgewiesen. Das Calcium-Imaging der nativ vorhandenen Ca2+-ATPase des sarkoplasmatischen/endoplasmatischen Retikulums (SERCA) und der Ryanodin-Rezeptoren (RyR) in den Mikrosomen sowie der zell-frei exprimierten TRP-Ionenkanäle wurden mit dem Fura-5N-AM- Fluoreszenzfarbstoff in mit Carboxylesterase vorsynthetisierten Mikrosomen nachgewiesen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Prinzip der zellbasierten Calcium-Imaging -Methode vielversprechend an das eukaryotische zellfreie Sf21-System angepasst werden konnte, um Ionenkanäle zu analysieren. Nach entsprechender Forschung könnte die etablierte Methode in Zukunft auch auf andere Membranproteine ausgeweitet werden. Dies umfasst die Untersuchung anderer zell-frei exprimierte GPCRs oder anderer Ionenkanäle wie Kalium-, Natrium- und Chlorid-Ionenkanäle.
Advancements in computer vision techniques driven by machine learning have facilitated robust and efficient estimation of attributes such as depth, optical flow, albedo, and shading. To encapsulate all such underlying properties associated with images and videos, we evolve the concept of intrinsic images towards intrinsic attributes. Further, rapid hardware growth in the form of high-quality smartphone cameras, readily available depth sensors, mobile GPUs, or dedicated neural processing units have made image and video processing pervasive. In this thesis, we explore the synergies between the above two advancements and propose novel image and video processing techniques and systems based on them. To begin with, we investigate intrinsic image decomposition approaches and analyze how they can be implemented on mobile devices. We propose an approach that considers not only diffuse reflection but also specular reflection; it allows us to decompose an image into specularity, albedo, and shading on a resource constrained system (e.g., smartphones or tablets) using the depth data provided by the built-in depth sensors. In addition, we explore how on-device depth data can further be used to add an immersive dimension to 2D photos, e.g., showcasing parallax effects via 3D photography. In this regard, we develop a novel system for interactive 3D photo generation and stylization on mobile devices. Further, we investigate how adaptive manipulation of baseline-albedo (i.e., chromaticity) can be used for efficient visual enhancement under low-lighting conditions. The proposed technique allows for interactive editing of enhancement settings while achieving improved quality and performance. We analyze the inherent optical flow and temporal noise as intrinsic properties of a video. We further propose two new techniques for applying the above intrinsic attributes for the purpose of consistent video filtering. To this end, we investigate how to remove temporal inconsistencies perceived as flickering artifacts. One of the techniques does not require costly optical flow estimation, while both provide interactive consistency control. Using intrinsic attributes for image and video processing enables new solutions for mobile devices – a pervasive visual computing device – and will facilitate novel applications for Augmented Reality (AR), 3D photography, and video stylization. The proposed low-light enhancement techniques can also improve the accuracy of high-level computer vision tasks (e.g., face detection) under low-light conditions. Finally, our approach for consistent video filtering can extend a wide range of image-based processing for videos.
El plateau Andino es el segundo plateau orogénico más grande del mundo y se ubica en los Andes Centrales, desarrollado en un sistema orogénico no colisional. Se extiende desde el sur del Perú (15°S), hasta el norte de Argentina y Chile (27°30´S). A partir de los 24°S y prologándose hacia el sur, el plateau Andino se denomina Puna y está caracterizado por un sistema de cuencas endorreicas y salares delimitados por cordones montañosos. Entre los 26° y 27°30´S, la Puna encuentra su límite austral en una zona de transición entre una zona de subducción normal y una zona de subducción plana o “flat slab” que se prolonga hasta los 33°S. Diversos estudios documentan la ocurrencia de un aumento del espesor cortical, y levantamiento episódico y diacrónico del relieve, alcanzando su configuración actual durante el Mioceno tardío. Posteriormente, el plateau habría experimentado un cambio en el estilo de deformación dominado por procesos extensionales evidenciado por fallas y terremotos de cinemática normal. Sin embargo, en el borde sur del plateau de la Puna y en las áreas delimitadas con el resto del orógeno, la variación del campo de esfuerzo no está del todo comprendida, reflejando una excelente oportunidad para evaluar cómo el campo de esfuerzo puede evolucionar durante el desarrollo del orógeno y cómo puede verse afectado por la presencia/ausencia de un plateau orogénico, así como también por la existencia de anisotropías estructurales propias de cada unidad morfotectónica.
Esta Tesis investiga la relación entre la deformación cortical somera y la evolución en tiempo y espacio del campo de esfuerzos en el sector sur del plateau Andino, durante el cenozoico tardío. Para realizar esta investigación, se utilizaron técnicas de obtención de edades radiométricas con el método Uranio-Plomo (U-Pb), análisis de fallas mesoscópicas para la obtención de tensores de esfuerzos y delimitación de la orientación de los ejes principales de esfuerzos, análisis de anisotropía de susceptibilidad magnética en rocas sedimentarias y volcanoclásticas para estimar direcciones de acortamiento o direcciones de transporte sedimentario, técnicas de modelado cinemático para llegar a una aproximación de las estructuras corticales profundas asociadas a la deformación allí registrada, y un análisis morfométrico para la identificación de indicadores geomorfológicos asociados a deformación producto de la actividad tectónica cuaternaria.
Combinando estos resultados con los antecedentes previamente documentados, el estudio revela una compleja variación del campo de esfuerzo caracterizado por cambios en la orientación y permutaciones verticales de los ejes principales de esfuerzos, durante cada régimen de deformación, durante los últimos ~24 Ma. La evolución del campo de esfuerzos puede ser asociada temporalmente a tres fases orogénicas involucradas con la evolución de los Andes Centrales en esta latitud: (1) una primera fase con un régimen de esfuerzos compresivos de acortamiento E-O documentado desde el Eoceno, Oligoceno tardío hasta el Mioceno medio en el área, coincide con la fase de construcción andina, engrosamiento y crecimiento de la corteza y levantamiento topográfico; (2) una segunda fase caracterizada por un régimen de esfuerzos de transcurrencia, a partir de los ~11 Ma en el borde occidental y compresión y transcurrencia a los~5 Ma en el borde oriental del plateau de la Puna, y un régimen de esfuerzo compresivos en Famatina y las Sierras Pampeanas interpretado como una transición entre la construcción orogénica del Neógeno y la máxima acumulación de deformación y el alzamiento topográfico del plateau de la Puna, y (3) una tercera fase donde el régimen se caracteriza por la transcurrencia en la Puna y en su borde occidental y en su borde oriental con las Sierras Pampeanas, después de ~5-4 Ma, interpretado como un régimen de esfuerzos controlados por el engrosamiento cortical desarrollado a lo largo del borde sur del plateau Altiplano/Puna, previo a un colapso orogénico. Los resultados dejan en evidencia que el borde del plateau experimentó el paso desde un régimen compresivo hacia uno transcurrente, que se diferencia de la extensión documentada hacia el norte en el plateau Andino para el mismo período. Cambios en los esfuerzos similares han sido documentado durante la construcción del plateau Tibetano, en donde un régimen de esfuerzo predominantemente compresivo cambió a un régimen de transcurrente cuando el plateau habría alcanzado la mitad de su elevación actual, y que posteriormente derivó en un régimen extensional, entre 14 y 4 Ma, cuando la altitud del plateau fue superior al 80% respecto a su actitud actual, lo que podría estar indicando que los regímenes transcurrentes representan etapas transicionales entre las zonas externas del plateau bajo compresión y las zonas internas, en las que los regímenes extensionales son más viables de ocurrir.