Refine
Has Fulltext
- yes (13157) (remove)
Year of publication
- 2024 (67)
- 2023 (498)
- 2022 (480)
- 2021 (508)
- 2020 (675)
- 2019 (587)
- 2018 (721)
- 2017 (630)
- 2016 (643)
- 2015 (662)
- 2014 (467)
- 2013 (681)
- 2012 (456)
- 2011 (595)
- 2010 (460)
- 2009 (530)
- 2008 (439)
- 2007 (513)
- 2006 (532)
- 2005 (530)
- 2004 (469)
- 2003 (307)
- 2002 (238)
- 2001 (220)
- 2000 (209)
- 1999 (178)
- 1998 (123)
- 1997 (101)
- 1996 (76)
- 1995 (68)
- 1994 (77)
- 1993 (40)
- 1992 (62)
- 1991 (25)
- 1990 (16)
- 1989 (28)
- 1988 (22)
- 1987 (23)
- 1986 (16)
- 1985 (12)
- 1984 (15)
- 1983 (31)
- 1982 (10)
- 1981 (9)
- 1980 (10)
- 1979 (15)
- 1978 (9)
- 1977 (12)
- 1976 (7)
- 1975 (3)
- 1974 (2)
- 1973 (2)
- 1972 (2)
- 1971 (2)
- 1970 (1)
- 1958 (1)
Document Type
- Article (3990)
- Postprint (3251)
- Doctoral Thesis (2502)
- Monograph/Edited Volume (966)
- Review (558)
- Preprint (446)
- Part of Periodical (417)
- Master's Thesis (260)
- Conference Proceeding (245)
- Working Paper (241)
Language
- German (6944)
- English (5913)
- Spanish (80)
- French (75)
- Multiple languages (62)
- Russian (62)
- Hebrew (9)
- Italian (6)
- Portuguese (2)
- Hungarian (1)
Keywords
- Germany (118)
- Deutschland (105)
- Sprachtherapie (77)
- climate change (77)
- Patholinguistik (73)
- patholinguistics (73)
- Nachhaltigkeit (61)
- European Union (59)
- Europäische Union (58)
- Klimawandel (57)
Institute
- Extern (1365)
- MenschenRechtsZentrum (942)
- Institut für Physik und Astronomie (710)
- Institut für Biochemie und Biologie (704)
- Wirtschaftswissenschaften (579)
- Institut für Chemie (552)
- Institut für Mathematik (519)
- Institut für Romanistik (508)
- Institut für Geowissenschaften (506)
- Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (489)
This systematic review investigated how successful children/adolescents with poor literacy skills learn a foreign language compared with their peers with typical literacy skills. Moreover, we explored whether specific characteristics related to participants, foreign language instruction, and assessment moderated scores on foreign language tests in this population. Overall, 16 studies with a total of 968 participants (poor reader/spellers:n = 404; control participants:n = 564) met eligibility criteria. Only studies focusing on English as a foreign language were available. Available data allowed for meta-analyses on 10 different measures of foreign language attainment. In addition to standard mean differences (SMDs), we computed natural logarithms of the ratio of coefficients of variation (CVRs) to capture individual variability between participant groups. Significant between-study heterogeneity, which could not be explained by moderator analyses, limited the interpretation of results. Although children/adolescents with poor literacy skills on average showed lower scores on foreign language phonological awareness, letter knowledge, and reading comprehension measures, their performance varied significantly more than that of control participants. Thus, it remains unclear to what extent group differences between the foreign language scores of children/adolescents with poor and typical literacy skills are representative of individual poor readers/spellers. Taken together, our results indicate that foreign language skills in children/adolescents with poor literacy skills are highly variable. We discuss the limitations of past research that can guide future steps toward a better understanding of individual differences in foreign language attainment of children/adolescents with poor literacy skills.
Alcohol intoxication is known to affect many aspects of human behavior and cognition; one of such affected systems is articulation during speech production. Although much research has revealed that alcohol negatively impacts pronunciation in a first language (L1), there is only initial evidence suggesting a potential beneficial effect of inebriation on articulation in a non-native language (L2). The aim of this study was thus to compare the effect of alcohol consumption on pronunciation in an L1 and an L2. Participants who had ingested different amounts of alcohol provided speech samples in their L1 (Dutch) and L2 (English), and native speakers of each language subsequently rated the pronunciation of these samples on their intelligibility (for the L1) and accent nativelikeness (for the L2). These data were analyzed with generalized additive mixed modeling. Participants' blood alcohol concentration indeed negatively affected pronunciation in L1, but it produced no significant effect on the L2 accent ratings. The expected negative impact of alcohol on L1 articulation can be explained by reduction in fine motor control. We present two hypotheses to account for the absence of any effects of intoxication on L2 pronunciation: (1) there may be a reduction in L1 interference on L2 speech due to decreased motor control or (2) alcohol may produce a differential effect on each of the two linguistic subsystems.
Objective:
Depression and coronary heart disease (CHD) are highly comorbid conditions. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays an important role in cardiovascular processes. Depressed patients typically show decreased BDNF concentrations. We analysed the relationship between BDNF and depression in a sample of patients with CHD and additionally distinguished between cognitive-affective and somatic depression symptoms. We also investigated whether BDNF was associated with somatic comorbidity burden, acute coronary syndrome (ACS) or congestive heart failure (CHF).
Methods:
The following variables were assessed for 225 hospitalised patients with CHD: BDNF concentrations, depression [Patient Health Questionnaire-9 (PHQ-9)], somatic comorbidity (Charlson Comorbidity Index), CHF, ACS, platelet count, smoking status and antidepressant treatment.
Results:
Regression models revealed that BDNF was not associated with severity of depression. Although depressed patients (PHQ-9 score >7) had significantly lower BDNF concentrations compared to non-depressed patients (p = 0.04), this was not statistically significant after controlling for confounders (p = 0.15). Cognitive-affective symptoms and somatic comorbidity burden each closely missed a statistically significant association with BDNF concentrations (p = 0.08, p = 0.06, respectively). BDNF was reduced in patients with CHF (p = 0.02). There was no covariate-adjusted, significant association between BDNF and ACS.
Conclusion:
Serum BDNF concentrations are associated with cardiovascular dysfunction. Somatic comorbidities should be considered when investigating the relationship between depression and BDNF.
Der vorliegende Beitrag informiert über 14 deutschsprachige Programme zur Prävention und Intervention bei Hatespeech unter Kindern und Jugendlichen (Jahrgangsstufen 5–12). Inhalte und Durchführungsmodalitäten der Programme sowie Ergebnisse einer kriteriengeleiteten Qualitätseinschätzung anhand von fünf Kriterien werden im Hinblick auf deren Anwendung in der schulischen Praxis beschrieben und erörtert. Der Überblick über Schwerpunkte, Stärken und Entwicklungspotentiale schulbezogener Hatespeech-Programme ermöglicht Leser*innen eine informierte Entscheidung über den Einsatz der Programme in der Schule sowie in der offenen Kinder- und Jugendarbeit.
In this study, we investigated effects of morphological processing on handwriting production in beginning writers of German. Children from Grades 3 and 4 were asked to copy words from a computer screen onto a pen tablet, while we recorded their handwriting with high spatiotemporal resolution. Words involved a syllable-congruent visual disruption (e.g., "Golfer"), a morpheme-congruent visual disruption (e.g., "Golfer"), or had no disruption (e.g., "Golfer"). We analyzed productions in terms of Writing Onset Duration and Letter Duration at the onset of the second syllable ("f" in "Gol.fer") and the onset of the suffix ("e" in "Golf_er"). Results showed that durations were longer at word-writing onset only for words with a morpheme-congruent visual disruption. Also, letter durations were longer at the onset of the second syllable (i.e., "-fer") and shorter at the onset of the suffix (i.e., "-er") only for words with a syllable-congruent visual disruption. We interpret these findings within extant theories of handwriting production and offer an explanation for the observed effects before and during trajectory formation.
Background
Building on the Realistic Accuracy Model, this paper explores whether it is easier for teachers to assess the achievement of some students than others. Accordingly, we suggest that certain individual characteristics of students, such as extraversion, academic self-efficacy, and conscientiousness, may guide teachers' evaluations of student achievement, resulting in more appropriate judgements and a stronger alignment of assigned grades with students' actual achievement level (as measured using standardized tests).
Aims
We examine whether extraversion, academic self-efficacy, and conscientiousness moderate the relations between teacher-assigned grades and students' standardized test scores in mathematics.
Sample
This study uses a representative sample of N = 5,919 seventh-grade students in Germany (48.8% girls; mean age: M = 12.5, SD = 0.62) who participated in a national, large-scale assessment focusing on students' academic development.
Methods
We specified structural equation models to examine the inter-relations of teacher-assigned grades with students' standardized test scores in mathematics, Big Five personality traits, and academic self-efficacy, while controlling for students' socioeconomic status, gender, and age.
Results
The correlation between teacher-assigned grades and standardized test scores in mathematics was r = .40. Teacher-assigned grades more closely related to standardized test scores when students reported higher levels of conscientiousness (beta = .05, p = .002). Students' extraversion and academic self-efficacy did not moderate the relationship between teacher-assigned grades and standardized test scores.
Conclusions
Our findings indicate that students' conscientiousness is a personality trait that seems to be important when it comes to how closely mathematics teachers align their grades to standardized test scores.
Background
Simple water-swallowing screening tools are not predictive of aspiration and dysphagia in patients with Parkinson's Disease (PD). We investigated the diagnostic accuracy of a multi-texture screening tool, the Gugging Swallowing Screen (GUSS) to identify aspiration and dysphagia/penetration in PD patients compared to flexible endoscopic evaluation of swallowing (FEES).
Methods
Swallowing function was evaluated in 51 PD participants in clinical 'on-medication' state with the GUSS and a FEES examination according to standardized protocols. Inter-rater reliability and convergent validity were determined and GUSS- and FEES-based diet recommendations were compared.
Key Results
Inter-rater reliability of GUSS ratings was high (r(s) = 0.8; p < 0.001). Aspiration was identified by the GUSS with a sensitivity of 50%, and specificity of 51.35% (PPV 28%, NPV 73%, LR+ 1.03, LR- 0.97), dysphagia/penetration was identified with 72.97% sensitivity and 35.71% specificity (PPV 75%, NPV 33.33%, LR+ 1.14, LR- 0.76). Agreement between GUSS- and FEES-based diet recommendations was low (r(s) = 0.12, p = 0.42) with consistent NPO (Nil per Os) allocation by GUSS and FEES in only one participant.
Conclusions and Inferences
The multi-texture screening tool GUSS in its current form, although applicable with good inter-rater reliability, does not detect aspiration in PD patients with acceptable accuracy. Modifications of the GUSS parameters "coughing," "voice change" and "delayed swallowing" might enhance validity. The GUSS' diet recommendations overestimate the need for oral intake restriction in PD patients and should be verified by instrumental swallowing examination.
Pavlovian-to-instrumental transfer (PIT) tasks examine the influence of Pavlovian stimuli on ongoing instrumental behaviour. Previous studies reported associations between a strong PIT effect, high-risk drinking and alcohol use disorder. This study investigated whether susceptibility to interference between Pavlovian and instrumental control is linked to risky alcohol use in a community sample of 18-year-old male adults. Participants (N = 191) were instructed to 'collect good shells' and 'leave bad shells' during the presentation of appetitive (monetary reward), aversive (monetary loss) or neutral Pavlovian stimuli. We compared instrumental error rates (ER) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) brain responses between the congruent and incongruent conditions, as well as among high-risk and low-risk drinking groups. On average, individuals showed a substantial PIT effect, that is, increased ER when Pavlovian cues and instrumental stimuli were in conflict compared with congruent trials. Neural PIT correlates were found in the ventral striatum and the dorsomedial and lateral prefrontal cortices (lPFC). Importantly, high-risk drinking was associated with a stronger behavioural PIT effect, a decreased lPFC response and an increased neural response in the ventral striatum on the trend level. Moreover, high-risk drinkers showed weaker connectivity from the ventral striatum to the lPFC during incongruent trials. Our study links interference during PIT to drinking behaviour in healthy, young adults. High-risk drinkers showed higher susceptibility to Pavlovian cues, especially when they conflicted with instrumental behaviour, indicating lower interference control abilities. Increased activity in the ventral striatum (bottom-up), decreased lPFC response (top-down), and their altered interplay may contribute to poor interference control in the high-risk drinkers.
Gender stereotypes influence subjective beliefs about the world, and this is reflected in our use of language. But do gender biases in language transparently reflect subjective beliefs? Or is the process of translating thought to language itself biased? During the 2016 United States (N = 24,863) and 2017 United Kingdom (N = 2,609) electoral campaigns, we compared participants' beliefs about the gender of the next head of government with their use and interpretation of pronouns referring to the next head of government. In the United States, even when the female candidate was expected to win, she pronouns were rarely produced and induced substantial comprehension disruption. In the United Kingdom, where the incumbent female candidate was heavily favored, she pronouns were preferred in production but yielded no comprehension advantage. These and other findings suggest that the language system itself is a source of implicit biases above and beyond previously known biases, such as those measured by the Implicit Association Test.
Aim
Although research and clinical definitions of psychotherapeutic competence have been proposed, less is known about the layperson perspective. The aim was to explore the views of individuals with different levels of psychotherapy experience regarding what-in their views-constitutes a competent therapist.
Method
In an online survey, 375 persons (64% female, mean age 33.24 years) with no experience, with professional experience, or with personal pre-experience with psychotherapy participated. To provide low-threshold questions, we first presented two qualitative items (i.e. "In your opinion, what makes a good/competent psychotherapist?"; "How do you recognize that a psychotherapist is not competent?") and analysed them using inductive content analysis techniques (Mayring, 2014). Then, we gave participants a 16-item questionnaire including items from previous surveys and from the literature and analysed them descriptively.
Results
Work-relatedprinciples, professionalism, personalitycharacteristics, caringcommunication, empathy and understandingwere important categories of competence. Concerning the quantitative questions, most participants agreed with items indicating that a therapist should be open, listen well, show empathy and behave responsibly.
Conclusion
Investigating layperson perspectives suggested that effective and professional interpersonal behaviour of therapists plays a central role in the public's perception of psychotherapy.
Schema modes (ormodes) are a key concept in the theory underlying schema therapy. Modes have rarely been related to established models of personality traits. The present study thus investigates the associations between trait emotional intelligence (TEI) and 14 modes, and tests a global TEI-mode factors-general psychological distress mediation model. The study draws on self-report data from 173 inpatients from a German clinic for psychosomatic medicine. Global TEI correlated positively with both healthy modes (happy child and healthy adult) and negatively with 10 maladaptive modes. When modes were regressed on the four TEI factors, six (emotionality), five (well-being), four (sociability), and four (self-control) significant partial effects on 10 modes emerged. In the parallel mediation model, the mode factors internalization and compulsivity fully mediated the global TEI-general psychological distress link. Implications of the results for the integration of modes with traits in general and with TEI in particular as well as implications of low TEI as a transdiagnostic feature of personality malfunctioning are discussed.
Sexual aggression is a problem among college students worldwide, and a growing body of research has identified variables associated with an increased risk of victimization and perpetration. Among these, sexuality-related cognitions, such as sexual scripts, sexual self-esteem, perceived realism of pornography, and acceptance of sexual coercion, play a major role. The current experimental study aimed to show that these cognitive risk factors of sexual aggression victimization and perpetration are amenable to change, which is a critical condition for evidence-based intervention efforts. College students in Germany (N = 324) were randomly assigned to one of three groups: a treatment group designed to change participants' sexual scripts for consensual sex with regard to the role of alcohol consumption, casual sex, and ambiguous communication of sexual intentions as risk factors for sexual aggression (EG1), a treatment group designed to promote sexual self-esteem, challenge the perceived realism of pornography, and reduce the acceptance of sexual coercion (EG2), and a non-treatment control group (CG). Baseline (T1), post-experimental (T2), and follow-up (T3) measures were taken across an eight-week period. Sexual scripts contained fewer risk factors for sexual aggression in EG1 than in EG2 and CG at T3. Sexual self-esteem was enhanced in EG2 at T2 relative to the other two groups. Acceptance of sexual coercion was lower in EG2 than in EG1 and CG at T2 and T3. No effect was found for perceived realism of pornography. The findings are discussed in terms of targeting cognitive risk factors as a basis for intervention programs.
Real options are widely applied in strategic and operational decision-making, allowing for managerial flexibility in uncertaincontexts. Increased scholarly interest has led to an extensive but fragmented research landscape. We aim to measure andsystematize the research field quantitatively. To achieve this goal, we conduct bibliometric performance analyses and bibliographiccoupling analyses with an in-depth content review. The results of the performance analyses show an increasing interest in realoptions since the beginning of the 2000s and identify the most influential journals and authors. The science mappings reveal sixand seven research clusters over the last two decades. Based on an in-depth analysis of their themes, we develop a researchframework comprising antecedents, application areas, internal and external contingencies, and uncertainty resolution throughreal option valuation or reasoning. We identify several gaps in that framework, which we propose to tackle in future research.
Due to their ability to capture attention, emotional stimuli tend to benefit from enhanced perceptual processing, which can be helpful when such stimuli are task-relevant but hindering when they are task-irrelevant. Altered emotion-attention interactions have been associated with symptoms of affective disturbances, and emerging research focuses on improving emotion-attention interactions to prevent or treat affective disorders. In line with the Human Affectome Project's emphasis on linguistic components, we also analyzed the language used to describe attention-related aspects of emotion, and highlighted terms related to domains such as conscious awareness, motivational effects of attention, social attention, and emotion regulation. These terms were discussed within a broader review of available evidence regarding the neural correlates of (1) Emotion-Attention Interactions in Perception, (2) Emotion-Attention Interactions in Learning and Memory, (3) Individual Differences in Emotion-Attention Interactions, and (4) Training and Interventions to Optimize Emotion-Attention Interactions. This comprehensive approach enabled an integrative overview of the current knowledge regarding the mechanisms of emotion-attention interactions at multiple levels of analysis, and identification of emerging directions for future investigations.
Volatile supply and sales markets, coupled with increasing product individualization and complex production processes, present significant challenges for manufacturing companies. These must navigate and adapt to ever-shifting external and internal factors while ensuring robustness against process variabilities and unforeseen events. This has a pronounced impact on production control, which serves as the operational intersection between production planning and the shop- floor resources, and necessitates the capability to manage intricate process interdependencies effectively. Considering the increasing dynamics and product diversification, alongside the need to maintain constant production performances, the implementation of innovative control strategies becomes crucial.
In recent years, the integration of Industry 4.0 technologies and machine learning methods has gained prominence in addressing emerging challenges in production applications. Within this context, this cumulative thesis analyzes deep learning based production systems based on five publications. Particular attention is paid to the applications of deep reinforcement learning, aiming to explore its potential in dynamic control contexts. Analysis reveal that deep reinforcement learning excels in various applications, especially in dynamic production control tasks. Its efficacy can be attributed to its interactive learning and real-time operational model. However, despite its evident utility, there are notable structural, organizational, and algorithmic gaps in the prevailing research. A predominant portion of deep reinforcement learning based approaches is limited to specific job shop scenarios and often overlooks the potential synergies in combined resources. Furthermore, it highlights the rare implementation of multi-agent systems and semi-heterarchical systems in practical settings. A notable gap remains in the integration of deep reinforcement learning into a hyper-heuristic.
To bridge these research gaps, this thesis introduces a deep reinforcement learning based hyper- heuristic for the control of modular production systems, developed in accordance with the design science research methodology. Implemented within a semi-heterarchical multi-agent framework, this approach achieves a threefold reduction in control and optimisation complexity while ensuring high scalability, adaptability, and robustness of the system. In comparative benchmarks, this control methodology outperforms rule-based heuristics, reducing throughput times and tardiness, and effectively incorporates customer and order-centric metrics. The control artifact facilitates a rapid scenario generation, motivating for further research efforts and bridging the gap to real-world applications. The overarching goal is to foster a synergy between theoretical insights and practical solutions, thereby enriching scientific discourse and addressing current industrial challenges.
Do stereotypes strike twice?
(2019)
Stereotypes influence teachers' perception of and behaviour towards students, thus shaping students' learning opportunities. The present study investigated how 315 Australian pre-service teachers' stereotypes about giftedness and gender are related to their perception of students' intellectual ability, adjustment, and social-emotional ability, using an experimental vignette approach and controlling for social desirability in pre-service teachers' responses. Repeated-measures ANOVA showed that pre-service teachers associated giftedness with higher intellectual ability, but with less adjustment compared to average-ability students. Furthermore, pre-service teachers perceived male students as less socially and emotionally competent and less adjusted than female students. Additionally, pre-service teachers seemed to perceive female average-ability students' adjustment as most favourable compared to male average-ability students and gifted students. Findings point to discrepancies between actual characteristics of gifted female and male students and stereotypes in teachers' beliefs. Consequences of stereotyping and implications for teacher education are discussed.
Making sense of the world
(2020)
For human infants, the first years after birth are a period of intense exploration-getting to understand their own competencies in interaction with a complex physical and social environment. In contemporary neuroscience, the predictive-processing framework has been proposed as a general working principle of the human brain, the optimization of predictions about the consequences of one's own actions, and sensory inputs from the environment. However, the predictive-processing framework has rarely been applied to infancy research. We argue that a predictive-processing framework may provide a unifying perspective on several phenomena of infant development and learning that may seem unrelated at first sight. These phenomena include statistical learning principles, infants' motor and proprioceptive learning, and infants' basic understanding of their physical and social environment. We discuss how a predictive-processing perspective can advance the understanding of infants' early learning processes in theory, research, and application.
We are glad to introduce the Second Journal Club of Volume Five, Second Issue. This edition is focused on relevant studies published in the last few years in the field of resistance training, chosen by our Editorial Board members and their colleagues. We hope to stimulate your curiosity in this field and to share with you the passion for the sport, seen also from the scientific point of view. The Editorial Board members wish you an inspiring lecture.
Background Recent shoulder injury prevention programs have utilized resistance exercises combined with different forms of instability, with the goal of eliciting functional adaptations and thereby reducing the risk of injury. However, it is still unknown how an unstable weight mass (UWM) affects the muscular activity of the shoulder stabilizers. Aim of the study was to assess neuromuscular activity of dynamic shoulder stabilizers under four conditions of stable and UWM during three shoulder exercises. It was hypothesized that a combined condition of weight with UWM would elicit greater activation due to the increased stabilization demand. Methods Sixteen participants (7 m/9 f) were included in this cross-sectional study and prepared with an EMG-setup for the: Mm. upper/lower trapezius (U.TA/L.TA), lateral deltoid (DE), latissimus dorsi (LD), serratus anterior (SA) and pectoralis major (PE). A maximal voluntary isometric contraction test (MVIC; 5 s.) was performed on an isokinetic dynamometer. Next, internal/external rotation (In/Ex), abduction/adduction (Ab/Ad) and diagonal flexion/extension (F/E) exercises (5 reps.) were performed with four custom-made-pipes representing different exercise conditions. First, the empty-pipe (P; 0.5 kg) and then, randomly ordered, water-filled-pipe (PW; 1 kg), weight-pipe (PG; 4.5 kg) and weight + water-filled-pipe (PWG; 4.5 kg), while EMG was recorded. Raw root-mean-square values (RMS) were normalized to MVIC (%MVIC). Differences between conditions for RMS%MVIC, scapular stabilizer (SR: U.TA/L.TA; U.TA/SA) and contraction (CR: concentric/eccentric) ratios were analyzed (paired t-test; p <= 0.05; Bonferroni adjusted alpha = 0.008). Results PWG showed significantly greater muscle activity for all exercises and all muscles except for PE compared to P and PW. Condition PG elicited muscular activity comparable to PWG (p > 0.008) with significantly lower activation of L.TA and SA in the In/Ex rotation. The SR ratio was significantly higher in PWG compared to P and PW. No significant differences were found for the CR ratio in all exercises and for all muscles. Conclusion Higher weight generated greater muscle activation whereas an UWM raised the neuromuscular activity, increasing the stabilization demands. Especially in the In/Ex rotation, an UWM increased the RMS%MVIC and SR ratio. This might improve training effects in shoulder prevention and rehabilitation programs.
Only the right noise?
(2020)
Seminal work by Werker and colleagues (Stager & Werker [1997]Nature, 388, 381-382) has found that 14-month-old infants do not show evidence for learning minimal pairs in the habituation-switch paradigm. However, when multiple speakers produce the minimal pair in acoustically variable ways, infants' performance improves in comparison to a single speaker condition (Rost & McMurray [2009]Developmental Science, 12, 339-349). The current study further extends these results and assesses how different kinds of input variability affect 14-month-olds' minimal pair learning in the habituation-switch paradigm testing German learning infants. The first two experiments investigated word learning when the labels were spoken by a single speaker versus when the labels were spoken by multiple speakers. In the third experiment we studied whether non-acoustic variability, implemented by visual variability of the objects presented together with the labels, would also affect minimal pair learning. We found enhanced learning in the multiple speakers compared to the single speaker condition, confirming previous findings with English-learning infants. In contrast, visual variability of the presented objects did not support learning. These findings both confirm and better delimit the beneficial role of speech-specific variability in minimal pair learning. Finally, we review different proposals on the mechanisms via which variability confers benefits to learning and outline what may be likely principles that underlie this benefit. We highlight among these the multiplicity of acoustic cues signalling phonemic contrasts and the presence of relations among these cues. It is in these relations where we trace part of the source for the apparent paradoxical benefit of variability in learning.
Word forms such as walked or walker are decomposed into their morphological constituents (walk + -ed/-er) during language comprehension. Yet, the efficiency of morphological decomposition seems to vary for different languages and morphological types, as well as for first and second language speakers. The current study reports results from a visual masked priming experiment focusing on different types of derived word forms (specifically prefixed vs. suffixed) in first and second language speakers of German. We compared the present findings with results from previous studies on inflection and compounding and proposed an account of morphological decomposition that captures both the variability and the consistency of morphological decomposition for different morphological types and for first and second language speakers. Open Practices This article has been awarded an Open Materials badge. Study materials are publicly accessible via the Open Science Framework at . Learn more about the Open Practices badges from the Center for Open Science.
This study addresses the question of whether and how growing up with more than one language shapes a child's language impairment. Our focus is on Specific Language Impairment (SLI) in bilingual (Turkish-German) children. We specifically investigated a range of phenomena related to the so-called CP (Complementizer Phrase) in German, the hierarchically highest layer of syntactic clause structure, which has been argued to be particularly affected in children with SLI. Spontaneous speech data were examined from bilingual children with SLI in comparison to two comparison groups: (i) typically-developing bilingual children, (ii) monolingual children with SLI. We found that despite persistent difficulty with subject-verb agreement, the two groups of children with SLI did not show any impairment of the CP-domain. We conclude that while subject-verb agreement is a suitable linguistic marker of SLI in German-speaking children, for both monolingual and bilingual ones, 'vulnerability of the CP-domain' is not.
Real-world scene perception is typically studied in the laboratory using static picture viewing with restrained head position. Consequently, the transfer of results obtained in this paradigm to real-word scenarios has been questioned. The advancement of mobile eye-trackers and the progress in image processing, however, permit a more natural experimental setup that, at the same time, maintains the high experimental control from the standard laboratory setting. We investigated eye movements while participants were standing in front of a projector screen and explored images under four specific task instructions. Eye movements were recorded with a mobile eye-tracking device and raw gaze data were transformed from head-centered into image-centered coordinates. We observed differences between tasks in temporal and spatial eye-movement parameters and found that the bias to fixate images near the center differed between tasks. Our results demonstrate that current mobile eye-tracking technology and a highly controlled design support the study of fine-scaled task dependencies in an experimental setting that permits more natural viewing behavior than the static picture viewing paradigm.
In his essay, Mel Ainscow looks at inclusion and equity from an international perspective and makes suggestions on how to develop inclusive education in a ‘whole-system approach’. After discussing different conceptions of inclusion and equity, he describes international policies which address them. From this international macro-level, Ainscow zooms in to the meso-level of the school and its immediate environment, defining dimensions to be considered for an inclusive school development. One of these dimensions is the ‘use of evidence’. In my comment, I want to focus on this dimension and discuss its scope and the potential to apply it in inclusive education development. As a first and important precondition, Ainscow explains that different circumstances lead to different linguistic uses of the term ‘inclusive education’. Thus, the term ‘inclusive education’ does not refer to an identical set of objectives across countries, and neither does the term ‘equity’.
Rats are a reservoir of human- and livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). However, the composition of the natural S. aureus population in wild and laboratory rats is largely unknown. Here, 144 nasal S. aureus isolates from free-living wild rats, captive wild rats and laboratory rats were genotyped and profiled for antibiotic resistances and human-specific virulence genes. The nasal S. aureus carriage rate was higher among wild rats (23.4%) than laboratory rats (12.3%). Free-living wild rats were primarily colonized with isolates of clonal complex (CC) 49 and CC130 and maintained these strains even in husbandry. Moreover, upon livestock contact, CC398 isolates were acquired. In contrast, laboratory rats were colonized with many different S. aureus lineages—many of which are commonly found in humans. Five captive wild rats were colonized with CC398-MRSA. Moreover, a single CC30-MRSA and two CC130-MRSA were detected in free-living or captive wild rats. Rat-derived S. aureus isolates rarely harbored the phage-carried immune evasion gene cluster or superantigen genes, suggesting long-term adaptation to their host. Taken together, our study revealed a natural S. aureus population in wild rats, as well as a colonization pressure on wild and laboratory rats by exposure to livestock- and human-associated S. aureus, respectively.
Viper
(2021)
Key-value stores (KVSs) have found wide application in modern software systems. For persistence, their data resides in slow secondary storage, which requires KVSs to employ various techniques to increase their read and write performance from and to the underlying medium. Emerging persistent memory (PMem) technologies offer data persistence at close-to-DRAM speed, making them a promising alternative to classical disk-based storage. However, simply drop-in replacing existing storage with PMem does not yield good results, as block-based access behaves differently in PMem than on disk and ignores PMem's byte addressability, layout, and unique performance characteristics. In this paper, we propose three PMem-specific access patterns and implement them in a hybrid PMem-DRAM KVS called Viper. We employ a DRAM-based hash index and a PMem-aware storage layout to utilize the random-write speed of DRAM and efficient sequential-write performance PMem. Our evaluation shows that Viper significantly outperforms existing KVSs for core KVS operations while providing full data persistence. Moreover, Viper outperforms existing PMem-only, hybrid, and disk-based KVSs by 4-18x for write workloads, while matching or surpassing their get performance.
RHEEMix in the data jungle
(2020)
Data analytics are moving beyond the limits of a single platform. In this paper, we present the cost-based optimizer of Rheem, an open-source cross-platform system that copes with these new requirements. The optimizer allocates the subtasks of data analytic tasks to the most suitable platforms. Our main contributions are: (i) a mechanism based on graph transformations to explore alternative execution strategies; (ii) a novel graph-based approach to determine efficient data movement plans among subtasks and platforms; and (iii) an efficient plan enumeration algorithm, based on a novel enumeration algebra. We extensively evaluate our optimizer under diverse real tasks. We show that our optimizer can perform tasks more than one order of magnitude faster when using multiple platforms than when using a single platform.
Objective:
Stunting (height-for-age < −2 SD) is one of the forms of undernutrition and is frequent among children of low- and middle-income countries. But stunting perSe is not a synonym of undernutrition. We investigated association between body height and indicators of energetic undernutrition at three critical thresholds for thinness used in public health: (1) BMI SDS < −2; (2) mid-upper arm circumference divided by height (MUAC (mm) × 10/height (cm) < 1·36) and (3) mean skinfold thickness (SF) < 7 mm and to question the reliability of thresholds as indicators of undernutrition.
Design:
Cross-sectional study; breakpoint analysis.
Setting:
Rural and urban regions of Indonesia and Guatemala – different socio-economic status (SES).
Participants:
1716 Indonesian children (6·0–13·2 years) and 3838 Guatemalan children (4·0–18·9 years) with up to 50 % stunted children.
Results:
When separating the regression of BMI, MUAC or SF, on height into distinguishable segments (breakpoint analysis), we failed to detect relevant associations between height, and BMI, MUAC or SF, even in the thinnest and shortest children. For BMI and SF, the breakpoint analysis either failed to reach statistical significance or distinguished at breakpoints above critical thresholds. For MUAC, the breakpoint analysis yielded negative associations between MUAC/h and height in thin individuals. Only in high SES Guatemalan children, SF and height appeared mildly associated with R2 = 0·017.
Conclusions:
Currently used lower thresholds of height-for-age (stunting) do not show relevant associations with anthropometric indicators of energetic undernutrition. We recommend using the catch-up growth spurt during early re-feeding instead as immediate and sensitive indicator of past undernourishment. We discuss the primacy of education and social-economic-political-emotional circumstances as responsible factors for stunting.
Bayesian geomorphology
(2020)
The rapidly growing amount and diversity of data are confronting us more than ever with the need to make informed predictions under uncertainty. The adverse impacts of climate change and natural hazards also motivate our search for reliable predictions. The range of statistical techniques that geomorphologists use to tackle this challenge has been growing, but rarely involves Bayesian methods. Instead, many geomorphic models rely on estimated averages that largely miss out on the variability of form and process. Yet seemingly fixed estimates of channel heads, sediment rating curves or glacier equilibrium lines, for example, are all prone to uncertainties. Neighbouring scientific disciplines such as physics, hydrology or ecology have readily embraced Bayesian methods to fully capture and better explain such uncertainties, as the necessary computational tools have advanced greatly. The aim of this article is to introduce the Bayesian toolkit to scientists concerned with Earth surface processes and landforms, and to show how geomorphic models might benefit from probabilistic concepts. I briefly review the use of Bayesian reasoning in geomorphology, and outline the corresponding variants of regression and classification in several worked examples.
What Colin Reynolds could tell us about nutrient limitation, N:P ratios and eutrophication control
(2020)
Colin Reynolds exquisitely consolidated our understanding of driving forces shaping phytoplankton communities and those setting the upper limit to biomass yield, with limitation typically shifting from light in winter to phosphorus in spring. Nonetheless, co-limitation is frequently postulated from enhanced growth responses to enrichments with both N and P or from N:P ranging around the Redfield ratio, concluding a need to reduce both N and P in order to mitigate eutrophication. Here, we review the current understanding of limitation through N and P and of co-limitation. We conclude that Reynolds is still correct: (i) Liebig's law of the minimum holds and reducing P is sufficient, provided concentrations achieved are low enough; (ii) analyses of nutrient limitation need to exclude evidently non-limiting situations, i.e. where soluble P exceeds 3-10 mu g/l, dissolved N exceeds 100-130 mu g/l and total P and N support high biomass levels with self-shading causing light limitation; (iii) additionally decreasing N to limiting concentrations may be useful in specific situations (e.g. shallow waterbodies with high internal P and pronounced denitrification); (iv) management decisions require local, situation-specific assessments. The value of research on stoichiometry and co-limitation lies in promoting our understanding of phytoplankton ecophysiology and community ecology.
Poly(N,N-bis(2-methoxyethyl)acrylamide) (PbMOEAm) featuring two classical chemical motifs from non-ionic water-soluble polymers, namely, the amide and ethyleneglycolether moieties, was synthesized by reversible addition fragmentation transfer (RAFT) polymerization. This tertiary polyacrylamide is thermoresponsive exhibiting a lower critical solution temperature (LCST)-type phase transition. A series of homo- and block copolymers with varying molar masses but low dispersities and different end groups were prepared. Their thermoresponsive behavior in aqueous solution was analyzed via turbidimetry and dynamic light scattering (DLS). The cloud points (CP) increased with increasing molar masses, converging to 46 degrees C for 1 wt% solutions. This rise is attributed to the polymers' hydrophobic end groups incorporated via the RAFT agents. When a surfactant-like strongly hydrophobic end group was attached using a functional RAFT agent, CP was lowered to 42 degrees C, i.e., closer to human body temperature. Also, the effect of added salts, in particular, the role of the Hofmeister series, on the phase transition of PbMOEAm was investigated, exemplified for the kosmotropic fluoride, intermediate chloride, and chaotropic thiocyanate anions. A pronounced shift of the cloud point of about 10 degrees C to lower or higher temperatures was observed for 0.2 M fluoride and thiocyanate, respectively. When PbMOEAm was attached to a long hydrophilic block of poly(N,N-dimethylacrylamide) (PDMAm), the cloud points of these block copolymers were strongly shifted towards higher temperatures. While no phase transition was observed for PDMAm-b-pbMOEAm with short thermoresponsive blocks, block copolymers with about equally sized PbMOEAm and PDMAm blocks underwent the coil-to-globule transition around 60 degrees C.
Strong hydroclimatic controls on vulnerability to subsurface nitrate contamination across Europe
(2020)
Subsurface contamination due to excessive nutrient surpluses is a persistent and widespread problem in agricultural areas across Europe. The vulnerability of a particular location to pollution from reactive solutes, such as nitrate, is determined by the interplay between hydrologic transport and biogeochemical transformations. Current studies on the controls of subsurface vulnerability do not consider the transient behaviour of transport dynamics in the root zone. Here, using state-of-the-art hydrologic simulations driven by observed hydroclimatic forcing, we demonstrate the strong spatiotemporal heterogeneity of hydrologic transport dynamics and reveal that these dynamics are primarily controlled by the hydroclimatic gradient of the aridity index across Europe. Contrasting the space-time dynamics of transport times with reactive timescales of denitrification in soil indicate that similar to 75% of the cultivated areas across Europe are potentially vulnerable to nitrate leaching for at least onethird of the year. We find that neglecting the transient nature of transport and reaction timescale results in a great underestimation of the extent of vulnerable regions by almost 50%. Therefore, future vulnerability and risk assessment studies must account for the transient behaviour of transport and biogeochemical transformation processes.
Forage availability has been suggested as one driver of the observed decline in honey bees. However, little is known about the effects of its spatiotemporal variation on colony success. We present a modeling framework for assessing honey bee colony viability in cropping systems. Based on two real farmland structures, we developed a landscape generator to design cropping systems varying in crop species identity, diversity, and relative abundance. The landscape scenarios generated were evaluated using the existing honey bee colony model BEEHAVE, which links foraging to in-hive dynamics. We thereby explored how different cropping systems determine spatiotemporal forage availability and, in turn, honey bee colony viability (e.g., time to extinction, TTE) and resilience (indicated by, e.g., brood mortality). To assess overall colony viability, we developed metrics,P(H)andP(P,)which quantified how much nectar and pollen provided by a cropping system per year was converted into a colony's adult worker population. Both crop species identity and diversity determined the temporal continuity in nectar and pollen supply and thus colony viability. Overall farmland structure and relative crop abundance were less important, but details mattered. For monocultures and for four-crop species systems composed of cereals, oilseed rape, maize, and sunflower,P(H)andP(P)were below the viability threshold. Such cropping systems showed frequent, badly timed, and prolonged forage gaps leading to detrimental cascading effects on life stages and in-hive work force, which critically reduced colony resilience. Four-crop systems composed of rye-grass-dandelion pasture, trefoil-grass pasture, sunflower, and phacelia ensured continuous nectar and pollen supply resulting in TTE > 5 yr, andP(H)(269.5 kg) andP(P)(108 kg) being above viability thresholds for 5 yr. Overall, trefoil-grass pasture, oilseed rape, buckwheat, and phacelia improved the temporal continuity in forage supply and colony's viability. Our results are hypothetical as they are obtained from simplified landscape settings, but they nevertheless match empirical observations, in particular the viability threshold. Our framework can be used to assess the effects of cropping systems on honey bee viability and to develop land-use strategies that help maintain pollination services by avoiding prolonged and badly timed forage gaps.
In this paper, we develop the mathematical tools needed to explore isotopy classes of tilings on hyperbolic surfaces of finite genus, possibly nonorientable, with boundary, and punctured. More specifically, we generalize results on Delaney-Dress combinatorial tiling theory using an extension of mapping class groups to orbifolds, in turn using this to study tilings of covering spaces of orbifolds. Moreover, we study finite subgroups of these mapping class groups. Our results can be used to extend the Delaney-Dress combinatorial encoding of a tiling to yield a finite symbol encoding the complexity of an isotopy class of tilings. The results of this paper provide the basis for a complete and unambiguous enumeration of isotopically distinct tilings of hyperbolic surfaces.
The aim of this study was to assess the ability of the FFQ to describe reliable and valid dietary pattern (DP) scores. In a total of 134 participants of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Potsdam study aged 35-67 years, the FFQ was applied twice (baseline and after 1 year) to assess its reliability. Between November 1995 and March 1997, twelve 24-h dietary recalls (24HDR) as reference instrument were applied to assess the validity of the FFQ. Exploratory DP were derived by principal component analyses. Investigated predefined DP were the Alternative Healthy Eating Index (AHEI) and two Mediterranean diet indices. From dietary data of each FFQ, two exploratory DP were retained, but differed in highly loading food groups, resulting in moderate correlations (r 0 center dot 45-0 center dot 58). The predefined indices showed higher correlations between the FFQ (r(AHEI) 0 center dot 62, r(Mediterranean Diet Pyramid Index (MedPyr)) 0 center dot 62 and r(traditional Mediterranean Diet Score (tMDS)) 0 center dot 51). From 24HDR dietary data, one exploratory DP retained differed in composition to the first FFQ-based DP, but showed similarities to the second DP, reflected by a good correlation (r 0 center dot 70). The predefined DP correlated moderately (r 0 center dot 40-0 center dot 60). To conclude, long-term analyses on exploratory DP should be interpreted with caution, due to only moderate reliability. The validity differed extensively for the two exploratory DP. The investigated predefined DP showed a better reliability and a moderate validity, comparable to other studies. Within the two Mediterranean diet indices, the MedPyr performed better than the tMDs in this middle-aged, semi-urban German study population.
Nils-Hendrik Grohmann beschäftigt sich mit dem noch andauernden Stärkungsprozess der UN-Menschenrechtsvertragsorgane. Er analysiert, welche rechtlichen Befugnisse die Ausschüsse haben, ob sie von sich aus Vorschläge einbringen können und inwieweit sie ihre Verfahrensweisen bisher aufeinander abgestimmt haben. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Ausschüssen und der Frage, welche Rolle das Treffen der Vorsitzenden bei der Stärkung spielen kann.
Wo programmiert wird, da passieren Fehler. Um das Debugging, also die Suche sowie die Behebung von Fehlern in Quellcode, stärker explizit zu adressieren, verfolgt die vorliegende Arbeit das Ziel, entlang einer prototypischen Lernumgebung sowohl ein systematisches Vorgehen während des Debuggings zu vermitteln als auch Gestaltungsfolgerungen für ebensolche Lernumgebungen zu identifizieren. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Wie verhalten sich die Lernenden während des kurzzeitigen Gebrauchs einer Lernumgebung nach dem Cognitive Apprenticeship-Ansatz mit dem Ziel der expliziten Vermittlung eines systematischen Debuggingvorgehens und welche Eindrücke entstehen während der Bearbeitung?
Zur Beantwortung dieser Forschungsfrage wurde orientierend an literaturbasierten Implikationen für die Vermittlung von Debugging und (medien-)didaktischen Gestaltungsaspekten eine prototypische Lernumgebung entwickelt und im Rahmen einer qualitativen Nutzerstudie mit Bachelorstudierenden informatischer Studiengänge erprobt. Hierbei wurden zum einen anwendungsbezogene Verbesserungspotenziale identifiziert. Zum anderen zeigte sich insbesondere gegenüber der Systematisierung des Debuggingprozesses innerhalb der Aufgabenbearbeitung eine positive Resonanz. Eine Untersuchung, inwieweit sich die Nutzung der Lernumgebung längerfristig auf das Verhalten von Personen und ihre Vorgehensweisen während des Debuggings auswirkt, könnte Gegenstand kommender Arbeiten sein.
Moss-microbe associations are often characterised by syntrophic interactions between the microorganisms and their hosts, but the structure of the microbial consortia and their role in peatland development remain unknown.
In order to study microbial communities of dominant peatland mosses, Sphagnum and brown mosses, and the respective environmental drivers, four study sites representing different successional stages of natural northern peatlands were chosen on a large geographical scale: two brown moss-dominated, circumneutral peatlands from the Arctic and two Sphagnum-dominated, acidic peat bogs from subarctic and temperate zones.
The family Acetobacteraceae represented the dominant bacterial taxon of Sphagnum mosses from various geographical origins and displayed an integral part of the moss core community. This core community was shared among all investigated bryophytes and consisted of few but highly abundant prokaryotes, of which many appear as endophytes of Sphagnum mosses. Moreover, brown mosses and Sphagnum mosses represent habitats for archaea which were not studied in association with peatland mosses so far. Euryarchaeota that are capable of methane production (methanogens) displayed the majority of the moss-associated archaeal communities. Moss-associated methanogenesis was detected for the first time, but it was mostly negligible under laboratory conditions. Contrarily, substantial moss-associated methane oxidation was measured on both, brown mosses and Sphagnum mosses, supporting that methanotrophic bacteria as part of the moss microbiome may contribute to the reduction of methane emissions from pristine and rewetted peatlands of the northern hemisphere.
Among the investigated abiotic and biotic environmental parameters, the peatland type and the host moss taxon were identified to have a major impact on the structure of moss-associated bacterial communities, contrarily to archaeal communities whose structures were similar among the investigated bryophytes. For the first time it was shown that different bog development stages harbour distinct bacterial communities, while at the same time a small core community is shared among all investigated bryophytes independent of geography and peatland type.
The present thesis displays the first large-scale, systematic assessment of bacterial and archaeal communities associated both with brown mosses and Sphagnum mosses. It suggests that some host-specific moss taxa have the potential to play a key role in host moss establishment and peatland development.
Ausgehend von der Beobachtung, dass die aktuelle Digitalisierungsforschung die Ambivalenz der Digitalisierung zwar erkennt, aber nicht zum Gegenstand ihrer Analysen macht, fokussiert die vorliegende kumulative Dissertation auf die ambivalente Dichotomie aus Potenzialen und Problemen, die mit digitalen Transformationen von Organisationen einhergeht. Entlang von sechs Publikationen wird mit einem systemtheoretischen Blick auf Organisationen die spannungsvolle Dichotomie hinsichtlich dreier ambivalenter Verhältnisse aufgezeigt: Erstens wird in Bezug auf das Verhältnis von Digitalisierung und Postbürokratie deutlich, dass digitale Transformationen das Potenzial aufweisen, postbürokratische Arbeitsweisen zu erleichtern. Parallel ergibt sich das Problem, dass auf Konsens basierende postbürokratische Strukturen Digitalisierungsinitiativen erschweren, da diese auf eine Vielzahl von Entscheidungen angewiesen sind. Zweitens zeigt sich mit Blick auf das ambivalente Verhältnis von Digitalisierung und Vernetzung, dass einerseits organisationsweite Kooperation ermöglicht wird, während sich andererseits die Gefahr digitaler Widerspruchskommunikation auftut. Beim dritten Verhältnis zwischen Digitalisierung und Gender deutet sich das mit neuen digitalen Technologien einhergehende Potenzial für Gender Inklusion an, während zugleich das Problem einprogrammierter Gender Biases auftritt, die Diskriminierungen oftmals verschärfen. Durch die Gegenüberstellung der Potenziale und Probleme wird nicht nur die Ambivalenz organisationaler Digitalisierung analysierbar und verständlich, es stellt sich auch heraus, dass mit digitalen Transformationen einen doppelte Formalisierung einhergeht: Organisationen werden nicht nur mit den für Reformen üblichen Anpassungen der formalen Strukturen konfrontiert, sondern müssen zusätzlich formale Entscheidungen zu Technikeinführung und -beibehaltung treffen sowie formale Lösungen etablieren, um auf unvorhergesehene Potenziale und Probleme reagieren. Das Ziel der Dissertation ist es, eine analytisch generalisierte Heuristik an die Hand zu geben, mit deren Hilfe die Errungenschaften und Chancen digitaler Transformationen identifiziert werden können, während sich parallel ihr Verhältnis zu den gleichzeitig entstehenden Herausforderungen und Folgeproblemen erklären lässt.
Global warming, driven primarily by the excessive emission of greenhouse gases such as carbon dioxide into the atmosphere, has led to severe and detrimental environmental impacts. Rising global temperatures have triggered a cascade of adverse effects, including melting glaciers and polar ice caps, more frequent and intense heat waves disrupted weather patterns, and the acidification of oceans. These changes adversely affect ecosystems, biodiversity, and human societies, threatening food security, water availability, and livelihoods. One promising solution to mitigate the harmful effects of global warming is the widespread adoption of solar cells, also known as photovoltaic cells. Solar cells harness sunlight to generate electricity without emitting greenhouse gases or other pollutants. By replacing fossil fuel-based energy sources, solar cells can significantly reduce CO2 emissions, a significant contributor to global warming. This transition to clean, renewable energy can help curb the increasing concentration of greenhouse gases in the atmosphere, thereby slowing down the rate of global temperature rise.
Solar energy’s positive impact extends beyond emission reduction. As solar panels become more efficient and affordable, they empower individuals, communities, and even entire nations to generate electricity and become less dependent on fossil fuels. This decentralized energy generation can enhance resilience in the face of climate-related challenges. Moreover, implementing solar cells creates green jobs and stimulates technological innovation, further promoting sustainable economic growth. As solar technology advances, its integration with energy storage systems and smart grids can ensure a stable and reliable energy supply, reducing the need for backup fossil fuel power plants that exacerbate environmental degradation.
The market-dominant solar cell technology is silicon-based, highly matured technology with a highly systematic production procedure. However, it suffers from several drawbacks, such as: 1) Cost: still relatively high due to high energy consumption due to the need to melt and purify silicon, and the use of silver as an electrode, which hinders their widespread availability, especially in low-income countries. 2) Efficiency: theoretically, it should deliver around 29%; however, the efficiency of most of the commercially available silicon-based solar cells ranges from 18 – 22%. 3) Temperature sensitivity: The efficiency decreases with the increase in the temperature, affecting their output. 4) Resource constraints: silicon as a raw material is unavailable in all countries, creating supply chain challenges.
Perovskite solar cells arose in 2011 and matured very rapidly in the last decade as a highly efficient and versatile solar cell technology. With an efficiency of 26%, high absorption coefficients, solution processability, and tunable band gap, it attracted the attention of the solar cells community. It represented a hope for cheap, efficient, and easily processable next-generation solar cells. However, lead toxicity might be the block stone hindering perovskite solar cells’ market reach. Lead is a heavy and bioavailable element that makes perovskite solar cells environmentally unfriendly technology. As a result, scientists try to replace lead with a more environmentally friendly element. Among several possible alternatives, tin was the most suitable element due to its electronic and atomic structure similarity to lead.
Tin perovskites were developed to alleviate the challenge of lead toxicity. Theoretically, it shows very high absorption coefficients, an optimum band gap of 1.35 eV for FASnI3, and a very high short circuit current, which nominates it to deliver the highest possible efficiency of a single junction solar cell, which is around 30.1% according to Schockly-Quisser limit. However, tin perovskites’ efficiency still lags below 15% and is irreproducible, especially from lab to lab. This humble performance could be attributed to three reasons: 1) Tin (II) oxidation to tin (IV), which would happen due to oxygen, water, or even by the effect of the solvent, as was discovered recently. 2) fast crystallization dynamics, which occurs due to the lateral exposure of the P-orbitals of the tin atom, which enhances its reactivity and increases the crystallization pace. 3) Energy band misalignment: The energy bands at the interfaces between the perovskite absorber material and the charge selective layers are not aligned, leading to high interfacial charge recombination, which devastates the photovoltaic performance. To solve these issues, we implemented several techniques and approaches that enhanced the efficiency of tin halide perovskites, providing new chemically safe solvents and antisolvents. In addition, we studied the energy band alignment between the charge transport layers and the tin perovskite absorber.
Recent research has shown that the principal source of tin oxidation is the solvent known as dimethylsulfoxide, which also happens to be one of the most effective solvents for processing perovskite. The search for a stable solvent might prove to be the factor that makes all the difference in the stability of tin-based perovskites. We started with a database of over 2,000 solvents and narrowed it down to a series of 12 new solvents that are suitable for processing FASnI3 experimentally. This was accomplished by looking into 1) the solubility of the precursor chemicals FAI and SnI2, 2) the thermal stability of the precursor solution, and 3) the potential to form perovskite. Finally, we show that it is possible to manufacture solar cells using a novel solvent system that outperforms those produced using DMSO. The results of our research give some suggestions that may be used in the search for novel solvents or mixes of solvents that can be used to manufacture stable tin-based perovskites.
Due to the quick crystallization of tin, it is more difficult to deposit tin-based perovskite films from a solution than manufacturing lead-based perovskite films since lead perovskite is more often utilized. The most efficient way to get high efficiencies is to deposit perovskite from dimethyl sulfoxide (DMSO), which slows down the quick construction of the tin-iodine network that is responsible for perovskite synthesis. This is the most successful approach for achieving high efficiencies. Dimethyl sulfoxide, which is used in the processing, is responsible for the oxidation of tin, which is a disadvantage of this method. This research presents a potentially fruitful alternative in which 4-(tert-butyl) pyridine can substitute dimethyl sulfoxide in the process of regulating crystallization without causing tin oxidation to take place. Perovskite films that have been formed from pyridine have been shown to have a much-reduced defect density. This has resulted in increased charge mobility and better photovoltaic performance, making pyridine a desirable alternative for use in the deposition of tin perovskite films.
The precise control of perovskite precursor crystallization inside a thin film is of utmost importance for optimizing the efficiency and manufacturing of solar cells. The deposition process of tin-based perovskite films from a solution presents difficulties due to the quick crystallization of tin compared to the more often employed lead perovskite. The optimal approach for attaining elevated efficiencies entails using dimethyl sulfoxide (DMSO) as a medium for depositing perovskite. This choice of solvent impedes the tin-iodine network’s fast aggregation, which plays a crucial role in the production of perovskite. Nevertheless, this methodology is limited since the utilization of dimethyl sulfoxide leads to the oxidation of tin throughout the processing stage. In this thesis, we present a potentially advantageous alternative approach wherein 4-(tert-butyl) pyridine is proposed as a substitute for dimethyl sulfoxide in regulating crystallization processes while avoiding the undesired consequence of tin oxidation. Films of perovskite formed using pyridine as a solvent have a notably reduced density of defects, resulting in higher mobility of charges and improved performance in solar applications. Consequently, the utilization of pyridine for the deposition of tin perovskite films is considered advantageous.
Tin perovskites are suffering from an apparent energy band misalignment. However, the band diagrams published in the current body of research display contradictions, resulting in a dearth of unanimity. Moreover, comprehensive information about the dynamics connected with charge extraction is lacking. This thesis aims to ascertain the energy band locations of tin perovskites by employing the kelvin probe and Photoelectron yield spectroscopy methods. This thesis aims to construct a precise band diagram for the often-utilized device stack. Moreover, a comprehensive analysis is performed to assess the energy deficits inherent in the current energetic structure of tin halide perovskites. In addition, we investigate the influence of BCP on the improvement of electron extraction in C60/BCP systems, with a specific emphasis on the energy factors involved. Furthermore, transient surface photovoltage was utilized to investigate the charge extraction kinetics of frequently studied charge transport layers, such as NiOx and PEDOT as hole transport layers and C60, ICBA, and PCBM as electron transport layers. The Hall effect, KP, and TRPL approaches accurately ascertain the p-doping concentration in FASnI3. The results consistently demonstrated a value of 1.5 * 1017 cm-3. Our research findings highlight the imperative nature of autonomously constructing the charge extraction layers for tin halide perovskites, apart from those used for lead perovskites.
The crystallization of perovskite precursors relies mainly on the utilization of two solvents. The first one dissolves the perovskite powder to form the precursor solution, usually called the solvent. The second one precipitates the perovskite precursor, forming the wet film, which is a supersaturated solution of perovskite precursor and in the remains of the solvent and the antisolvent. Later, this wet film crystallizes upon annealing into a full perovskite crystallized film. In our research context, we proposed new solvents to dissolve FASnI3, but when we tried to form a film, most of them did not crystallize. This is attributed to the high coordination strength between the metal halide and the solvent molecules, which is unbreakable by the traditionally used antisolvents such as Toluene and Chlorobenzene. To solve this issue, we introduce a high-throughput antisolvent screening in which we screened around 73 selected antisolvents against 15 solvents that can form a 1M FASnI3 solution. We used for the first time in tin perovskites machine learning algorithm to understand and predict the effect of an antisolvent on the crystallization of a precursor solution in a particular solvent. We relied on film darkness as a primary criterion to judge the efficacy of a solvent-antisolvent pair. We found that the relative polarity between solvent and antisolvent is the primary factor that affects the solvent-antisolvent interaction. Based on our findings, we prepared several high-quality tin perovskite films free from DMSO and achieved an efficiency of 9%, which is the highest DMSO tin perovskite device so far.
Rapidly growing seismic and macroseismic databases and simplified access to advanced machine learning methods have in recent years opened up vast opportunities to address challenges in engineering and strong motion seismology from novel, datacentric perspectives. In this thesis, I explore the opportunities of such perspectives for the tasks of ground motion modeling and rapid earthquake impact assessment, tasks with major implications for long-term earthquake disaster mitigation.
In my first study, I utilize the rich strong motion database from the Kanto basin, Japan, and apply the U-Net artificial neural network architecture to develop a deep learning based ground motion model. The operational prototype provides statistical estimates of expected ground shaking, given descriptions of a specific earthquake source, wave propagation paths, and geophysical site conditions. The U-Net interprets ground motion data in its spatial context, potentially taking into account, for example, the geological properties in the vicinity of observation sites. Predictions of ground motion intensity are thereby calibrated to individual observation sites and earthquake locations.
The second study addresses the explicit incorporation of rupture forward directivity into ground motion modeling. Incorporation of this phenomenon, causing strong, pulse like ground shaking in the vicinity of earthquake sources, is usually associated with an intolerable increase in computational demand during probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) calculations. I suggest an approach in which I utilize an artificial neural network to efficiently approximate the average, directivity-related adjustment to ground motion predictions for earthquake ruptures from the 2022 New Zealand National Seismic Hazard Model. The practical implementation in an actual PSHA calculation demonstrates the efficiency and operational readiness of my model. In a follow-up study, I present a proof of concept for an alternative strategy in which I target the generalizing applicability to ruptures other than those from the New Zealand National Seismic Hazard Model.
In the third study, I address the usability of pseudo-intensity reports obtained from macroseismic observations by non-expert citizens for rapid impact assessment. I demonstrate that the statistical properties of pseudo-intensity collections describing the intensity of shaking are correlated with the societal impact of earthquakes. In a second step, I develop a probabilistic model that, within minutes of an event, quantifies the probability of an earthquake to cause considerable societal impact. Under certain conditions, such a quick and preliminary method might be useful to support decision makers in their efforts to organize auxiliary measures for earthquake disaster response while results from more elaborate impact assessment frameworks are not yet available.
The application of machine learning methods to datasets that only partially reveal characteristics of Big Data, qualify the majority of results obtained in this thesis as explorative insights rather than ready-to-use solutions to real world problems. The practical usefulness of this work will be better assessed in the future by applying the approaches developed to growing and increasingly complex data sets.
Microalgae have been recognized as a promising green production platform for recombinant proteins. The majority of studies on recombinant protein expression have been conducted in the green microalga C. reinhardtii. While promising improvement regarding nuclear transgene expression in this alga has been made, it is still inefficient due to epigenetic silencing, often resulting in low yields that are not competitive with other expressor organisms. Other microalgal species might be better suited for high-level protein expression, but are limited in their availability of molecular tools.
The red microalga Porphyridium purpureum recently emerged as candidate for the production of recombinant proteins. It is promising in that transformation vectors are episomally maintained as autonomously replicating plasmids in the nucleus at a high copy number, thus leading to high expression values in this red alga.
In this work, we expand the genetic tools for P. purpureum and investigate parameters that govern efficient transgene expression. We provide an improved transformation protocol to streamline the generation of transgenic lines in this organism. After being able to efficiently generate transgenic lines, we showed that codon usage is a main determinant of high-level transgene expression, not only at the protein level but also at the level of mRNA accumulation. The optimized expression constructs resulted in YFP accumulation up to an unprecedented 5% of the total soluble protein. Furthermore, we designed new constructs conferring efficient transgene expression into the culture medium, simplifying purification and harvests of recombinant proteins. To further improve transgene expression, we tested endogenous promoters driving the most highly transcribed genes in P. purpureum and found minor increase of YFP accumulation.
We employed the previous findings to express complex viral antigens from the hepatitis B virus and the hepatitis C virus in P. purpureum to demonstrate its feasibility as producer of biopharmaceuticals. The viral glycoproteins were successfully produced to high levels and could reach their native confirmation, indicating a functional glycosylation machinery and an appropriate folding environment in this red alga. We could successfully upscale the biomass production of transgenic lines and with that provide enough material for immunization trials in mice that were performed in collaboration. These trials showed no toxicity of neither the biomass nor the purified antigens, and, additionally, the algal-produced antigens were able to elicit a strong and specific immune response.
The results presented in this work pave the way for P. purpureum as a new promising producer organism for biopharmaceuticals in the microalgal field.
This dissertation examines the integration of incongruent visual-scene and morphological-case information (“cues”) in building thematic-role representations of spoken relative clauses in German.
Addressing the mutual influence of visual and linguistic processing, the Coordinated Interplay Account (CIA) describes a mechanism in two steps supporting visuo-linguistic integration (Knoeferle & Crocker, 2006, Cog Sci). However, the outcomes and dynamics of integrating incongruent thematic-role representations from distinct sources have been investigated scarcely. Further, there is evidence that both second-language (L2) and older speakers may rely on non-syntactic cues relatively more than first-language (L1)/young speakers. Yet, the role of visual information for thematic-role comprehension has not been measured in L2 speakers, and only limitedly across the adult lifespan.
Thematically unambiguous canonically ordered (subject-extracted) and noncanonically ordered (object-extracted) spoken relative clauses in German (see 1a-b) were presented in isolation and alongside visual scenes conveying either the same (congruent) or the opposite (incongruent) thematic relations as the sentence did.
1 a Das ist der Koch, der die Braut verfolgt.
This is the.NOM cook who.NOM the.ACC bride follows
This is the cook who is following the bride.
b Das ist der Koch, den die Braut verfolgt.
This is the.NOM cook whom.ACC the.NOM bride follows
This is the cook whom the bride is following.
The relative contribution of each cue to thematic-role representations was assessed with agent identification. Accuracy and latency data were collected post-sentence from a sample of L1 and L2 speakers (Zona & Felser, 2023), and from a sample of L1 speakers from across the adult lifespan (Zona & Reifegerste, under review). In addition, the moment-by-moment dynamics of thematic-role assignment were investigated with mouse tracking in a young L1 sample (Zona, under review).
The following questions were addressed: (1) How do visual scenes influence thematic-role representations of canonical and noncanonical sentences? (2) How does reliance on visual-scene, case, and word-order cues vary in L1 and L2 speakers? (3) How does reliance on visual-scene, case, and word-order cues change across the lifespan?
The results showed reliable effects of incongruence of visually and linguistically conveyed thematic relations on thematic-role representations. Incongruent (vs. congruent) scenes yielded slower and less accurate responses to agent-identification probes presented post-sentence. The recently inspected agent was considered as the most likely agent ~300ms after trial onset, and the convergence of visual scenes and word order enabled comprehenders to assign thematic roles predictively.
L2 (vs. L1) participants relied more on word order overall. In response to noncanonical clauses presented with incongruent visual scenes, sensitivity to case predicted the size of incongruence effects better than L1-L2 grouping. These results suggest that the individual’s ability to exploit specific cues might predict their weighting.
Sensitivity to case was stable throughout the lifespan, while visual effects increased with increasing age and were modulated by individual interference-inhibition levels. Thus, age-related changes in comprehension may stem from stronger reliance on visually (vs. linguistically) conveyed meaning.
These patterns represent evidence for a recent-role preference – i.e., a tendency to re-assign visually conveyed thematic roles to the same referents in temporally coordinated utterances. The findings (i) extend the generalizability of CIA predictions across stimuli, tasks, populations, and measures of interest, (ii) contribute to specifying the outcomes and mechanisms of detecting and indexing incongruent representations within the CIA, and (iii) speak to current efforts to understand the sources of variability in sentence comprehension.
Das in diesem Beitrag vorgestellte Projektseminarkonzept reagiert auf eine wahrgenommene Distanz und Unsicherheit Studierender im Fach Lebensgestaltung-Ethik-Religionskunde gegenüber religionsbezogenen Themen. Mittels verschiedener Strategien wurde, ausgehend von der Conceptual Change-Forschung, zur Wahrnehmung und Reflexion des eigenen kulturellen Standortes und der eigenen Konzepte in Bezug auf Religion(en) angeregt. Ihren Lernprozess haben die Studierenden in Arbeitsjournaleinträgen festgehalten. Diese Einträge wurden wiederum mittels einer qualitative Inhaltsanalyse untersucht. Nach der Darstellung der dabei erhobenen religions- und unterrichtsbezogenen Vorstellungen der Studierenden werden im Beitrag Anregungen gegeben, inwiefern die analysierten Befunde als Grundlage für die Verbesserung der Hochschullehre im Fachbereich dienen können.
Concepts and techniques for 3D-embedded treemaps and their application to software visualization
(2024)
This thesis addresses concepts and techniques for interactive visualization of hierarchical data using treemaps. It explores (1) how treemaps can be embedded in 3D space to improve their information content and expressiveness, (2) how the readability of treemaps can be improved using level-of-detail and degree-of-interest techniques, and (3) how to design and implement a software framework for the real-time web-based rendering of treemaps embedded in 3D. With a particular emphasis on their application, use cases from software analytics are taken to test and evaluate the presented concepts and techniques.
Concerning the first challenge, this thesis shows that a 3D attribute space offers enhanced possibilities for the visual mapping of data compared to classical 2D treemaps. In particular, embedding in 3D allows for improved implementation of visual variables (e.g., by sketchiness and color weaving), provision of new visual variables (e.g., by physically based materials and in situ templates), and integration of visual metaphors (e.g., by reference surfaces and renderings of natural phenomena) into the three-dimensional representation of treemaps.
For the second challenge—the readability of an information visualization—the work shows that the generally higher visual clutter and increased cognitive load typically associated with three-dimensional information representations can be kept low in treemap-based representations of both small and large hierarchical datasets. By introducing an adaptive level-of-detail technique, we cannot only declutter the visualization results, thereby reducing cognitive load and mitigating occlusion problems, but also summarize and highlight relevant data. Furthermore, this approach facilitates automatic labeling, supports the emphasis on data outliers, and allows visual variables to be adjusted via degree-of-interest measures.
The third challenge is addressed by developing a real-time rendering framework with WebGL and accumulative multi-frame rendering. The framework removes hardware constraints and graphics API requirements, reduces interaction response times, and simplifies high-quality rendering. At the same time, the implementation effort for a web-based deployment of treemaps is kept reasonable.
The presented visualization concepts and techniques are applied and evaluated for use cases in software analysis. In this domain, data about software systems, especially about the state and evolution of the source code, does not have a descriptive appearance or natural geometric mapping, making information visualization a key technology here. In particular, software source code can be visualized with treemap-based approaches because of its inherently hierarchical structure. With treemaps embedded in 3D, we can create interactive software maps that visually map, software metrics, software developer activities, or information about the evolution of software systems alongside their hierarchical module structure.
Discussions on remaining challenges and opportunities for future research for 3D-embedded treemaps and their applications conclude the thesis.
Leitfaden für die Erstellung von kommunalen Aktionsplänen zur Steigerung der urbanen Klimaresilienz
(2024)
Die durch Klimaveränderungen hervorgerufenen Auswirkungen auf Menschen und Umwelt werden immer offensichtlicher: Neben der gesundheitlichen Gefährdung durch Hitzewellen, die deutschlandweit seit einigen Jahren eine steigende Rate an Todes- und Krankheitsfällen zur Folge hat sind in den letzten Jahren zunehmend Starkniederschläge und daraus resultierenden Überschwemmungen bzw. Sturzfluten aufgetreten. Diese ziehen zum Teil immensen wirtschaftlichen Schäden, aber auch Beeinträchtigungen für die menschliche Gesundheit – sowohl physisch als auch psychisch – sowie gar Todesopfer nach sich. Es ist davon auszugehen, dass diese Extremwetterereignisse zukünftiger noch häufiger auftreten werden.
Um die Bevölkerung besser vor den Folgen dieser Wetterextreme zu schützen, sind neben Klimaschutzmaßnahmen auch Vorsorge- und Anpassungsmaßnahmen zur Steigerung der kommunalen Klimaresilienz dringend notwendig. Dazu bedarf es einerseits einer Auseinandersetzung mit den eigenen kommunalen Risiken und daraus resultierenden Handlungsbedarfen, und andererseits eines interdisziplinären, querschnittsorientierten und prozessorientierten Planens und Handelns. Aktionspläne sollen diese beiden Aspekte bündeln.
In den letzten Jahren sind einige kommunale und kommunenübergreifende (Hitze-) aufgestellt worden. Diese unterscheiden sich jedoch in ihrem Inhalt und Umfang zum Teil erheblich. Mit dem vorliegenden Leitfaden soll eine effektive Hilfestellung geschaffen werden, um Kommunen bzw. die kommunale Verwaltung auf dem Weg zum eigenen Aktionsplan zu unterstützt. Dabei fokussiert der Leitfaden auf die Herausforderungen, die sich durch vermehrte Hitze- und Starkregenereignisse ergeben. Er stützt sich auf schon vorhandene Arbeitshilfen, Handlungsempfehlungen, Leitfäden und weitere Hinweise und verweist an vielen Stellen auch darauf. So soll ein praxistauglicher Leitfaden entstehen, der flexibel anwendbar ist. Mit Hilfe des vorliegenden Leitfadens können Kommunen ihre Aktivitäten auf Hitze oder Starkregen fokussieren oder einen umfassenden Aktionsplan für beide Themenbereiche erstellen.
With the many challenges facing the agricultural system, such as water scarcity, loss of arable land due to climate change, population growth, urbanization or trade disruptions, new agri-food systems are needed to ensure food security in the future. In addition, healthy diets are needed to combat non-communicable diseases. Therefore, plant-based diets rich in health-promoting plant secondary metabolites are desirable. A saline indoor farming system is representing a sustainable and resilient new agrifood system and can preserve valuable fresh water. Since indoor farming relies on artificial lighting, assessment of lighting conditions is essential. In this thesis, the cultivation of halophytes in a saline indoor farming system was evaluated and the influence of cultivation conditions were assessed in favor of improving the nutritional quality of halophytes for human consumption. Therefore, five selected edible halophyte species (Brassica oleracea var. palmifolia, Cochlearia officinalis, Atriplex hortensis, Chenopodium quinoa, and Salicornia europaea) were cultivated in saline indoor farming. The halophyte species were selected for to their salt tolerance levels and mechanisms. First, the suitability of halophytes for saline indoor farming and the influence of salinity on their nutritional properties, e.g. plant secondary metabolites and minerals, were investigated. Changes in plant performance and nutritional properties were observed as a function of salinity. The response to salinity was found to be species-specific and related to the salt tolerance mechanism of the halophytes. At their optimal salinity levels, the halophytes showed improved carotenoid content. In addition, a negative correlation was found between the nitrate and chloride content of halophytes as a function of salinity. Since chloride and nitrate can be antinutrient compounds, depending on their content, monitoring is essential, especially in halophytes. Second, regional brine water was introduced as an alternative saline water resource in the saline indoor farming system. Brine water was shown to be feasible for saline indoor farming
of halophytes, as there was no adverse effect on growth or nutritional properties, e.g. carotenoids. Carotenoids were shown to be less affected by salt composition than by salt concentration. In addition, the interaction between the salinity and the light regime in indoor farming and greenhouse cultivation has been studied. There it was shown that interacting light regime and salinity alters the content of carotenoids and chlorophylls. Further, glucosinolate and nitrate content were also shown to be influenced by light regime. Finally, the influence of UVB light on halophytes was investigated using supplemental narrow-band UVB LEDs. It was shown that UVB light affects the growth, phenotype and metabolite profile of halophytes and that the UVB response is species specific. Furthermore, a modulation of carotenoid content in S. europaea could be achieved to enhance health-promoting properties and thus improve nutritional quality. This was shown to be dose-dependent and the underlying mechanisms of carotenoid accumulation were also investigated. Here it was revealed that carotenoid accumulation is related to oxidative stress.
In conclusion, this work demonstrated the potential of halophytes as alternative vegetables produced in a saline indoor farming system for future diets that could contribute to ensuring food security in the future. To improve the sustainability of the saline indoor farming system, LED lamps and regional brine water could be integrated into the system. Since the nutritional properties have been shown to be influenced by salt, light regime and UVB light, these abiotic stressors must be taken into account when considering halophytes as alternative vegetables for human nutrition.
Die fortschreitende Digitalisierung durchzieht immer mehr Lebensbereiche und führt zu immer komplexeren sozio-technischen Systemen. Obwohl diese Systeme zur Lebenserleichterung entwickelt werden, können auch unerwünschte Nebeneffekte entstehen. Ein solcher Nebeneffekt könnte z.B. die Datennutzung aus Fitness-Apps für nachteilige Versicherungsentscheidungen sein. Diese Nebeneffekte manifestieren sich auf allen Ebenen zwischen Individuum und Gesellschaft. Systeme mit zuvor unerwarteten Nebeneffekten können zu sinkender Akzeptanz oder einem Verlust von Vertrauen führen. Da solche Nebeneffekte oft erst im Gebrauch in Erscheinung treten, bedarf es einer besonderen Betrachtung bereits im Konstruktionsprozess. Mit dieser Arbeit soll ein Beitrag geleistet werden, um den Konstruktionsprozess um ein geeignetes Hilfsmittel zur systematischen Reflexion zu ergänzen.
In vorliegender Arbeit wurde ein Analysetool zur Identifikation und Analyse komplexer Interaktionssituationen in Software-Entwicklungsprojekten entwickelt. Komplexe Interaktionssituationen sind von hoher Dynamik geprägt, aus der eine Unvorhersehbarkeit der Ursache-Wirkungs-Beziehungen folgt. Hierdurch können die Akteur*innen die Auswirkungen der eigenen Handlungen nicht mehr überblicken, sondern lediglich im Nachhinein rekonstruieren. Hieraus können sich fehlerhafte Interaktionsverläufe auf vielfältigen Ebenen ergeben und oben genannte Nebeneffekte entstehen. Das Analysetool unterstützt die Konstrukteur*innen in jeder Phase der Entwicklung durch eine angeleitete Reflexion, um potenziell komplexe Interaktionssituationen zu antizipieren und ihnen durch Analyse der möglichen Ursachen der Komplexitätswahrnehmung zu begegnen.
Ausgehend von der Definition für Interaktionskomplexität wurden Item-Indikatoren zur Erfassung komplexer Interaktionssituationen entwickelt, die dann anhand von geeigneten Kriterien für Komplexität analysiert werden. Das Analysetool ist als „Do-It-Yourself“ Fragebogen mit eigenständiger Auswertung aufgebaut. Die Genese des Fragebogens und die Ergebnisse der durchgeführten Evaluation an fünf Softwarentwickler*innen werden dargestellt. Es konnte festgestellt werden, dass das Analysetool bei den Befragten als anwendbar, effektiv und hilfreich wahrgenommen wurde und damit eine hohe Akzeptanz bei der Zielgruppe genießt. Dieser Befund unterstützt die gute Einbindung des Analysetools in den Software-Entwicklungsprozess.
Der Fall des T. Annius Milo bietet für den Lateinunterricht großes didaktisches Potenzial. Denn an seinem Beispiel kann die Lektüre eines lateinischen Textes hervorragend mit realienkundlichen Aspekten verknüpft und es können plausible Bezüge zur Gegenwart hergestellt werden. Die vorliegende Masterarbeit zeigt, welch reiches Themenspektrum in Ciceros Rede Pro Milone steckt. Dazu zählen der historische Kontext des Falls, der Tatbestand des Mordes und der Ablauf des damaligen Gerichtsverfahrens. Darüber hinaus wird das römische Recht mit dem heutzutage in Deutschland geltenden Strafrecht verglichen. Und zu guter Letzt wird hier die Glaubwürdigkeit verschiedener schriftlicher Zeugnisse geprüft, insbesondere die Frage, ob die überlieferte Rede das einstige Prozessgeschehen in authentischer Weise widerspiegelt.
העבודה הזאת עוסקת בנצרות הקדומה ובשלבי התפתחותה במאה הראשונה לספירה. הדגש בעבודה הוא על יחסי הגומלין בין הנצרות ל ארץ הקודש. המחקר הזה מציע קריאה אלטרנטיבית של המקורות העבריים הקדומים, שלפיה התנועה של ישו ההיסטורי נתפסת כתוצר של השיח הת יאולוגי והפוליטי באו תה תקופה בגליל וביהודה. הקריאה המוצעת מאתגרת את המגמה המקובלת בספרות המחקר, אשר נוטה להפריד לא רק בין ישו לבין הקשרו הדתי, אלא גם בין אלמנטים דתיים לפוליטיים בנצרות הקדומה. מטרת מחקר זה היא לאפשר הסתכלות מקומית על הנצרות של המאה הראשונה כחלק בלתי נפרד מן התמונה הפלסטינית הדתית והפוליטית הרחבה.
המחקר מחולק לחמשה פרקים. הפרק הראשון מציג רקע היסטורי לכיתות וזרמי היהדות בארץ הקודש במאה הראשונה מנקודת מבט דתית -פוליטית. הפרק הזה מעמיק את ההבנה של גווני התודעה ההיסטורית של אנשי ארץ הקודש במאה הראשונה לספירה. הפרק השני מציג את תולדות הנצרות של ישו ההיסטורי בשיטה תימטית , שמאירה את התהליך המורכב שישו והעם הפלסטיני-יהודי עבר בתקופה הזאת. שלושת הת ימות בפרק השני הן: ההלכה של ישו )כשרות ושבת(; המרד השקט )המשמעות הפוליטית של פסטיבל הפסח בירושלים עבור יהודי הבית השנ י(; והגאולה עלי אדמות על פי ישו המתואר בספרי הבשורה. הפרק השלישי מציג את תולדות הנצרות על פי פאולוס. הפרק מתמקד בהעברת ישו מירושלים לרומא, ודן בתוצאות המעבר הזה תוך הדגשת השלכותיו על הדור הנוצרי הראשון ועל ארץ הקודש.
הפרק הרביעי הוא פרק "הנצרות הפלסטינית" שמסכם את שלושת הפרקים הקודמים, ומציע קריאה פוסט- קולוניאלית של הנצרות הפלסטינית של ישו ההיסטורי )היהודי( אל מול הנצרות הרומית שהתבססה מאוחר יותר על הת יאולוגיה של פאולוס. הפרק הזה מסביר מדוע חשוב לחבר מחדש בין הדתי לפוליטי, ומדגיש כי ההשקפה האוניברסאלית הידועה של הנצרות לא הייתה חלק מתנועתו של ישו, מכיוון שישו ההיסטורי היה מונע על ידי היותו יהודי, עם תחושת שייכות גבוהה לקהילתו הפלסטינית -יהודית, ולא על ידי כך שהוא הבן של אלוהים. הפרק החמישי הוא פרק הסיום, ובו מוצג סיכום קצר, ויש בו סקירה של השלכות תיאורטיות של עבודת מחקר זו והמלצות למחקרים עתידיים.
The present paper proposes a novel approach for equilibrium selection in the infinitely repeated prisoner’s dilemma where players can communicate before choosing their strategies. This approach yields a critical discount factor that makes different predictions for cooperation than the usually considered sub-game perfect or risk dominance critical discount factors. In laboratory experiments, we find that our factor is useful for predicting cooperation. For payoff changes where the usually considered factors and our factor make different predictions, the observed cooperation is consistent with the predictions based on our factor.
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.
An die Revolution 1848/49 wird als wesentliches Ereignis deutscher Demokratiegeschichte erinnert; die Beteiligung von Frauen nimmt jedoch bis heute im kollektiven Gedächtnis einen untergeordneten Stellenwert ein. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich aus diesem Grund spezifisch mit der Rolle der Frauen in der Revolution 1848/49 und bietet Anregungen für die Integration des Themas in den Politikunterricht.
Wie die Ergebnisse der Arbeit verdeutlichen, nutzten zahlreiche Frauen die Aufbruchsstimmung der 1840er Jahre, um sich auf verschiedene Arten und Weisen politisch zu engagieren. Zwar blieben viele dabei innerhalb der dichotomen Geschlechterteilung verhaftet, welche auf dem sich im 19. Jahrhundert herausbildenden bürgerlichen Geschlechtermodell beruhte. Einige überschritten diese Grenzen jedoch trotz harter Sanktionen auch bewusst.
Sichtbar wird, dass die weibliche Beteiligung zu diesem Zeitpunkt noch nicht zur grundsätzlichen Infragestellung der Geschlechterpolarität führte, aber die Frauen zunehmend den öffentlichen Raum auch für sich beanspruchten und damit die Grundlagen für die deutsche Frauenbewegung der folgenden Jahrzehnte schufen.
Die schulische Thematisierung der Rolle der Frauen in der Revolution 1848/49 bietet sich sowohl im Geschichts- und Politikunterricht als auch fächerübergreifend hinsichtlich vielfältiger Anknüpfungspunkte an. Die Integration des Themas in den Unterricht kann insbesondere dazu beitragen, das historische Erbe der Anfänge der Frauenbewegung zu bewahren, und es zudem für die Vermittlung demokratischer Werte nutzbar machen.
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.
Bildung:digital
(2024)
Heute Morgen schon im Bett geswiped, geliked oder gepostet? Auf Arbeit an einer Video-Konferenz teilgenommen, eine Datenbank benutzt oder programmiert? Auf dem Heimweg schnell noch im Laden mit dem Smartphone bezahlt, Podcasts gehört und die Ausleihe der Bibliotheksbücher verlängert? Und abends auf der Couch mit dem Tablet auf ELSTER.de die Steuererklärung ausgefüllt, online geshoppt oder Rechnungen bezahlt, ehe die Streaming-Plattform mit einer Serie lockt?
Unser Leben ist durch und durch digitalisiert. Diese Veränderungen machen vieles schneller, leichter, effizienter. Doch damit Schritt zu halten, verlangt uns einiges ab und gelingt beileibe nicht allen. Es gibt Menschen, die für eine Überweisung lieber zur Bank gehen, das Programmieren den Experten überlassen, die Steuererklärung per Post schicken und das Smartphone nur zum Telefonieren benutzen. Sie wollen nicht, vielleicht können sie auch nicht. Haben es nicht gelernt. Andere, jüngere Menschen, wachsen als „Digital Natives“ inmitten digitaler Geräte, Tools und Prozesse auf. Aber können sie deshalb wirklich damit umgehen? Oder brauchen auch sie digitale Bildung?
Aber wie sieht erfolgreiche digitale Bildung eigentlich aus? Lernen wir dabei ein Tablet zu bedienen, richtig zu googeln und Excel-Tabellen zu schreiben? Möglicherweise geht es um mehr: darum, den umfassenden Wandel zu verstehen, der unsere Welt erfasst, seitdem sie in Einsen und Nullen zerlegt und virtuell neu aufgebaut wird. Aber wie lernen wir, in einer Welt der Digitalität zu leben – mit allem, was dazu gehört und zu unserem Nutzen? Für die aktuelle Ausgabe der „Portal Wissen“ haben wir uns an der Universität Potsdam umgeschaut, welche Rolle die Verbindung von Digitalisierung und Lernen in der Forschung der verschiedenen Disziplinen spielt: Wir haben mit Katharina Scheiter, Professorin für digitale Bildung, über die Zukunft in deutschen Schulen gesprochen und uns gleich von mehreren Expert*innen Beispiele dafür zeigen lassen, wie digitale Instrumente schulisches Lernen, aber auch Weiterbildung im Berufsleben verbessern können. Außerdem haben uns Forschende aus Informatik und Agrarforschung vorgeführt, wie auch gestandene Landwirte dank digitaler Hilfsmittel noch viel über ihr Land und ihre Arbeit lernen können. Wir haben mit Bildungsforschenden gesprochen, die mithilfe von Big Data analysieren, wie Jungen und Mädchen lernen und wo mögliche Ursachen für Unterschiede zu suchen sind. Die Bildungsund Politikwissenschaftlerin Nina Kolleck wiederum schaut auf Bildung vor dem Hintergrund der Globalisierung und setzt dabei auf die Auswertung von großen Mengen Social-Media- Daten.
Dabei verlieren wir natürlich die Vielfalt der Forschung an der Uni Potsdam nicht aus den Augen: Wir stellen der Strafrechtlerin Anna Albrecht 33 Fragen, begleiten eine Gruppe von Geoforschenden in den Himalaya und lassen uns erklären, welche Alternativen es bald zu Antibiotika geben könnte. Außerdem geht es in diesem Magazin um Stress und wie er uns krankmacht, die Forschung zu nachhaltiger Erzgewinnung und neue Ansätze in der Schulentwicklung.
Neu ist auch eine ganze Reihe kürzerer Beiträge, die zum Blättern und Schmökern einladen: von Forschungsnews und Personalia- Infos über fotografische Einblicke in Labore, einfache Erklärungen komplexer Phänomene und Ausblicke in die weite Forschungswelt bis hin zu einer kleinen Wissenschaftsutopie, einem persönlichen Dank an die Forschung und einem Wissenschaftscomic. All das im Namen der Bildung, versteht sich. Viel Vergnügen bei der Lektüre!
Der tänzerische Kreativitätstest stellt ein valides Instrumentarium dar, welches auf tanzspezifischen Aufgaben basiert und für die differenzierte und standardisierte Erfassung der tänzerischen Kreativität bei Kindern im Alter von 8 bis 12 Jahren konzipiert ist. Mit dem tänzerischen Kreativitätstest können nicht nur Fragestellungen zum Stand sowie zur Entwicklung tänzerisch-kreativer Fähigkeiten im Kindesalter bearbeitet werden, sondern er liefert auch wertvolle Informationen für die Optimierung von Trainings-, Förder- und Vermittlungsmaßnahmen. Erfasst werden folgende tänzerisch-kreativen Fähigkeiten: 1) Vielfalt und Originalität in der Fortbewegung und in Körperpositionen sowie 2) Ideenreichtum, Vielfalt und Originalität in der Gestaltung von Bewegungspatterns und -kompositionen. Dieser Test lässt sich mit größeren Gruppen und minimalem materiellen Aufwand durchführen, ist zeitlich unbeschränkt und ermöglicht es, unterschiedliche Leistungsniveaus zu identifizieren. Der tänzerische Kreativitätstest bietet Forschenden und Lehrkräften eine wertvolle Möglichkeit, die tänzerisch-kreativen Fähigkeiten von Kindern zu analysieren und zu fördern.
We present a new set of global and local sea‐level projections at example tide gauge locations under the RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 emissions scenarios. Compared to the CMIP5‐based sea‐level projections presented in IPCC AR5, we introduce a number of methodological innovations, including (i) more comprehensive treatment of uncertainties, (ii) direct traceability between global and local projections, and (iii) exploratory extended projections to 2300 based on emulation of individual CMIP5 models. Combining the projections with observed tide gauge records, we explore the contribution to total variance that arises from sea‐level variability, different emissions scenarios, and model uncertainty. For the period out to 2300 we further breakdown the model uncertainty by sea‐level component and consider the dependence on geographic location, time horizon, and emissions scenario. Our analysis highlights the importance of local variability for sea‐level change in the coming decades and the potential value of annual‐to‐decadal predictions of local sea‐level change. Projections to 2300 show a substantial degree of committed sea‐level rise under all emissions scenarios considered and highlight the reduced future risk associated with RCP2.6 and RCP4.5 compared to RCP8.5. Tide gauge locations can show large ( > 50%) departures from the global average, in some cases even reversing the sign of the change. While uncertainty in projections of the future Antarctic ice dynamic response tends to dominate post‐2100, we see substantial differences in the breakdown of model variance as a function of location, time scale, and emissions scenario.
We show that, although the equilibrium band dispersion of the Shockley-type surface state of two-dimensional Au(111) quantum films grown on W(110) does not deviate from the expected free-electron-like behavior, its nonequilibrium energy-momentum dispersion probed by time- and angle-resolved photoemission exhibits a remarkable kink above the Fermi level due to a significant enhancement of the effective mass. The kink is pronounced for certain thicknesses of the Au quantum well and vanishes in the very thin limit. We identify the kink as induced by the coupling between the Au(111) surface state and emergent quantum-well states which probe directly the buried gold-tungsten interface. The signatures of the coupling are further revealed by our time-resolved measurements which show that surface state and quantum-well states thermalize together behaving as dynamically locked electron populations. In particular, relaxation of hot carriers following laser excitation is similar for both surface state and quantum-well states and much slower than expected for a bulk metallic system. The influence of quantum confinement on the interplay between elementary scattering processes of the electrons at the surface and ultrafast carrier transport in the direction perpendicular to the surface is shown to be the reason for the slow electron dynamics.
The performance of the recently commissioned spectrometer PEAXIS for resonant inelastic soft X-ray scattering (RIXS) and X-ray photoelectron spectroscopy and its hosting beamline U41-PEAXIS at the BESSY II synchrotron are characterized. The beamline provides linearly polarized light from 180 eV to 1600 eV allowing for RIXS measurements in the range 200-1200 eV. The monochromator optics can be operated in different configurations to provide either high flux with up to 10(12) photons s(-1) within the focal spot at the sample or high energy resolution with a full width at half maximum of <40 meV at an incident photon energy of similar to 400 eV. The measured total energy resolution of the RIXS spectrometer is in very good agreement with theoretically predicted values obtained by ray-tracing simulations. PEAXIS features a 5 m-long RIXS spectrometer arm that can be continuously rotated about the sample position by 106 degrees within the horizontal photon scattering plane, thus enabling the study of momentum-transfer-dependent excitations. Selected scientific examples are presented to demonstrate the instrument capabilities, including measurements of excitations in single-crystalline NiO and in liquid acetone employing a fluid cell sample manipulator. Planned upgrades of the beamline and the RIXS spectrometer to further increase the energy resolution to similar to 100 meV at 1000 eV incident photon energy are discussed.
Lake sediments are increasingly explored as reliable paleoflood archives. In addition to established flood proxies including detrital layer thickness, chemical composition, and grain size, we explore stable oxygen and carbon isotope data as paleoflood proxies for lakes in catchments with carbonate bedrock geology. In a case study from Lake Mondsee (Austria), we integrate high-resolution sediment trapping at a proximal and a distal location and stable isotope analyses of varved lake sediments to investigate flood-triggered detrital sediment flux. First, we demonstrate a relation between runoff, detrital sediment flux, and isotope values in the sediment trap record covering the period 2011-2013 CE including 22 events with daily (hourly) peak runoff ranging from 10 (24) m(3) s(-1) to 79 (110) m(3) s(-1). The three- to ten-fold lower flood-triggered detrital sediment deposition in the distal trap is well reflected by attenuated peaks in the stable isotope values of trapped sediments. Next, we show that all nine flood-triggered detrital layers deposited in a sediment record from 1988 to 2013 have elevated isotope values compared with endogenic calcite. In addition, even two runoff events that did not cause the deposition of visible detrital layers are distinguished by higher isotope values. Empirical thresholds in the isotope data allow estimation of magnitudes of the majority of floods, although in some cases flood magnitudes are overestimated because local effects can result in too-high isotope values. Hence we present a proof of concept for stable isotopes as reliable tool for reconstructing flood frequency and, although with some limitations, even for flood magnitudes.