Leibniz University Hannover
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Prompt 1: Apology
No full textFarah Salaheddin: The Mechanics of an Apology
Copilot: A Whispered Regre
Microstructural characterization of an arc-based additively manufactured FeMnAlNi shape memory alloy
No full textDie Verwendung von Formgedächtnislegierungen zur Verstärkung und Aussteifung bestehender Stahlstrukturen bietet vielversprechende Ansätze zur Lebensdauerverlängerung und Ressourceneffizienz dieser Strukturen, insbesondere in seismisch aktiven Gebieten. Fe-basierte FGL, wie die Fe43,5Mn34Al15Ni7,5-Legierung, zeichnen sich durch kostengünstige Herstellung, vorteilhafte Umform- und Schweißeigenschaften sowie eine geringe Temperaturabhängigkeit der Umwandlungsspannung aus. Im Gegensatz zu NiTi Formgedächtnislegierungen, deren Anwendungsgebiete aufgrund der hohen Temperaturabhängigkeit limitiert sind, ermöglicht die FeMnAlNi-Legierung einen Einsatz in einem breiten Temperaturbereich von 77 K bis 513 K und erfüllt damit die Anforderungen bezüglich der Betriebstemperatur der ASTM 709 für den Strukturbau.
Die martensitische Festphasen Transformation (α→γ‘) der FeMnAlNi Legierung ermöglicht die Dissipation der Verformungsenergie und eine große, sogenannte pseudoelastische Deformation. Zur Maximierung der Dämpfungswirkung werden anisotrope, lastrichtungsorientierte Mikrostrukturen benötigt, die durch additive Fertigung mittels lichtbogen- und drahtbasierter Verfahren generiert werden können. Die prozessbedingte gerichtete Erstarrung führt zu einer grobkörnigen und texturierten Mikrostruktur, welche die Reversibilität der Deformation und Dämpfungsleistung der Legierung erhöhen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Schweißeigenschaften einer quaternären FeMnAlNi Formgedächtnislegierung während des Wolfram- und Metall Inertgas Schweißens hinsichtlich der Phasenverhältnisse und Kornmorphologie evaluiert. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden auf das Lichtbogendrahtauftragschweißen übertragen. Anschließend erfolgte eine umfassende Analyse der Dämpfungseigenschaften additiv gefertigter, vielkristalliner FeMnAlNi-Legierung unter Einbeziehung von Textur, Ausscheidungen, Kornmorphologie und Phasenverhältnissen. Hierdurch sollte eine Bewertung des Einflusses der wiederholten Wärmezufuhr und damit verbundenen Erstarrungsmorphologien und Texturen während der additiven Fertigung auf die Pseudoelastizität und martensitische Transformation ermöglicht werden.
Schlussendlich sollten die Untersuchungen das Potential der mikrostrukturorientierten Fertigung auf die Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehungen für die Fertigung vielkristalliner Dämpferelemente auf Basis von FeMnAlNi Legierungen aufzeigen.The use of shape memory alloys for the reinforcement and stiffening of existing steel structures offer promising approaches to extending service life and improving resource efficiency, particularly in seismically active regions. Fe-based shape memory alloys, such as Fe43.5Mn34Al15Ni7.5, are characterized by cost-effective production, advantageous forming and welding properties, and low temperature dependence of the transformation stress. The applications of NiTi shape memory alloys are limited by their high temperature sensitivity, whereas the FeMnAlNi alloy can be used across a broad temperature range from 77 K to 513 K, meeting the operating temperature requirements of ASTM 709 for structural steel.
The martensitic solid-phase transformation (α→γ‘) of the FeMnAlNi alloy enables the dissipation of deformation energy and provides for large so called pseudoelastic deformation. To maximize damping performance, anisotropic, load-direction-oriented microstructures are required, which can be generated through additive manufacturing using arc- and wire-based processes. The process inherent directional solidification results in a coarse-grained and textured microstructure, enhancing the reversibility and damping properties of the alloy.
This study evaluated the welding properties of a quaternary FeMnAlNi shape memory alloy during tungsten inert gas and metal inert gas welding with respect to phase fractions and grain morphology. The insights gained were transferred to wire arc additive manufacturing. Subsequently, a comprehensive analysis of the damping properties of additively manufactured, polycrystalline FeMnAlNi alloy was conducted, considering texture, precipitates, grain morphology, and phase fractions. This enabled the assessment of the influence of repeated heat input and the associated solidification morphologies and textures during additive manufacturing on pseudoelasticity and martensitic transformation.
Ultimately, these investigations aim to demonstrate the potential of microstructure-oriented manufacturing for understanding the microstructure-property relationships in the production of polycrystalline damping elements based on FeMnAlNi alloys
But Did You Know About ...?: Episode 1, “Calypso Rose”. A Conversation Between Rhea Ramjohn and Lida Shams-Mostofi, transcribed by Elaheh Ghasemi
No full text[No abstract available
Zukünftige Mobilität : Dynamische Daten für Prognose, Nachhaltigkeit und Planung
No full textAm Institut für Kartographie und Geoinformatik (ikg) wird in verschiedenen Bereichen im Kontext Mobilität geforscht – insbesondere aus Ingenieursperspektive, indem moderne Sensorik und automatische Auswertemethoden genutzt werden. Im Folgenden werden schlaglichtartig Beiträge vorgestellt, in denen Mobilität bzw. mobile Datenerfassung eine elementare Rolle spielen – insbesondere auf in Bezug auf Sicherheit und Nachhaltigkeit
Hybrid query processing techniques for enabling certification explainability and trustiness
No full textIntegrating diverse healthcare data sources presents significant challenges due to increasing data volume and complexity. Advances in electronic health records (EHRs), laboratory systems, and third-party health applications result in a fragmented data environment, leading to inconsistencies and variations that hinder effective clinical decision-making. Addressing these challenges requires integrating data sources into coherent datasets.
This thesis develops innovative methods to validate and represent integrity constraints within integrated systems. Integrity constraints ensure data accuracy, consistency, and compliance with domain-specific standards, thus maintaining high data quality. It examines the impact of data anomalies on analytical processes, offering insights that enhance data-driven decision-making.
This work introduces a novel approach for validating integrity constraints in knowledge graphs (KGs), crucial for integrating knowledge from multiple sources. TracedSPARQL, an extension of SPARQL, is proposed to incorporate validation results as a trace during query processing, allowing users to directly verify data integrity. This innovation enhances trust and decision-making by making anomalies more visible. Validation results are integrated into predictive models through ConstrainTree, which explains the impact of anomalies on model predictions, enhancing interpretability and transparency.
Additionally, the research presents PALADIN, a constraint language that efficiently validates process-based data without needing extra data materialization, addressing the limitations of existing standards in handling dynamic healthcare data.
Real-world applications -- mainly in healthcare -- demonstrate the scalability and effectiveness of these methods within European and German research projects.
Through these contributions, the thesis lays a strong foundation for future research and application in data-driven sectors. The integration and utilization of knowledge are significantly improved, enabling organizations to derive reliable, informed decisions. These advancements are crucial in fields like healthcare and finance, where data-driven insights drive innovation and informed decision-making.Das Integrieren unterschiedlicher Datenquellen im Gesundheitswesen stellt aufgrund des steigenden Datenvolumens und der wachsenden Komplexität erhebliche Herausforderungen dar. Fortschritte bei elektronischen Gesundheitsakten (EHRs), Laborsystemen und Drittanbieteranwendungen führen zu einer fragmentierten Datenumgebung, die zu Inkonsistenzen und Variationen führt, welche effektive klinische Entscheidungen behindern. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist die Integration der Datenquellen in kohärente Datensätze erforderlich. Diese Dissertation entwickelt innovative Methoden zur Validierung und Darstellung von Integritätsbedingungen in integrierten Systemen. Integritätsbedingungen gewährleisten die Datengenauigkeit, Konsistenz und Einhaltung von domänenspezifischen Standards und tragen so zur Aufrechterhaltung einer hohen Datenqualität bei. Sie untersucht die Auswirkungen von Datenanomalien auf analytische Prozesse und bietet Einsichten, die datengetriebene Entscheidungsfindungen verbessern. Diese Arbeit stellt einen neuartigen Ansatz zur Validierung von Integritätsbedingungen in Wissensgraphen (KGs) vor, die für die Integration von Wissen aus mehreren Quellen entscheidend sind. TracedSPARQL, eine Erweiterung von SPARQL, wird vorgeschlagen, um Validierungsergebnisse als Spur (engl. Trace) während der Abfrageverarbeitung zu integrieren, wodurch Benutzer die Datenintegrität direkt überprüfen können. Diese Innovation erhöht das Vertrauen und die Entscheidungsfindung, indem Anomalien sichtbarer gemacht werden. Die Validierungsergebnisse werden durch ConstrainTree in Vorhersagemodelle integriert, welches die Auswirkungen von Anomalien auf Modellvorhersagen erklärt und die Interpretierbarkeit und Transparenz verbessert. Darüber hinaus wird PALADIN vorgestellt, eine Sprache für Integritätsbedingungen, die effizient prozessbasierte Daten validiert, ohne dass zusätzliche Daten materialisiert werden müssen. Damit werden die Einschränkungen bestehender Standards im Umgang mit dynamischen Gesundheitsdaten adressiert. Anwendungen in der realen Welt – hauptsächlich im Gesundheitswesen – demonstrieren die Skalierbarkeit und Effektivität dieser Methoden in europäischen und deutschen Forschungsprojekten. Durch diese Beiträge legt die Dissertation eine starke Grundlage für zukünftige Forschung und Anwendungen in datengetriebenen Bereichen. Die Integration und Nutzung von Wissen werden erheblich verbessert, wodurch Organisationen fundierte Entscheidungen ableiten können. Diese Fortschritte sind in Bereichen, in denen datengetriebene Erkenntnisse Innovationen und fundierte Entscheidungsfindungen vorantreiben, wie dem Gesundheits- und Finanzwesen, von entscheidender Bedeutung
Potentials and applications of solar energy in the decarbonized German energy system
No full textThis dissertation examines the techno-economic potential of rooftop and ground-mounted photovoltaics (PV) and their interaction with the energy system on the path to climate neutrality. By analyzing from the urban to the national level, it addresses questions of direct relevance for policy makers and actors in the energy sector. The key findings highlight the differences that limit the potential of rooftop and ground-mounted PV. The energy yield from rooftop PV is primarily limited by the available roof area and roof orientation. Solar irradiation and size-dependent economies of scale, which affect the specific investment costs, are the main factors for the levelized cost of electricity (LCOE) of rooftop PV. This leads to “hockey-stick” cost-potential curves. Once the best sites have been built on, the LCOE starts to rise significantly, while at the same time module price reductions mitigate this increase. Ground-mounted PV, on the other hand, is hardly subject to a technical upper limit, but is heavily dependent on the political and social will to make land available for energy generation. A major contribution of this work lies in the consideration of the system-wide consequences of extensive PV expansion. By combining various modeling results, it is shown that achieving the German climate targets requires both an appropriate expansion of ground-mounted PV through the allocation of sufficient land and ensuring that rooftop PV - since there is no competition with other land uses - can cover a larger share of the national electricity demand through stricter requirements for new buildings and renovations. At the same time, the strong national expansion of PV requires flexibility on the demand side, which is reflected, among other things, in storage and electrolysis accounting for up to 30 % of total system costs. These findings highlight the need for integrated policies that align green energy imports, land use policies and new build and refurbishment requirements.Diese Dissertation untersucht das techno-ökonomische Potenzial von Photovoltaik (PV) auf Dächern und Freiflächen sowie deren Wechselwirkung mit dem Energiesystem auf dem Weg zur Klimaneutralität. Durch die Analyse von der städtischen bis zur nationalen Ebene adressiert sie Fragen von direkter Relevanz für politische Entscheidungsträger und Akteure im Energiesektor. Die zentralen Ergebnisse zeigen die Unterschiede auf, die die Potentiale von Dach- und Freiflächen-PV begrenzen. Der Energieetrag aus Dach-PV wird in erster Linie durch die verfügbare Dachfläche und die Dachausrichtung begrenzt. Solare Einstrahlung und größenabhängige Skaleneffekte, die sich auf die spezifischen Investitionskosten auswirken, sind die Hauptfaktoren für die Stromgestehungskosten (LCOE) von Dach-PV. Dies führt zu “Hockey-Stick”-Kosten-Potenzial-Kurven. Wenn die besten Standorte bebaut wurden, beginnen die LCOE deutlich zu steigen, während gleichzeitig Modulpreisreduktionen diesen Anstieg abmildern. Freiflächen-PV unterliegt hingegen kaum einer technischen Obergrenze, ist jedoch stark vom politischen und gesellschaftlichen Willen abhängig, Flächen für die Energieerzeugung bereitzustellen.
Ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit liegt in der Betrachtung der systemweiten Folgen eines umfangreichen PV-Ausbaus. Es wird durch die Kombination verschiedener Modellierungsergebnisse aufgezeigt, dass für das Erreichen der deutschen Klimaziele sowohl ein angemessener Ausbau von Freiflächen-PV durch die Zuweisung ausreichender Flächen notwendig ist, als auch die Sicherstellung, dass Dach-PV – da hier keine Konkurrenz zu anderen Flächennutzungen besteht – durch verschärfte Auflagen für Neubauten und Sanierungen einen größeren Teil des nationalen Strombedarfs decken kann. Gleichzeitig setzt der starke nationale Ausbau von PV Flexibilität auf der Nachfrageseite voraus, was sich unter anderem in Anteilen von Speichern und Elektrolyse bis zu 30 % der Gesamtsystemkosten äußert. Diese Erkenntnisse verdeutlichen die Notwendigkeit integrierter Politik, die Importe grüner Energie, Politik zur Flächennutzung und Auflagen für den Neubau und die Sanierung aufeinander abstimmt
Relevance Estimation Techniques for Information Retrieval
No full textThis thesis addresses the bounded recall problem in information retrieval systems—a fundamental limitation where relevant documents missed by initial retrieval stages remain permanently excluded from consideration, regardless of subsequent re-ranking efforts. Traditional retrieve-then-rerank architectures, while computationally efficient, create an artificial ceiling on achievable performance by restricting re-ranking to a small subset of the corpus. We propose a paradigm shift through four novel approaches that dynamically explore the document space using various feedback signals beyond conventional query-document similarity and each addressing the bounded recall problem from a different angle.
First, we introduce Query Affinity Modeling (Quam), which learns document-document relationships that better capture co-relevance patterns and employs set affinity scores for principled document selection during adaptive retrieval. Quam significantly outperforms existing methods, particularly in dense document graphs where heuristic selection strategies falter. Our experiments demonstrate that Quam shows significant recall improvement over competitive baselines without increasing computational complexity.
Second, we extend adaptive retrieval to accommodate listwise LLM rankers through Sliding Window-based Graph Adaptive Retrieval (SlideGAR). This method addresses the unique challenge of utilizing non-numerical feedback from LLM rankers that produce only ordered lists rather than explicit relevance scores. Through a novel sliding window mechanism, SlideGAR enables effective neighborhood exploration while maintaining a fixed budget of LLM inference calls.
Third, we tackle bounded recall in RAG pipelines with Semantic Uncertainty-based Neighborhood Aware Retrieval (SUNAR). This approach leverages uncertainty in LLM-generated answer candidates as feedback to guide document exploration, effectively bootstrapping the retrieval of relevant context for complex question answering. Through extensive experiments, we demonstrate that SUNAR significantly outperforms state-of-the-art retrieve-and-reason baselines, achieving substantial improvements in answer generation quality.
Finally, we propose Online Relevance Estimation (ORE), which continuously updates document relevance estimates throughout the ranking process using a bandit-based algorithm. By incorporating multiple query-document and document-document similarity signals, ORE iteratively re-scores promising document subsets while adjusting estimated relevance for the remaining candidate pool. This approach effectively mitigates the limitations of telescoping architectures by dynamically reprioritizing documents that the initial stages may have ignored.
This thesis contributes to the broader understanding of how retrieval systems can evolve beyond rigid cascading architectures to better serve complex information needs while maintaining computational efficiency.Diese Arbeit befasst sich mit dem Problem der bounded recall in Information-Retrieval-Systemen - einer grundlegenden Einschränkung, bei der relevante Dokumente, die in den ersten Retrieval-Phasen übersehen wurden, dauerhaft von der Betrachtung ausgeschlossen bleiben, unabhängig von nachfolgenden Re-Ranking Phasen. Herkömmliche „retrieve-then-rerank“-Architekturen sind zwar rechnerisch effizient, schaffen aber eine künstliche Obergrenze für die erreichbare Leistung, indem sie das Re-Ranking auf eine kleine Teilmenge des Korpus beschränken. Wir schlagen einen Paradigmenwechsel durch vier neuartige Ansätze vor, die den Dokumentenraum dynamisch erforschen, indem sie verschiedene Feedbacksignale nutzen, die über die konventionelle Ähnlichkeit zwischen Anfrage und Dokument hinausgehen, und die das Problem der bounded recall jeweils aus einem anderen Blickwinkel angehen.
Erstens führen wir Query Affinity Modeling (Quam) ein, das Dokument-Dokument Beziehungen erlernt, die Co-Relevanzmuster besser erfassen, und das Affinitätswerte für eine Auswahl von Dokumenten während des adaptiven Retrievals verwendet. Quam übertrifft bestehende Methoden deutlich, insbesondere bei dichten Dokumentgraphen, bei denen heuristische Auswahlstrategien versagen. Unsere Experimente zeigen, dass Quam eine signifikante Verbesserung der Wiederauffindbarkeit im Vergleich zu konkurrierenden Basismethoden zeigt, ohne die Komplexität der Berechnung zu erhöhen.
Zweitens erweitern wir das adaptive Retrieval durch Sliding Window-based Graph Adaptive Retrieval (SlideGAR), um listenweise LLM-Ranker zu berücksichtigen. Diese Methode geht auf die einzigartige Herausforderung ein, nicht-numerisches Feedback von LLM-Rankern zu nutzen, die nur geordnete Listen und keine expliziten Relevanzbewertungen erzeugen. Durch einen neuartigen Sliding-Window-Mechanismus ermöglicht SlideGAR die effektive Erkundung von Nachbarschaften bei gleichzeitiger Einhaltung eines festen Budgets für LLM-Inferenzaufrufe.
Drittens gehen wir mit Semantic Uncertainty-based Neighborhood Aware Retrieval (SUNAR}) die begrenzte Wiederauffindbarkeit in RAG-Pipelines an. Dieser Ansatz nutzt die Ungewissheit in LLM-generierten Antwortkandidaten als Feedback, um die Dokumentenexploration zu leiten und die Suche nach relevantem Kontext für die Beantwortung komplexer Fragen effektiv zu unterstützen. In umfangreichen Experimenten zeigen wir, dass SUNAR die modernsten Abruf- und Begründungsgrundlagen deutlich übertrifft und die Qualität der Antwortgenerierung erheblich verbessert.
Schließlich schlagen wir die Online-Relevanzschätzung (ORE) vor, die die Relevanzschätzungen für Dokumente während des gesamten Ranking-Prozesses mithilfe eines Bandit-basierten Algorithmus kontinuierlich aktualisiert. Durch die Einbeziehung mehrerer Anfrage-Dokument- und Dokument-Dokument-Ähnlichkeitssignale bewertet ORE iterativ vielversprechende Dokumentteilmengen neu und passt gleichzeitig die geschätzte Relevanz für den verbleibenden Kandidatenpool an. Dieser Ansatz entschärft die Einschränkungen von Teleskop-Architekturen, indem er Dokumente, die in den ersten Phasen möglicherweise ignoriert wurden, dynamisch neu priorisiert.
Diese Arbeit trägt zu einem breiteren Verständnis der Frage bei, wie sich Retrievalsysteme über starre Kaskadenarchitekturen hinaus weiterentwickeln können, um komplexe Informationsbedürfnisse besser zu erfüllen und gleichzeitig die Recheneffizienz aufrechtzuerhalten
Studieren ohne Hochschulreife – Ausmaß und Determinanten des Studienerfolgs von nicht-traditionellen Studierenden
No full textIm Jahr 2009 gaben die Kultusminister*innen der sechzehn deutschen Bundesländer den Anstoß für eine stärkere Öffnung des Hochschulzugangs für Studienbewerber*innen ohne schulische Hochschulzugangsberechtigung. Die vorliegende kumulative Dissertation untersucht, wie erfolgreich Studierende sind, die ihren Zugang zum Studium über den sogenannten Dritten Bildungsweg, auf Basis ihrer beruflichen Qualifikation, erlangt haben.
Studierende des Dritten Bildungswegs werden häufig als nicht-traditionelle Studierende bezeichnet. Nicht-traditionell sind sie allerdings nicht nur mit Blick auf ihre schulische und berufliche Vorbildung. Oftmals sind sie neben dem Studium mit außerhochschulischen Verpflichtungen in Beruf und Familie konfrontiert, häufig entscheiden sie sich für besondere Studienmodelle wie das Fern- und Teilzeitstudium. Damit absolvieren nicht-traditionelle Studierende ihr Studium unter anderen Voraussetzungen und Bedingungen als traditionelle Studierende. In drei Fachaufsätzen geht die vorliegende Dissertation der Frage nach, ob auch für Studierende ohne Abitur oder Fachhochschulreife ein erfolgreiches Studium möglich ist und welche Faktoren geeignet sind, den Studienerfolg dieser in vielfacher Hinsicht besonderen Studierendengruppe adäquat zu erklären. Aufgrund einer herausfordernden Datenlage im Forschungsfeld ist der Erkenntnisstand zu diesen Fragen bislang noch immer gering.
Der erste Beitrag der Dissertation widmet sich zunächst einer grundlegenden Beschreibung des Studienerfolgs nicht-traditioneller Studierender und greift dafür auf eine bislang noch wenig genutzte Datenquelle, die amtliche Hochschulstatistik, zurück. Die erzielten Befunde zeichnen ein ambivalentes Bild des Erfolgs nicht-traditioneller Studierender. So zeigt die Kombination verschiedener Teilstatistiken der amtlichen Hochschulstatistik, dass sie ihr Studium häufiger abbrechen und damit insgesamt weniger erfolgreich sind als traditionelle Studierende. Jenen nicht-traditionellen Studierenden aber, die ihr Studium erfolgreich abschließen, gelingt es in vergleichbarem Maße wie traditionellen Studierenden, die fachlichen Anforderungen des Studiums zu bewältigen, wie eine Analyse der Examensnoten belegt. Die Mehrheit nicht-traditioneller Studierender erweist sich damit als studierfähig. Der Beitrag demonstriert, dass mit der Hochschulstatistik wichtige Erkenntnisse zum Studienerfolg erzielt werden können. Er liefert erstmals valide und zugleich generalisierbare Vergleichsergebnisse auch zu graduellen Unterschieden des Studienerfolgs von nicht-traditionellen und traditionellen Studierenden.
Ausgangspunkt des zweiten Beitrags ist das höhere Studienabbruchrisiko nicht-traditioneller Studierender. Vor dem Hintergrund der vielfältigen Unterschiede zwischen nicht-traditionellen und traditionellen Studierenden wird unter Rückgriff auf die Theorie rationaler Bildungsentscheidungen untersucht, ob eine besondere Konstellation der Kosten und Erträge eines Studiums sowie eine geringere Erfolgserwartung nicht-traditioneller Studierender für deren höheres Abbruchrisiko verantwortlich sind. In einer logistischen Regressions- und Dekompositionsanalyse können 86 Prozent der Unterschiede im Abbruchrisiko zwischen nicht-traditionellen und traditionellen Studierenden aufgeklärt werden. Doch lediglich die etwas geringere Erfolgserwartung nicht-traditioneller Studierender leistet dazu einen relevanten Erklärungsbeitrag. Wichtiger als die Parameter des Rational-Choice-basierten Bildungsentscheidungsmodells sind andere Faktoren, namentlich das höhere Alter von nicht-traditionellen Studierenden und die großen Gruppenunterschiede in der Verbreitung des Fernstudiums. Der Beitrag zeigt Möglichkeiten zur Anpassung von Bildungsentscheidungsmodellen und darauf aufbauender Messinstrumente auf, um deren Erklärungskraft mit Blick auf die besondere Gruppe nicht-traditioneller Studierender zu erhöhen.
Der dritte Beitrag der Dissertation beleuchtet die spezifischen Bedingungsfaktoren des Studienabbruchs nicht-traditioneller Studierender im Rahmen einer Intragruppenanalyse. Es wird der Frage nachgegangen, ob im Vergleich zu traditionellen Studierenden andere Faktoren für den Studienerfolg nicht-traditioneller Studierender und die Erklärung ihrer Studienabbruchneigung wichtig sind. Insbesondere wird untersucht, welche Bedeutung Erfahrungen im Studium im Vergleich zu außerhochschulischen Faktoren haben. Dazu wird das Student Integration Model von Tinto (1975) erstmals auf nicht-traditionelle Studierende in Deutschland angewandt und um Aspekte der beruflichen Vorbildung, des Studienkontextes und der Lebensumstände nicht-traditioneller Studierender erweitert. Die Ergebnisse eines Strukturgleichungsmodells belegen, dass auch im Fall von nicht-traditionellen Studierenden vor allem die Integrationserfahrungen im Studium bedeutsam für die Erklärung des Studienabbruchrisikos sind. Als weiterer wichtiger Einflussfaktor kann die Studienfinanzierung identifiziert werden. Darüber hinaus kommt den Lebensumständen wie auch dem Studienkontext eine zwar punktuelle, aber insgesamt geringere Bedeutung zu. Leistungen in der beruflichen Bildung erweisen sich als geeigneter Prädiktor der akademischen Integration nicht-traditioneller Studierender.In 2009, the ministers of education of Germany’s sixteen federal states provided the impetus for widening access to higher education for applicants without a formal higher education entrance qualification. This cumulative dissertation examines how successful students are who have gained access to higher education on the basis of their vocational qualifications via the so-called third educational pathway.
Students who have followed the third educational pathway to higher education are often referred to as non-traditional students. However, they are not only non-traditional in terms of their specific educational background. Frequently, they are faced with extra-curricular responsibilities such as work and family commitments, and often they choose special modes of study like distance learning or part-time studies. This means that non-traditional students pursue their studies under conditions that differ from those of traditional students in a number of ways. In three articles, this dissertation examines whether it is possible for students without an Abitur or Fachhochschulreife to study successfully and explores which factors are suitable for adequately explaining the academic success of this unique group of students. Due to a challenging data situation in this research area, knowledge on these questions is still limited.
The first article of the dissertation is dedicated to a fundamental description of the academic success of non-traditional students, utilizing a hitherto under-explored data source, the official higher education statistics. The findings paint an ambivalent picture of the success of non-traditional students. By combining various sub-statistics from the official higher education statistics, it is shown that non-traditional students drop out of their studies more frequently and are less successful overall than traditional students. However, those non-traditional students who successfully complete their studies are as successful as traditional students in mastering the subject-related requirements of the degree programme, as evidenced by an analysis of final grades. This indicates that the majority of non-traditional students are capable of succeeding in higher education. The article demonstrates that significant insights into academic success can be obtained from higher education statistics. For the first time, it provides valid and at the same time generalisable comparative results even on gradual differences in the academic success of non-traditional and traditional students.
The second article addresses the higher dropout risk of non-traditional students. Against the backdrop of the manifold differences between non-traditional and traditional students, the paper uses the theory of rational educational decisions to analyse whether a unique constellation of the costs and returns of studying as well as a lower expectation of success among non-traditional students are responsible for their higher risk of dropping out. A logistic regression and decomposition analysis can explain 86 per cent of the differences in the risk of dropping out between non-traditional and traditional students. However, only the slightly lower expectation of success of non-traditional students makes a relevant contribution to this explanation. Other factors prove to be more important than the parameters of the rational choice-based educational decision model, namely the greater age of non-traditional students and the large group differences in the prevalence of distance learning. The article identifies ways in which educational decision models and the measurement instruments based on them can be adapted to improve their explanatory power with regard to the special group of non-traditional students.
The third article examines, through an intra-group analysis, the specific factors that influence non-traditional students to drop out of higher education. It explores whether, compared to traditional students, other factors are decisive for their academic success and for explaining their tendency to drop out. Specifically, it investigates the relative importance of academic experiences versus external, non-academic factors. For this purpose, Tinto's (1975) Student Integration Model is applied for the first time to non-traditional students in Germany and extended to include aspects of previous vocational training, study context and life circumstances of non-traditional students. The results of a structural equation model indicate that, also in the case of non-traditional students, integration experiences during studies are particularly important in explaining the risk of dropping out. Another important influencing factor is the financing of studies. Beyond this, life circumstances and the study context are of selective but overall lesser importance. Performance in vocational education and training is identified as a suitable predictor of non-traditional students’ academic integration
Klimafaktor Straße : Empfehlungen für eine Siedlungsplanung der Zukunft
No full textDer Gebäudebestand in Deutschland soll bis 2045 klimaneutral sein. Gleichzeitig gibt es einen erheblichen Bedarf an Wohnungen, der in den kommenden Jahren zum Bau zahlreicher neuer Siedlungen und Stadtquartieren führen wird. Wissenschaftler*innen der LUH und der FH Potsdam analysieren in einem Projekt die ökologischen Auswirkungen unterschiedlicher Siedlungstypen in Neubauquartieren über ihren Lebenszyklus. Ein Bericht
Expert-Novice Communication in Quantum Physics - An investigation into explaining approaches of basic concepts and research
No full textQuantum physics is not only an integral part of modern physics but, in light of the ongoing second quantum revolution, also increasingly relevant for everyday and emerging technologies. Subsequently, the challenge of effectively explaining quantum physics to laypersons and novices of the field remains important, both within educational settings and in science communication.
Drawing from traditions of both physics education and science communication research, the study presented here employs a qualitative approach, featuring expert-novice dialogues to investigate oral ad-hoc explanations from PhD students doing research in quantum metrology. The participants were asked to explain a basic concept of quantum physics as well as their own research. Three primary focuses emerge: the key content experts prioritise when explaining the Heisenberg uncertainty principle, the interpretations, conceptions, and mistakes they reproduce, and the quality features of their explanations based on an adapted framework of predictors.
Findings reveal varied and diverse content emphasis, with experts frequently discussing measurements, waves, and mathematical formalism. Yet, they often struggled with integrating coherent interpretations of quantum uncertainty. These findings, together with those regarding known conceptions, imply that some of the difficulties interpreting the Heisenberg uncertainty principle also persist throughout later stages of an academic career.
Evaluation of the explanations' quality features showed strengths in content-related features, including the use of examples and different representations, but weaknesses in engaging the explainee and using any quality features that imply addressee orientation. The study's implications for science outreach and education suggest that while experts possess high content knowledge, training in pedagogical skills could enhance their explaining competence