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Thermodynamische Modellierung und numerische Simulation bei der Mischung mehrkomponentiger hochviskoser Fluide in Matlab
Get PDFIn dem aktuellen Beitrag wird eine kurze Einführung in die Mischung bzw.
Entmischung hochviskoser inkompressibler Fluide gegeben. Hierzu wird die
Methode der Phasenfeldmodellierung und ihre numerische Diskretisierung
vorgestellt. Anhand eines konkreten Beispiels wird die technische Relevanz des
vorgestellten Ansatzes demonstriert
Simulationsgestützter Variantenvergleich des Antriebsstranges einer Werkzeugmaschine
Get PDFGekoppelte Umlaufrädergetriebe bilden den Antriebsstrang von Orbital-
Bearbeitungsmaschinen (OBM). Aufgrund der Variantenzahl einsetzbarer
Umlaufrädergetriebekombinationen ist die konstruktive Auslegung dieser
Antriebsstränge anspruchsvoll.
Der Vortrag liefert unter Verwendung der Mehrkörpersimulation (Software:
SIMULATION X) einen Beitrag einer systematischen Herangehensweise zur
Ermittlung wesentlicher Eingangsgrößen der komplexen Getriebedimensionierung.
Aussagen über wirksame Drehmomente, Drehzahlen, Verzahnungskräfte und
Verlagerungen des TCP unter spezieller Betrachtung des dynamischen
Systemverhaltens der Antriebsstränge werden getroffen. Variantenrechnungen
ermöglichen zudem den Vergleich verschiedener Getriebe- und
Maschinenelementkonfigurationen.
Vertiefend wird auf die erweiterte Modellierung der Besonderheiten der
Getriebearchitektur mit spielbehafteten, gekoppelten Umlaufrädergetriebe und
diverser Maschinenelemente, z.B. Hauptspindellagerung oder Wälzschraubtriebe,
eingegangen. Maßnahmen der Modellvereinfachung mit dem Ziel reduzierter
Rechenzeiten bei erhöhter Modellrobustheit werden dargestellt.
Richtlinien der Modellverifikation sowie Konstruktionsvorgaben für den
getriebebasierten Nebenantriebsstrang werden abschließend geschlussfolgert
Multiscale Simulation of Metallic Copper and Copper Oxide Atomic Layer Deposition from Cu Beta-diketonates
Get PDFCopper (Cu) interconnects have been widely used to replace aluminum in ultra-large-scale integration due to low resistivity and superior resistance to electromigration. Current processes for the fabrication of interconnects require thin Cu seed layers before the subsequent Cu filling by electrochemical deposition (ECD). It is crucial that these seed layers are coated conformally and smoothly in vias and trenches, ensuring that the ECD Cu films are free of voids. With the continuous scaling down of device dimensions, atomic layer deposition (ALD) has been considered as the most promising technology for making the Cu seed layers, because of its excellent conformality and precise thickness control. This dissertation is dedicated to the multiscale simulation of Cu ALD using the Cu beta-diketonate precursors (nBu3P)2Cu(acac) and Cu(acac)2. Different co-reactants (H, H2, H2O, O3 and wet O2) were investigated with respect to their application for the ALD of metallic Cu and Cu oxides. While Cu beta-diketonates have been widely applied in ALD, the mechanistic details of the surface reactions are still largely unknown. Ab initio calculations were performed to obtain the input data for reactive molecular dynamics (RMD) simulations and thermodynamic modeling, which were realized at the molecular-scale and macroscale, respectively.Kupferleitbahnen werden in höchstintegrierten Schaltkreisen aufgrund des niedrigen spezifischen Widerstands und der sehr guten Beständigkeit gegen Elektromigration verwenden. Aktuelle Verfahren zur Leitbahnherstellung erfordern dünne Cu Keimschichten vor der anschließenden Cu Füllung durch die elektrochemische Abscheidung (ECD). Dabei ist es entscheidend, dass diese Keimschichten konform und glatt in den Vias und Gräben abgeschieden werden können, so dass die ECD Cu-Filme frei von Hohlräumen sind. Mit der weiteren Skalierung wird die Atomlagenabscheidung (ALD) mit ihrer hohen Konformalität und der ausgezeichneten Dickensteuerung als die vielversprechendste Technik zur Herstellung der Cu Keimschichten betrachtet. Die vorliegende Dissertation ist der Multiskalensimulation der ALD von metallischem Kupfer und Kupferoxiden aus Cu-beta-Diketonat Präkursoren (nBu3P)2Cu(acac) und Cu(acac)2 gewidmet. Verschiedene Koreaktanden H, H2, H2O, O3 und feuchtes O2 werden hinsichtlich ihrer Anwendung für die ALD von metallischem Kupfer oder Kupferoxid untersucht. Die Mechanismen der Oberflächenreaktionen dieser Präkursoren sind noch weitgehend unbekannt, obwohl die Cu Beta-Diketonate in der ALD bereits breite Verwendung finden. Ab-initio-Rechnungen wurden durchgeführt, um die Eingangsdaten für die reaktive Molekulardynamiksimulation und die thermodynamische Modellierung zu erhalten, die sowohl auf molekularer wie auch auf makroskopischer Ebene durchgeführt wurden
Ein Streifzug durch die Geschichte der Auer Firma August Wellner Söhne: Vom Familienbetrieb zum Großunternehmen
Get PDFSarah Becher zeichnet in ihrem Kalenderartikel die Geschichte des Auer Unternehmens August Wellner Söhne nach
Determining Material Data for Welding Simulation of Presshardened Steel
Get PDFIn automotive body-in-white production, presshardened 22MnB5 steel is the most widely used ultra-high-strength steel grade. Welding is the most important faying technique for this steel type, as other faying technologies often cannot deliver the same strength-to-cost ratio. In order to conduct precise numerical simulations of the welding process, flow stress curves and thermophysical properties from room temperature up to the melting point are required. Sheet metal parts made out of 22MnB5 are welded in a presshardened, that is, martensitic state. On the contrary, only flow stress curves for soft annealed or austenitized 22MnB5 are available in the literature. Available physical material data does not cover the required temperature range or is not available at all. This work provides experimentally determined hot-flow stress curves for rapid heating of 22MnB5 from the martensitic state. The data is complemented by a comprehensive set of thermophysical data of 22MnB5 between room temperature and melting. Materials simulation methods as well as a critical literature review were employed to obtain sound thermophysical data. A comparison of the numerically computed nugget growth curve in spot welding with experimental welding results ensures the validity of the hot-flow stress curves and thermophysical data presented
Wie kommt der Tod ins Spiel? Von Leichen und Geistern in Casual Games
Get PDFDiese Arbeit beschäftigt sich mit Tod in digitalen Spielen und geht der Frage nach, über welche Routen und Netzwerke der Tod ins digitale Spiel kommt. Ziel war es herauszufinden, wie Tod in digitalen Spielen repräsentiert wird, welche Praktiken im Zusammenhang mit Tod in digitalen Spielen erkennbar sind und welche soziokulturellen Aspekte und Konzepte von Tod in digitalen Spielen ausgehandelt und konstruiert werden. Im Mittelpunkt steht das Spielgenre der Casual Games, wobei der Untersuchungsfokus insbesondere auf den sog. Wimmelbildspielen oder Hidden Objekt Games liegt. In diesen Spielen dreht sich alles um das Sammeln, Kombinieren und Suchen von Gegenständen in dichten, mit Objekten überfüllten Wimmelbildszenen sowie um das Lösen von Rätseln und Puzzles. Zur Bearbeitung des Themas wurden im Rahmen einer ethnografischen Untersuchung verschiedene Methoden miteinander kombiniert (visuelle, textuelle und inhaltliche Analysen, Close Playing, ethnografische Gespräche und Dichte Beschreibung). Auf Basis vielfältigen Materials (digitale Wimmelbildspiele, Webseiten, Foren- und Bewertungsbeiträge, Let’s Plays, Berichte und Interviews, literarische Texte, Filme, Transkripte von Spielsessions) werden vier Beziehungsnetze herausgearbeitet, über die der Tod ins Spiel kommt. Das erste Beziehungsnetz beschreibt transmediale Zusammenhänge und durchzieht verschiedene Medien, wobei der Tod über alte, weitgereiste Stoffe, Motive und kulturelle Topoi ins Spiel kommt, die den Zwecken und Möglichkeiten des digitalen Mediums angepasst werden. Die drei anderen Beziehungsnetze werden unter dem Begriff der Ökonomie zusammengefasst: Anhand der Ökonomie der Aufmerksamkeit wird gezeigt, wie der Tod über kulturell und visuell etablierte Aufmerksamkeitsregimes, Todessymboliken und -motive ins Spiel kommt. Dass Tod auch Teil der Spielpraktiken selbst ist, weil er die Spielhandlungen initiiert und strukturiert, wird anhand der Ökonomie des Accomplishments dargelegt. Die Ausführungen zur Ökonomie des Wertes machen deutlich, wie Spielebewertungen sowie soziale Todes- und Sterbeerfahrungen die Beziehung zwischen Spieler, Spiel und Spieleproduzent mitbestimmen können. In der Arbeit wird somit nicht nur dargelegt, dass dem Thema Tod eine zentrale Rolle beim Spielen von digitalen Spielen zukommt, sondern auch, dass Tod die Gestaltung und Vermarktung dieser Spiele maßgeblich beeinflusst und somit ebenfalls Bestandteil alltäglicher digitaler Kommunikationsformen ist
Spritzgießtechnische Herstellung duroplastgebundener Dauermagnete
Get PDFKunststoffgebundene Dauermagnete kommen bereits seit einem dreiviertel Jahrhundert in diversen Anwendungen zum Einsatz. Dabei werden die gängigen Kunststoffverarbeitungsverfahren wie beispielsweise Spritzgießen, Extrudieren, Pressen und Kalandrieren angewandt. Ähnlich zu der Aufteilung in der Verarbeitung von herkömmlichen Kunststoffen, werden auch für die kunststoffgebundenen Dauermagnete nur selten duroplastische Matrixmaterialien im Spritzgießverfahren eingesetzt. Dabei bringt gerade diese Werkstoffklasse hervorragende Eigenschaften mit sich, die eine Verbesserung der Eigenschaften von kunststoffgebundenen Dauermagneten zur Folge haben können. Neben der Medien- und Temperaturbeständigkeit dieser Werkstoffklasse spielt dabei auch deren Viskosität eine bedeutende Rolle für diese Anwendung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll geprüft werden, ob der Einsatz duroplastischer Matrixmaterialien zu einer Verbesserung der Eigenschaften kunststoffgebundener Dauermagnete führen kann. Hierfür werden
anisotrope Magnetpartikel in den Kunststoff eincompoundiert und während der Verarbeitung im Spritzgießverfahren orientiert. Dies geschieht durch ein integriertes Magnetfeld im Spritzgießwerkzeug. Insbesondere sollen der Einfluss des Matrixmaterials, der Partikelgeometrie, der Fließrichtung sowie des Richtfeldes auf die Partikelorientierung untersucht werden. Zusammen mit grundlegenden analytischen Untersuchungen der Ausgangsmaterialien sollen abschließend Richtlinien für eine Bauteilauslegung definiert und erste Ansätze
für eine Simulation der magnetischen Bauteileigenschaften erarbeitet werden.Polymer bonded magnets are used for different applications for over 70 years yet. These materials are produced within known polymer processing procedures as injection molding, extruding, compression molding and calendaring. However, as for standard plastics thermoset materials are seldom used in injection molding even though they show great potential regarding temperature and media resistance as well as in terms of a low viscosity. These properties could be of use in case of polymer bonded magnets. Within this work the use of thermoset matrix materials for polymer bonded magnets should be evaluated and thus their properties shall be improved. Therefore anistotropic magnetic particles will be incorporated in the thermoset matrix and they will be oriented during the injection molding process which requires a magnetic field in the cavity during processing. Especially the influences of the matrix material, the particle geometry, the flow direction and the aligning field on the particle orientation should be investigated and together with fundamental analytical procedures guidelines for engineering of parts should be generated as well as first approaches for a simulation of the part properties shall be given
Rechnergestützte Auswahl von Participatory Design-Methoden
Get PDFDie Aktivitäten zur Einführung der Industrie 4.0 in die produzierenden Unternehmen bringen eine Vielzahl
von neuen Systemen mit sich und verändern die bisher dort vorhandenen Arbeitsumgebungen und
Aufgaben. Zur Beherrschung der zunehmenden Komplexität müssen die dort beschäftigten Produktionsmitarbeiter
daher zu Wissensarbeitern weiterentwickelt werden. Hierfür bedarf es neuer Ansätze zur
Arbeitsorganisation, Aus- und Weiterbildung sowie zur aktiven Einbeziehung der Beschäftigten bei der
Ausgestaltung der zukünftigen Arbeitsplätze und Prozesse. Das durch die EU geförderte Projekt
Factory2Fit entwickelt und erprobt Ansätze und Methoden zur kollaborativen Entwicklung von
Arbeitsplätzen und Prozessen unter Einbeziehung der Mitarbeiter mittels Participatory Design. Aufgrund
der Vielzahl an verfügbaren Methoden wird jedoch eine gezielte Unterstützung bei der zielgerichteten
Methodenauswahl benötigt. Im vorliegenden Beitrag werden die Motivation des Projekts Factory2Fit zur
Nutzung des Participatory Designs erläutert, der Ansatz zur Unterstützung bei der Methodenauswahl
entwickelt sowie das daraus abgeleitete rechnergestützte Auswahlverfahren zur Befähigung der
Verantwortlichen vorgestellt. In den nächsten Arbeitsschritten innerhalb des Projektes gilt es nun, die
entwickelten Methoden sowie das Hilfsmittel zur Methodenauswahl einzusetzen, zu validieren und auf
Basis der Ergebnisse weiterzuentwickeln
Subliminal electrical and mechanical stimulation does not improve foot sensitivity in healthy elderly subjects
Get PDFObjective
Deterioration of cutaneous perception may be one reason for the increased rate of falling in the elderly. The stochastic resonance phenomenon may compensate this loss of information by improving the capability to detect and transfer weak signals. In the present study, we hypothesize that subliminal electrical and mechanical noise applied to the sole of the foot of healthy elderly subjects improves vibration perception thresholds (VPT).
Methods
VPTs of 99 healthy elderly subjects were measured at 30 Hz at the heel and first metatarsal head (MET I). Participants were randomly assigned to one of five groups: vibration (Vi-G), current (Cu-G), control (Co-G), placebo-vibration (Pl-Vi), and placebo-current (Pl-Cu). Vi-G and Cu-G were stimulated using 90% (subliminal) of their individual perception thresholds for five minutes in a standing position. Co-G received no stimulation. The placebo groups were treated with mock stimulation. VPTs were measured twice before the intervention (baseline (BASE) and pre-measurement (PRE)), and once after the intervention (post-measurement (POST)).
Results
Significant differences were found between measurement conditions comparing BASE and POST, and PRE and POST. VPTs between groups within each measurement condition showed no significant differences. Vi-G was the only group that showed significantly higher VPTs in POST compared to BASE and PRE, which contradicts previous studies.
Conclusion
We analyzed increased VPTs after subliminal mechanical stimulation. The pressure load of standing for five minutes combined with subliminal stimulation may have shifted the initial level of mechanoreceptor sensitivity, which may lead to a deterioration of the VPT. The subliminal electrical stimulation had no effect on VPT.
Significance
Based on our results, we cannot confirm positive effects of subliminal electrical or mechanical stimulation on the sole of the foot
Einsatz didaktischer Methoden, Interaktionsverhalten und Wirksamkeit pädagogisch-psychologischer Beratungen von Lehrenden an deutschen Hochschulen: Eine experimentelle Studie mit Messungen der Lehrqualität durch Fragebögen, Verhaltensanalysen und studentischen Veranstaltungsbesuch
Get PDFDie vorliegende Forschungsarbeit untersuchte den Einsatz didaktischer Methoden, das Interaktionsverhalten von Dozierenden und Studierenden sowie die Wirksamkeit pädagogisch-psychologischer Beratungen von Lehrenden an deutschen Hochschulen. Dabei handelte es sich um eine experimentelle Studie mit Messung der Lehrqualität durch Fragebögen, videobasierte Verhaltensanalysen und studentischen Veranstaltungsbesuch. Die Vorlesung ist nach Kerres und Pressler (2013) die effizienteste Lehrform. Sie ist ökonomisch und wird einem hohen Andrang von Studierenden gerecht. Die Vorlesung nimmt im Durchschnitt 50% der angebotenen Lehrveranstaltungen in Bachelorstudiengängen ein (Kerres & Schmidt, 2011). Diese werden wiederholt aufgrund der passiven Rolle des Studierenden sowie der einseitigen Kommunikationsform kritisiert (Apel, 1999; Schams, 2005) und verzeichnen rückläufige Besuchszahlen (Ramm, Multrus, Bargel, & Schmidt, 2014). Daher untersuchte diese Forschungsarbeit ausschließlich das Lehrveranstaltungsformat der Vorlesung. Das übergeordnete Ziel stellte die Bereitstellung detaillierter fachspezifischer und fachübergreifender Implikationen zur Verbesserung der Lehrqualität in Vorlesungen an deutschen Universitäten und Fachhochschulen dar. Dazu wurden vier verschiedene Studien durchgeführt.
Studie 1 untersuchte die An- und Abwesenheit in Vorlesungen von N=1841 Studierenden. Deutschlandweit nahmen Studierende von k=42 Universitäts- und Fachhochschulstandorten teil. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende Vorlesungen signifikant seltener besuchten und diese weniger zeitintensiv vorbereiteten als Seminare oder Übungen. Je höher die intrinsische Motivation, die Leistungsmotivation sowie die Lebenszufriedenheit der Studierenden war, desto höher war die Anwesenheit in Vorlesungen. Die Studierenden, welche häufiger die Vorlesungen besuchten, wiesen aktuell bessere Noten auf. Zudem zeigte sich, dass je konzentrierter das Anwesenheitsverhalten war, desto besser war die Bewertung der Lehrqualität und desto mehr positive Merkmale äußerten Studierende an der Lehrveranstaltungsform Vorlesung. Die intensive Nutzung digitaler Medien durch Studierende war mit hoher Ablenkung während der Vorlesung verbunden. In der Selbsteinschätzung zeigte sich allerdings, dass Studierende durch die Nutzung des Handys am häufigsten abgelenkt waren und am wenigsten konzentriert arbeiteten. Insgesamt wünschten sich 65% der Befragten eine unterhaltsame Vorlesung. Die Studierenden wünschten sich, dass Vorlesungen besser organisiert und interaktiver gestaltet werden. Die langweilige Gestaltung der Vorlesungen wurde als Hauptgrund für Absentismus angeführt.
Studie 2 untersuchte den Einsatz didaktischer Methoden zur Vermittlung von Wissen und Kompetenzen. Insgesamt nahmen N=983 Dozierende an der Untersuchung teil. Die Ergebnisse zeigten, dass den Dozierenden mehr als die Hälfte der 50 präsentierten Methoden bekannt waren. Die didaktischen Methoden Skript, Fragen stellen, Tafelbild, Zusammenfassen, Semesterplan, Ausblick und Überblick, Semesterapparat sowie Vortrag und Erklären durch Dozierende waren über 90% aller befragten Dozierenden bekannt. Dozierende der Fakultät für Geistes- und Sozialwissenschaften kannten mehr didaktische Methoden als Dozierende anderer Fakultäten. Am wenigsten didaktische Methoden kannten Dozierende aus der Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaft. Insgesamt wurden von den Dozierenden lediglich 32% der bekannten didaktischen Methoden häufig angewendet. Dozierende mit steigender Anzahl an Lehrjahren und gehaltenen Vorlesungen kannten weniger didaktische Methoden und verwendeten diese seltener. Dozierende mit einer höheren Anzahl an hochschuldidaktischen Weiterbildungen kannten hingegen mehr didaktische Methoden. Des Weiteren zeigte sich, dass Dozierende mit einem lernorientierten Lehransatz mehr didaktische Methoden kannten und diese in ihren Vorlesungen signifikant häufiger anwendeten als inhaltsorientierte Dozierende. Darüber hinaus war diesen Dozierenden die Ausbildung überfachlicher Kompetenzen wichtiger als den inhaltorientierten Dozierenden. Die wichtigsten Kompetenzen über alle Fachbereiche hinweg waren Lernbereitschaft, Problemlösefähigkeit, Durchhaltevermögen, Eigenständigkeit sowie Zeitmanagement und Organisationsfähigkeit. Darüber hinaus sprachen sich mehr als die Hälfte aller Dozierenden dafür aus, dass Vorlesungen Studierende unterhalten müssen. Dabei befürworteten Dozierende eine unterhaltsame Vorlesung besonders, um das Interesse, die Motivation und die Aufmerksamkeit sowie die Freude am Lernen, den Lernerfolg, das Verständnis, die Mitarbeit sowie die Diskussionsbereitschaft zu fördern. Eine gute Vorlesung kennzeichnete aus Sicht der Dozierenden dabei insbesondere die Kompetenz der Lehrperson, ein anspruchsvoller Inhalt, eine gute Struktur, die Anregung zur Auseinandersetzung und dem selbständigen Mit- und Durchdenken.
Studie 3 prüfte anschließend die Wirksamkeit verschiedener Varianten pädagogisch-psychologischer Beratungsansätze im Vergleich zu einem Feedback über die Lehrveranstaltungsbeurteilung ohne Beratung. Die gesamte Stichprobe beinhaltete Daten aus k=45 Lehrveranstaltungen von N=44 Dozierenden. Dabei lehrten die Dozierenden an elf verschiedenen Universitäts- und Fachhochschulstandorten. Die Veranstaltungsgröße der untersuchten Vorlesungen variierte zwischen N=10 und N=124 Studierenden. Insgesamt nahmen N=3100 Studierende teil. Die Lehrqualität wurde mittels Heidelberger Inventar zur Lehrveranstaltungsevaluation II (HILVE II; Rindermann, 2009) erfasst (Selbstratings, Ratings studentischer Teilnehmer und Teilnehmerinnen sowie videobasierte Fremdratings). Für die Einschätzung der Lehrqualität durch externe Dozierende nahmen darüber hinaus N=119 Fremdurteiler von k=37 verschiedenen Universitäten oder Fachhochschulen an der Untersuchung teil und gaben k=465 Ratings anhand eines Fragebogens zur Lehrevaluation ab. Die Frage nach der Wirksamkeit der durchgeführten hochschuldidaktischen Beratung muss im Rahmen der vorliegenden Studie mit „Nein“ beantwortet werden. Die Analysen zeigten keine signifikanten Effekte bezogen auf die Verbesserung der Lehrevaluation im Vergleich zu einer Kontrollgruppe. Darüber hinaus war die Beratung inklusive der Nutzung sozio-kognitiver Konflikte einer rein klassischen Beratung in ihrer Wirksamkeit entgegen den Erwartungen unterlegen. Die Ergebnisse zeigten weiter, dass der Wissens- bzw. Kompetenzzuwachs während einer Vorlesungsveranstaltung höher war, wenn die Lehrqualität durch die teilnehmenden Studierenden höher eingeschätzt wurde. Sowohl zum ersten Messzeitpunkt als auch zum zweiten Messzeitpunkt fanden sich bessere Lehrevaluationsergebnisse für Dozierende, welche den lernorientierten Lehransatz verfolgten. Diese Dozierenden fragten häufiger Inhalte ab, schauten das Publikum häufiger direkt an, hörten häufiger aktiv zu und reagierten häufiger mit positivem Feedback auf Studierende, welche sich in Vorlesungen häufiger zu Wort meldeten.
Studie 4 untersuchte abschließend das Verhalten von N=38 Dozierenden (Datenpool Studie 3) und N=272 Studierenden und deren Interaktion. Es bestätigte sich, dass Studierende Vorlesungen, bei denen sie sich aktiver einbringen können, beispielsweise im aktiven Zuhören, im Mitschreiben von Gedanken, im Nutzen von Arbeitsmaterial oder im Stellen inhaltlich kritischer Fragen, insgesamt besser bewerteten. Die Ergebnisse zeigten weiter, dass eine häufige Verwendung beziehungsfördernder Verhaltensweisen mit aktivem Verhalten der Studierenden einherging. Jedoch zeigten sich Zusammenhänge einmal zum aktiven und einmal zum nicht aktiven Verhalten. Darüber hinaus konnten keine signifikanten Korrelationen gefunden werden.The aim of the present research was to investigate the use of didactic methods, the interaction behavior of lecturers and students as well as the effectiveness of pedagogical and psychological counseling of lecturers at German universities. It was an experimental study with measurement of teaching quality with the help of questionnaires, video-based analysis of behavior and student attendance. Lectures are the most efficient and well-known type of teaching (Kerres & Pressler, 2013). They are economical and meet the high demand of students. Lectures occupy almost 50% of all offered courses in Bachelor´s degree (Kerres & Schmidt, 2011). Lectures are repeatedly criticized because of the passive role of the students as well as the unilateral form of communication (Apel, 1999, Schams, 2005). Furthermore student’s attendance is decreasing (Ramm, Multrus, Bargel, & Schmidt, 2014). Therefore the present study gathered only information about Lectures. The overall aim of the present study was to identify subject-specific and interdisciplinary implications for improving the quality of teaching in lectures at German universities. Four different studies were carried out for this purpose.
Study 1 investigated the attendance and absence of students in lectures. The data from N=1841 students at k=42 German universities were collected. Students attended lectures significantly less frequently than seminars and tutorials and invested less time in preparation. Furthermore, a higher intrinsic motivation, achievement motivation and higher life satisfaction was associated with a higher attendance rate. Students, who attend lectures more often, had better grades at the present time. The higher the rate of attendance was, the better was the evaluation of the didactic quality. The intensive use of digital media by students was associated with high distraction during the lectures. Mainly responsible for this was the use of mobile phones. Overall, 65% of the participants voted for entertaining lectures. Lectures should be better organized and more interactive. The boring style of the lectures was the main reason for absenteeism.
The aim of study 2 was to identify the main didactic methods which are currently used at German universities, their relationship to different departments and subjects and their dependence on general teaching orientations (student vs. content oriented). Finally, it was researched whether they are connected to social and personal competencies students should develop or expand from the point of view of their lecturers. Data from N = 983 instructors (professors and assistant professors) were collected. The instructors were aware of more than half of the 50 presented didactic methods. The methods script, asking questions, panel painting, synopsis, semester plan, outlook and overview, semester apparatus as well as lecture and explanation by lecturers were known to more than 90% of all participants. The results show differences in the use of didactic methods between departments and subjects. For example, instructors from the department of Humanities and Social Science knew more didactic methods than instructors of other departments. Instructors from the department of Mathematics and Natural Science knew fewest methods. Overall only 32% of the known didactic methods were frequently used by the participants. Instructors with higher teaching experience knew less didactic methods and used them less frequently. Instructors with higher amount of further education in the past knew more didactic methods. General teaching orientations and the number of used didactic method were related: Instructors with a learning oriented teaching approach knew and used more and different didactic methods than instructors with a content oriented approach. Furthermore, instructors with a learning oriented teaching approach were more interested in the education of interdisciplinary competences. The most important intended social and personal skills for instructors were willingness to learn, solving problems, power of endurance, independence as well as time management and organization skills. Following the results of study 1, the instructors also voted for entertaining lectures to promote the interest, motivation and attention of students as well as the enjoyment of learning, understanding and willingness for participation to the discussions. From the perspective of instructors, good lectures were characterized in particular by the competence of instructors, demanding content, good structure and the suggestion for discussions and independent thinking by students.
Study 3 investigated the effectiveness of different variants of pedagogical and psychological counseling of instructors compared to an evaluation without counseling. The data from N=45 lectures of N=44 instructors at k=11 German universities were collected. The size of the lectures varied between N=10 and N=124 students. Overall, N=3100 students participated. In the study, the instructors themselves, their students as well as external instructors evaluate lectures – the external instructors by means of video recorded lecture sequences. The data from N=119 external instructors from k=37 different universities were collected. All external instructors together submitted k=465 external ratings. Teaching quality was assessed by means of the Heidelberg Inventory for Evaluation of Teaching (HILVE II). The question of the effectiveness of the didactic counseling has to be answered with 'no'. Analyzes showed no significant effects on the improvement of teaching quality compared to a control group. In addition, the counseling including the use of socio-cognitive conflicts was inferior in effectiveness to a classic counseling. The better the evaluation of didactic quality was, the higher was the increasing knowledge by the students. Furthermore, instructors with a learning oriented teaching approach achieved better evaluation results. These instructors frequently asked for content, frequently directly view to the audience and responded more often with positive feedback to students who frequently interacted.
Finally, Study 4 investigated the behavior of N=38 instructors (data pool study 3) and N=272 students as well as their interaction. Students achieved lectures much better, in which they can contribute more actively, for example in active listening, in writing down thoughts, in the use of work material or asking critical questions in terms of the content. Furthermore, the use of relationship promoting behaviors were related to a more active behavior of students in lectures. However, this relation was also found for non-active behavior. In addition, no significant correlations could be found