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"Wenn man nichts riskieren, trinkt nicht man Champagner" (Ana aus Moldawien): Irritationen als Auslöser transformativen Lernens bei der Entwicklung von Studierfähigkeit bildungsausländischer Studierender in propädeutischen Deutschkursen
No full textFür bildungsausländische Studierende werden an vielen deutschen Hochschulen propädeutische Deutschkurse angeboten, in denen das Ablegen eines sprachlichen Hochschulzulassungstests und der Übergang ins Fachstudium vorbereitet werden. Solche Kurse entwickeln v. a. die universitäre Sprache, aber auch das Vermögen der Studierenden, autonom und selbstreguliert zu lernen sowie zu kommunizieren und zu kollaborieren. Im Zuge dieser Entwicklung erfahren die Lernenden Irritationen und Unsicherheiten, die diesen Lernprozess mutmaßlich befördern können. Die vorliegende Arbeit prüft zunächst, ob in solchen Kursen Studierfähigkeit in Bezug auf die Aspekte Sprache, Lernendenautonomie und Selbstregulation sowie Kommunikation und Kollaboration entwickelt wird. Anschließend wird untersucht, wie die Entwicklung dieser Aspekte im Sinne eines transformativen Lernprozesses auftritt, d. h., ausgelöst durch Lernmomente, in denen Irritationen und Unsicherheiten vorkommen, woraufhin Reflexion, ein Perspektivenwechsel sowie eine Änderung der Handlungsmuster stattfinden können. Die Arbeit gibt einen Einblick in zwei Studien, in denen die genannten Zusammenhänge erforscht wurden: Dabei handelt es sich zum einen um eine Fragebogenstudie, die zeigt, wie sich die selbsteingeschätzte Sicherheit der Lernenden in Bezug auf die einzelnen Aspekte von Studierfähigkeit entwickelt. Zum anderen wird eine darauf aufbauende Interviewstudie präsentiert, in der irritierende Lernmomente, die bei dieser Entwicklung auftreten, gesammelt, systematisiert und interpretiert werden. Die Ergebnisse der Studien bestätigen, dass die in den propädeutischen Kursen untersuchten Aspekte von Studierfähigkeit entwickelt werden und dass dabei Irritationen und Unsicherheiten auftreten, die diese Entwicklung wiederum befördern können
Nanoparticle synthesis using the atmospheric pressure plasma source HelixJet
Get PDFNanoparticles hold unique properties such as high surface-to-volume ratios or quantum confinement effects, making them viable for countless applications in various scientific fields such as biomedicine, catalysis, detectors and sensing, opto-electronics or energy storage and harvesting. This thesis focuses on the synthesis and surface modification of silicon and metal nanoparticles, as well as multi-elemental core-shell or Janus particles using atmospheric plasma jets as a tool. Both a bottom-up approach in the form of gas phase synthesis using the reactive gas silane as well as a top-down approach using solid state source materials are demonstrated. As a first step, the HelixJet atmospheric plasma source is modified for a long term operation at high admixtures of reactive gases. Particles synthesized in the gas phase are analyzed using a Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) and their crystallographic structure is made visible using Transmission Electron Microscopy (TEM). For a suitable set of parameters, silicon nanocrystals with diameters in the range of 3 to 7 nanometeres are synthesized. Measurements reveal a strong photoluminescence (PL) intensity in the visible red spectral region for these silicon nanocrystals. The combination of silicon particle synthesis and a fly-through annealing stage results in the formation of Janus particles with a special half-sphere structure containing a silicon-manganese alloy. When introducing a source metal wire into the middle axis of this jet, metal particles are produced even from high melting point metals such as tungsten. The influence of plasma parameters, such as power and gas flow, on the particle morphology and crystal structure is investigated using transmission electron microscopy, revealing that the average size of the tungsten nanocrystals can be tuned
Nerve net formation in Hydra embryos - novel approaches and insights
Get PDFIn summary, this research highlights the self-organizing and activity-driven nature of neural circuit formation in Hydra embryos, offering insights into the evolution and fundamental principles of nervous systems. Using calcium indicators and immunohistochemistry, the functionality and topology of the emerging nerve net during the early development of embryos and hatchlings are compared and examined. A developed recording pipeline to perform long-term Ca2+ activity during early nerve net assembly allows for profound insights in the fundamental processes of nerve net construction and functionality at single-cell resolution. Furthermore distinct, unsynchronized neuronal networks in different regions of specific developmental stages, which later integrate into a synchronized nerve net in adult polyps are observed, shedding light on fundamental principles of neural connectivity. Examinations of temperature-related influences during the formation of the nerve net are shown, revealing that colder temperatures display a beneficial impact on the network assembly, whereas warmer conditions negatively affect the N4 population-specific involvement in the eating behavior, leading to deficits and a 40% mortality rate. Further, this work analyzed the microbial influences during embryogenesis by examining the nerve net construction and neuronal branches in wild-type, germ-free and recolonized hatchlings. The findings suggest a pivotal role of the commensal bacteria in the number of neurons and their neuronal connectivity. The findings in this work also have implications for understanding neural development in more complex organisms and the crucial role of environmental factors such as temperature and the microbiome on the nerve net assembly during early developmental stages
Visible Light Positioning and Communication Using Liquid Crystal Display Aided Receivers
Get PDFTo complement Wi-Fi and 5G, LED-based visible light communication (VLC) is required to support multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) communication scenarios, where multiple receivers are simultaneously provided with individual high-rate data links. However, these scenarios are among the main challenges of VLC, because neighboring light sources (LSs) cause modulated interference. As a solution approach, an innovative optical receiver has been developed at the Chair of Information and Coding Theory, Kiel University, which employs a liquid crystal display (LCD) as dynamic optical filter. This enables adaptive interference suppression. This cumulative dissertation continues investigations with the LCD-based receiver. In particular, a novel technique for angle-of-arrival (AoA) estimation of LSs is invented, which is based on the beamforming principle known from radar. Initially, a single LS is considered and properties influencing the AoA estimation are investigated. Then, the AoA estimation signal is modeled, the bar algorithm is developed to improve localization runtime, and compressive sensing algorithms are investigated. Further investigations reveal that successful AoA estimation of multiple LSs depends on their angular distance. For closely spaced LSs, a novel non-negative least squares (NNLS) algorithm is developed. Two experimental setups are built. The first confirms simulation results on LCD diffraction effects. The second confirms simulations on LS separation and includes the novel NNLS algorithm. To enable LS identification, the efficient joint light source identification and localization (JLIL) principle is developed. Simulations show that information on localization as well as on identification can be obtained jointly from the received signal. Furthermore, the JLIL principle resolves detection ambiguities
Photovoltaics on agricultural land: Competition for use, land use efficiency and profitability of different concepts
No full textDer Ausbau von PV-Freiflächenanlagen in Deutschland wird zukünftig vor allem auf landwirtschaftlichen Flächen erfolgen, was zu Nutzungskonflikten mit der landwirtschaftlichen Produktion führen kann. Vor diesem Hintergrund widmet sich diese kumulative Dissertation folgenden Fragen: (1) Wie hoch ist die Flächennutzungseffizienz von PV-Freiflächenanlagen? (2) Welche Nutzungskonflikte ergeben sich zur landwirtschaftlichen Flächennutzung? (3) Wie stark und zu welchen Kosten kann die Flächennutzungskonkurrenz mithilfe von Agri-PV-Konzepten verbessert werden? Mit folgenden Ergebnissen: - Im Jahr 2018 insgesamt 25.500 ha durch PV-Freiflächenanlagen beansprucht wurden, davon 52% auf Ackerland und 15% auf Grünland. Das entspricht 0,1 % der landwirtschaftlich genutzten Fläche in Deutschland. - Die Wirtschaftlichkeit von PV-Freiflächenanlagen hängt stark von der Anlagengröße und der Distanz zum Netzeinspeisepunkt ab. Größere Anlagen können die landwirtschaftliche Zahlungsbereitschaft für die Fläche um mehr als das Zehnfache übersteigen. - Die Flächennutzungseffizienz in Form der Flächenenergieerträge ist in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr bei PV-Freiflächenanlagen deutlich höher als bei biogenen erneuerbaren Energien. Somit könnte eine Änderung der Flächennutzung die Flächennutzungseffizienz erhöhen. - Bei Agri-PV-Konzepten mit Doppelnutzung der Fläche kann die Fläche weitgehend weiterhin landwirtschaftlich genutzt werden. Die Analyse unterschiedlicher Agri-PV-Konzepte zeigt jedoch, dass diese Vorteile mit höheren Kosten verbunden sind. Die höheren Stromgestehungskosten führen zu Kosten für den Erhalt eines Hektars landwirtschaftlicher Fläche, welche die die landwirtschaftliche Wertschöpfung um ein Vielfaches übersteigen.In the future, the expansion of ground-mounted PV systems in Germany will mainly take place on agricultural land, which can lead to conflicts of use with agricultural production. Against this background, this cumulative dissertation is dedicated to the following questions: (1) How high is the land use efficiency of ground-mounted PV systems? (2) What conflicts of use arise with agricultural land use? (3) To what extent and at what cost can land use competition be improved with the help of agrivoltaic concepts? With the following results: - In 2018, a total of 25,500 ha were claimed by ground-mounted PV systems, 52% of which were on arable land and 15% on grassland. This corresponds to 0.1% of the area used for agriculture in Germany. - The economic viability of ground-mounted PV systems depends heavily on the size of the system and the distance to the grid feed-in point. Larger systems can exceed the agricultural willingness to pay for the area more than tenfold. - Land use efficiency in the form of land energy yields is significantly higher for ground-mounted PV systems in the electricity, heat and transport sectors than for biogenic renewable energies. A change in land use could therefore increase land use efficiency. - In the case of agrivoltaic concepts with dual use of the land, it can largely continue to be used for agricultural purposes. However, the analysis of different agrivoltaic concepts shows that these advantages are associated with higher costs. The higher electricity generation costs lead to costs for maintaining one hectare of agricultural land that exceed the agricultural added value many times over
Pilot Study: Step Width Estimation with Body-Worn Magnetoelectric Sensors
Get PDFStep width is an important clinical motor marker for gait stability assessment. While laboratory-based systems can measure it with high accuracy, wearable solutions based on inertial measurement units do not directly provide spatial information such as distances. Therefore, we propose a magnetic estimation approach based on a pair of shank-worn magnetoelectric (ME) sensors. In this pilot study, we estimated the step width of eight healthy participants during treadmill walking and compared it to an optical motion capture (OMC) reference. In a direct comparison with OMC markers attached to the magnetic system, we achieved a high estimation accuracy in terms of the mean absolute error (MAE) for step width (≤1 cm) and step width variability (0.88) of individual feet were still encouraging, but the accuracy was negatively affected by a constant proxy bias (3.7 and 4.6 cm) due to the different anatomical reference points used in each method. The high accuracy of the system in the first case and the high precision in the second case underline the potential of magnetic motion tracking for gait stability assessment in wearable movement analysis
Charakterisierung der STE20-Kinase MST4 – einem Bestandteil von STRIPAK-Komplexen – im Kontext der Entwicklung und Progression der humanen Herzinsuffizienz
Get PDFHerz-Kreislauf-Erkrankungen stellen weltweit die führende Todesursache dar; Herzinsuffizienz ist in Deutschland der häufigste Grund für stationäre Krankenhausaufenthalte. Trotz erheblicher Fortschritte in Diagnostik und Therapie bleibt die Krankheitslast hoch, sodass ein erheblicher Forschungsbedarf besteht. Die Kinase MST4 ist Bestandteil der STRIPAK-Komplexe (Striatin interagierender Phosphatasen und Kinasen), deren Komponenten wie Myoscape/STRIP2 in der Herzinsuffizienz eine Rolle spielen. Während MST4 bislang vorwiegend in der Onkologie untersucht wurde, erfolgt hier erstmals eine kardiologische Charakterisierung. In Herzen von Patient:innen mit dilatativer und ischämischer Kardiomyopathie ist MST4 verstärkt exprimiert. Immunhistochemisch lässt sich MST4 im humanen Myokard an Zell-Zell-Kontakten anfärben. Es konnten Interaktionen mit STRIPAK-Proteinen wie Myoscape und SLMAP in Kardiomyozyten nachgewiesen werden. Eine Überexpression wurde auch in MLP-KO- und CS1-KO-Mäusen sowie nach mechanischer Dehnung beobachtet. In Modellen mit aktivem Calcineurin, Aortenstenose oder Hypoxie zeigte sich eine reduzierte MST4-Expression. Adenovirale MST4-Überexpression führte zu verminderter Apoptose, vermehrter Hypertrophie und verbesserter Kontraktilität. Ein Knockdown oder eine Hemmung mit Hesperadin zeigten keine konsistenten Effekte, möglicherweise aufgrund unzureichender Inhibition. Klassische Signalwege wie NPPA/NPPB oder Hippo scheinen nicht maßgeblich beteiligt. Phosphoproteomanalysen identifizierten zahlreiche potenzielle Substrate, u. a. Connexin-43 und Phospholemman. Diese sind auch Ziel der Proteinkinase C, was auf eine funktionelle Interaktion hinweist. In dieser Arbeit werden erstmals Effekte von MST4 in Kardiomyozyten beschrieben, die neue Perspektiven für das molekulare Verständnis der Herzinsuffizienz eröffnen
Inclusive History Education, Historical Thinking, and Historical Consciousness
Get PDFThis paper discusses the research on inclusive history education with the aim of reassessing what might be formulated as a goal for history education in general and for students with special educational needs in particular. In English language research on inclusive history education, there appears to be a particular focus on the development of historical thinking in learners and, for this reason, the research has been mainly concerned with how educational interventions should be organised. Whilst this research is very valuable, it is argued here that there is a need to address what is perceived to be the aim of history teaching and a number of aims for history teaching are outlined. A view of inclusive history teaching inspired by the Gadamerian concept of historical consciousness is then proposed to broaden the scope of what we see as the goal of inclusive history teaching and to consider the different challenges that teachers and learners may face in the subject of history.In diesem Beitrag wird die Forschung zum inklusiven Geschichtsunterricht mit dem Ziel erörtert, neu zu bewerten, was als Ziel für den Geschichtsunterricht im Allgemeinen und insbesondere für Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf formuliert werden könnte. In der englischsprachigen Forschung zum integrativen Geschichtsunterricht scheint ein besonderer Schwerpunkt auf der Entwicklung des historischen Denkens bei den Lernenden zu liegen, und aus diesem Grund hat sich die Forschung hauptsächlich mit der Frage beschäftigt, wie pädagogische Interventionen organisiert werden sollten. Obwohl diese Forschung sehr wertvoll ist, wird hier argumentiert, dass es notwendig ist, sich damit auseinanderzusetzen, was als Ziel des Geschichtsunterrichts wahrgenommen wird, und es werden eine Reihe von Zielen für den Geschichtsunterricht skizziert. Anschließend wird eine vom Gadamer'schen Konzept des Geschichtsbewusstseins inspirierte Sichtweise des inklusiven Geschichtsunterrichts vorgeschlagen, um den Rahmen dessen, was wir als Ziel des inklusiven Geschichtsunterrichts ansehen, zu erweitern und die verschiedenen Herausforderungen, denen sich Lehrende und Lernende im Fach Geschichte gegenübersehen können, zu berücksichtigen
The Representation of the Writers’ Images in Works of Art (Anime / Manga)
Get PDFDer Artikel beschreibt die Prinzipien der Darstellung von echten Schriftstellern als Figuren in Kunstwerken am Beispiel des Animes Bungo Stray Dogs. Im Rahmen einer umfassenderen Untersuchung wurden mehr als zehn Figuren analysiert, wobei die Verbindung zwischen den biografischen Prototypen und den Figuren, sowie dem literarischen Werk des jeweiligen Autors und der Superkraft der entsprechenden Figur im Fokus stand. Anhand der Ergebnisse konnte eine Klassifikation unterschiedlicher Schriftsteller-Figuren-Verbindungen erstellt werden. Im vorliegenden Beitrag werden exemplarisch zwei Figuren vorgestellt.The article explores the principles underlying the portrayal of real-life writers as characters in artistic works, using the anime Bungo Stray Dogs as a case study. As part of a broader investigation, more than ten characters were analyzed, focusing on the relationship between their biographical prototypes and their fictional representations, as well as the connection between each author’s literary work and the supernatural abilities attributed to their corresponding character. Based on the findings, a classification of different types of writer-character relationships was developed. This article presents two exemplary figures to illustrate these connections
Lernen über chemische Reaktionen in digitalen Lernumgebungen: Konzeptuelles Verständnis, kognitive Anforderungen und Perspektiven auf das Design zur Unterstützung individualisierten Lernens und Feedbacks
No full textThis dissertation examines the development, implementation, and evaluation of a digital learning environment designed to support students’ conceptual understanding of chemical reactions in upper secondary education. The design follows the ECD4LPA framework, integrating authentic learning and assessment formats grounded in multimedia learning principles and domain related models of learning. The goal was to systematically foster competence development while generating rich data to trace individual learning trajectories and identify difficulties early on. Empirical findings demonstrate substantial learning gains and confirm that the environment effectively produces meaningful data for process-oriented diagnostics. Open-ended assessment formats proved particularly powerful for capturing complex reasoning that often remains invisible in traditional tests. Analyses of task and learner characteristics highlight the central role of prior knowledge and the influence of chemical representations on learning about chemical reactions. Additionally, the reconstruction of individual knowledge networks from open-response data revealed challenges in connecting key concepts, offering valuable insights for targeted feedback. At the same time, the work identifies relevant challenges, including implementation fidelity, assessment workload, heterogeneous digital infrastructure, and the need for teacher professional development to ensure effective classroom use. The dissertation stresses that digital learning innovations must align with curricular requirements and school contexts to be successful. Overall, this research provides foundational insights and practice-oriented implications for incorporating digital, data-driven learning environments into chemistry and broader science education. It highlights both the potential and limitations of such systems in advancing conceptual understanding and outlines important directions for future work