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Educating the Educators - CLIL Teacher Competences and Their Promotion in German Teacher Education: A Case Study
Get PDFContent and Language Integrated Learning (CLIL) has experienced growing importance in the last decades and an increasing number of schools have already implemented CLIL programmes or are planning to do so. Though the potentials of CLIL programmes are widely praised, first research results also raise doubts if CLIL students can live up to these high expectations. Both Fehling (2005) as well as Rumlich (2013; 2016), for example, found that CLIL programmes not inevitably show the expected results but that the CLIL students’ success might also be at least partially explained by other influences, such as the selection process of future CLIL students. Hence, CLIL students apparently fall short of the high expectations that are usually connected to the respective CLIL programmes and as this is mainly based on the unsatisfactory quality of these programmes, Rumlich concludes that “it is now high time to focus on the quality of CLIL provision” (Rumlich 2016: 452). He continues to explain that “the promises of CLIL do not materialise automatically owing to the fact that another language is used for learning in a non-language subject” (Rumlich 2016: 452). It must be assumed that the success of CLIL teaching also highly depends on the quality of the CLIL teachers.
In contrast to the continuously growing number of CLIL schools, however, the number of specifically trained CLIL teachers is comparably small. In Germany, CLIL teachers are not (yet) required to attend any special training in order to teach in a CLIL programme. Notwithstanding, is it sufficient for a CLIL teacher only to be trained in the content subject and the foreign language? Or does CLIL teaching require more than the sum of these two components? Do CLIL teachers need additional teaching competences to the ones of a content and a language teacher? In the light of the recent findings of CLIL programmes falling short of the high expectations, the answer to these questions must clearly be “Yes”. Hence, in order to appropriately train (future) CLIL teachers, special training programmes need to be developed which consider the teachers’ individual educational backgrounds, i.e. their qualifications as language and/or as content teachers and build up on these competences through adding the CLIL-specific teaching competences.
Therefore, this thesis aims at developing a German Framework for CLIL Teacher Education, which considers both the already published, theory-based standards of CLIL teacher education as well as the practical perspective of experienced CLIL teachers in Germany. This German Framework for CLIL Teacher Education classifies the different teaching competences, which are derived from integrating the theoretical and the practical perspective on CLIL teacher education, with regard to the three different competence areas, i.e. the general teaching competence, the language teaching competence and the subject teaching competence and is hence adaptable to different CLIL settings and educational backgrounds. In addition to developing this German Framework for CLIL Teacher Education, which provides the content of future CLIL teacher education programmes, this thesis discusses different forms of structurally implementing CLIL teacher education programmes in the existing structures of teacher education in Germany. This is achieved through analysing the current state of the art of CLIL teacher education at German universities and systematising the different forms of implementing these training programmes in the prevailing educational structures. Building on these first two steps, in the third and final step, this thesis develops a CLIL teacher education programme at a German university that is based on the results and elements of the German Framework for CLIL Teacher Education as well as the state of the art of CLIL teacher education in Germany. Thus, this thesis is allocated at the intersection between foreign language teaching as well as teacher education and is structured in eleven chapters
Multi-modal 3D Cochlea Images Registration, Fusion, Segmentation and Analysis
No full textEfficient Cochlear Implant (CI) surgery requires prior knowledge of the cochlea’s size and its characteristics. This information helps to select suitable implants for different patients. Registered and fused images helps doctors by providing more informative image that takes advantages of different modalities. The cochlea’s small size and complex structure, in addition to the different resolutions and head positions during imaging, reveals a big challenge for the automated registration of the different image modalities. To obtain an automatic measurement of the cochlea length and the volume size, a segmentation method of cochlea medical images is needed. The goal of this dissertation is to introduce new practical and automatic algorithms for the human cochlea multi-modal 3D image registration, fusion, segmentation and analysis. Two novel methods for automatic cochlea image registration (ACIR) and automatic cochlea analysis (ACA) are introduced. The proposed methods crop the input images to the cochlea part and then align the cropped images to obtain the optimal transformation. After that, this transformation is used to align the original images. ACIR and ACA use Mattes mutual information as similarity metric, the adaptive stochastic gradient descent (ASGD) or the stochastic limited memory Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno (s-LBFGS) optimizer to estimate the parameters of 3D rigid transform. The second stage of nonrigid registration estimates B-spline coefficients that are used in an atlas-model-based segmentation to extract cochlea scalae and the relative measurements of the input image. The image which has segmentation is aligned to the input image to obtain the non-rigid transformation. After that the segmentation of the first image, in addition to point-models are transformed to the input image. The detailed transformed segmentation provides the scala volume size. Using the transformed point-models, the A-value, the central scala lengths, the lateral and the organ of corti scala tympani lengths are computed. The methods have been tested using clinical 3D images of total 67 patients: from Germany (41 patients) and Egypt (26 patients). The atients are of different ages and gender. The number of images used in the experiments is 217, which are multi-modal 3D clinical images from CT, CBCT, and MRI scanners. The proposed methods are compared to the state of the arts ptimizers related medical image registration methods e.g. fast adaptive stochastic gradient descent (FASGD) and efficient preconditioned tochastic gradient descent (EPSGD). The comparison used the root mean squared distance (RMSE) between the ground truth landmarks and the resulted landmarks. The landmarks are located manually by two experts to represent the round window and the top of the cochlea. After obtaining the transformation using ACIR, the landmarks of the moving image are transformed using the resulted transformation and RMSE of the transformed landmarks, and at the same time the fixed image landmarks are computed. I also used the active length of the cochlea implant electrodes to compute the error aroused by the image artifact, and I found out an error ranged from 0.5 mm to 1.12 mm. ACIR method’s RMSE average was 0.36 mm with a standard deviation (SD) of 0.17 mm. The total time average required for registration of an image pair using ACIR was 4.62 seconds with SD of 1.19 seconds. All experiments are repeated 3 times for justifications. Comparing the RMSE of ACIR2017 and ACIR2020 using paired T-test shows no significant difference (p-value = 0.17). The total RMSE average of ACA method was 0.61 mm with a SD of 0.22 mm. The total time average required for analysing an image was 5.21 seconds with SD of 0.93 seconds. The statistical tests show that there is no difference between the results from automatic A-value method and the manual A-value method (p-value = 0.42). There is no difference also between length’s measurements of the left and the right ear sides (p-value > 0.16). Comparing the results from German and Egypt dataset shows there is no difference when using manual or automatic A-value methods (p-value > 0.20). However, there is a significant difference when using ACA2000 method between the German and the Egyptian results (p-value < 0.001). The average time to obtain the segmentation and all measurements was 5.21 second per image. The cochlea scala tympani volume size ranged from 38.98 mm3 to 57.67 mm3 . The combined scala media and scala vestibuli volume size ranged from 34.98 mm 3 to 49.3 mm 3 . The overall volume size of the cochlea should range from 73.96 mm 3 to 106.97 mm 3 . The lateral wall length of scala tympani ranged from 42.93 mm to 47.19 mm. The organ-of-Corti length of scala tympani ranged from 31.11 mm to 34.08 mm. Using the A-value method, the lateral length of scala tympani ranged from 36.69 mm to 45.91 mm. The organ-of-Corti length of scala tympani ranged from 29.12 mm to 39.05 mm. The length from ACA2020 method can be visualised and has a well-defined endpoints. The ACA2020 method works on different modalities and different images despite the noise level or the resolution. In the other hand, the A-value method works neither on MRI nor noisy images. Hence, ACA2020 method may provide more reliable and accurate measurement than the A-value method. The source-code and the datasets are made publicly available to help reproduction and validation of my result
Spatio-temporal effects of floral resources on pollinators and their functions in agricultural landscapes
No full textWild bees are essential for the pollination of wild and cultivated plants. However, within the
last decades, the increasing intensification of modern agriculture has led to both a reduction and fragmentation as well as a degradation of the habitats wild bees need. The resulting loss of pollinators and their pollination poses an immense challenge to global food production. To support wild bees, the availability of flowering resources is essential. However, the flowering period of each resource is temporally limited and has different effects on pollinators and their pollination, depending on the time of their flowering.
Therefore, to efficiently promote and manage wild bee pollinators in agricultural landscapes, we identified species-specific key floral resources of three selected wild bee species and their spatial and temporal availability (CHAPTERS 2, 3 & 4). We examined, which habitat types predominantly provide these resources (CHAPTERS 3 & 4). We also investigated whether floral resource maps based on the use of these key resources and their spatial and temporal availability explain the abundance and development of the selected wild bees (CHAPTERS 3 & 4) and pollination (CHAPTER 5) better than habitat maps, that only indirectly account for the availability of floral resources.
For each of the species studied, we were able to identify different key pollen sources, predominantly woody plants in the early season (April/May) and increasingly herbaceous plants in the later season (June/July; CHAPTERS 2, 3 & 4). The open woody semi-natural habitats of our agricultural landscapes provided about 75% of the floral resources for the buff-tailed bumblebees, 60% for the red mason bees, and 55% for the horned mason bees studied, although they accounted for only 3% of the area (CHAPTERS 3 & 4). In addition, fruit orchards provided about 35% of the floral resources for the horned mason bees on 4% of the landscape area (CHAPTER 3). We showed that both mason bee species benefited from the resource availability in the surrounding landscapes (CHAPTER 3). Yet this was not the case for the bumblebees (CHAPTER 4). Instead, the weight gain of their colonies, the number of developed queen cells and their colony survival were higher with increasing proximity to forests. The proximity to forests also had a positive effect on the mason bees studied (CHAPTER 3). In addition, the red mason bees benefited from herbaceous semi-natural habitats. The proportion of built-up areas had a negative effect on the horned mason bees, and the proportion of arable land on the red mason bees. The habitat maps explained horned mason bee abundances equally well as the floral resource maps, but red mason bee abundances were distinctly better explained by key floral resources. The pollination of field bean increased with higher proportions of early floral resources, whereas synchronous floral resources showed no measurable reduction in their pollination (CHAPTER 5). Habitat maps also explained field bean pollination better than floral resource maps. Here, pollination increased with increasing proportions of built-up areas in the landscapes and decreased with increasing proportions of arable land.
Our results highlight the importance of the spatio-temporal availability of certain key species as resource plants of wild bees in agricultural landscapes. They show that habitat maps are ahead of, or at least equal to, spatio-temporally resolved floral resource maps in predicting wild bee development and pollination. Nevertheless, floral resource maps allow us to draw more accurate conclusions between key floral resources and the organisms studied. The proximity to forest edges had a positive effect on each of the three wild bee species studied. However, besides pure food availability, other factors seem to co-determine the occurrence of wild bees in agricultural landscapes.Wildbienen sind unerlässlich für die Bestäubung von Wild- und Kulturpflanzen. Die zunehmende Intensivierung der Landwirtschaft führte jedoch sowohl zu einer Verringerung und Fragmentierung als auch zu einer Wertminderung der von ihnen benötigten Lebensräume innerhalb der letzten Jahrzehnte. Die damit einhergehenden Verluste von Bestäubern und ihrer Bestäubung stellt die weltweite Nahrungsmittelproduktion vor eine immense Herausforderung. Zur Förderung von Wildbienen ist die Verfügbarkeit von Blüteressourcen essentiell. Die Blühdauer einzelner Ressourcen ist jedoch zeitlich begrenzt und hat, je nach Blütezeitpunkt, unterschiedliche Effekte auf Bestäuber und deren Bestäubung.
Um Wildbienen als Bestäuber in Agrarlandschaften effizient fördern und nutzen zu können, identifizierten wir deshalb die artspezifischen Schlüsselressourcen dreier ausgewählter Wildbienen und deren räumliche und zeitliche Verfügbarkeit (KAPITEL 2, 3 & 4). Wir untersuchten, welche Habitatstypen diese Ressourcen überwiegend bereitstellen (KAPITEL 3 & 4). Wir untersuchten zudem, ob Blütenressourcenkarten, die auf der Nutzung dieser Schlüsselressourcen und deren räumlich zeitlicher Verfügbarkeit basieren, die Abundanzen und die Entwicklung der ausgewählten Wildbienen (KAPITEL 3 & 4) und die Bestäubung (KAPITEL 5) besser erklären als Habitatkarten, die die Verfügbarkeit von Blüteressourcen nur indirekt beschreiben.
Für jede der untersuchten Arten konnten wir unterschiedliche, im frühen Saisonverlauf (April/Mai) überwiegend holzige im späteren Verlauf (Juni/Juli) auch zunehmend krautige, Schlüsselarten identifizieren (KAPITEL 2, 3 & 4). Die Wildobst- und Wildheckengehölze unserer Agrarlandschaften stellten rund 75% der Blütenressourcen für Erdhummeln, 60% für Rote Mauerbienen und 55% für Gehörnte Mauerbienen bereit, obwohl sie einen Flächenanteil von nur 3% ausmachten (KAPITEL 3 & 4). Obstplantagen stellten zusätzlich rund 35% des Blütenangebots für Gehörnte Mauerbienen auf 4% der Fläche bereit (KAPITEL 3). Wir konnten zeigen, dass beide Mauerbienenarten von der Ressourcenverfügbarkeit in den umliegenden Landschaften profitierten (KAPITEL 3). Bei Erdhummeln zeigte sich dieser Zusammenhang jedoch nicht (KAPITEL 4). Stattdessen waren die Gewichtszunahme ihrer Kolonien, die Anzahlen der darin ausgebildeten Königinnenzellen und die Überlebensdauer der Kolonie mit zunehmender Nähe zum Wald höher. Ebenfalls auf die beiden Mauerbienenarten wirkte sich die Waldnähe positiv aus (KAPITEL 3). Daneben profitierten Rote Mauerbienen durch krautige halbnatürliche Habitate. Nachteilig wirkten sich Siedlungsflächen auf die Gehörnten Mauerbienen, und Ackerland auf die Roten Mauerbienen aus. Habitatkarten erklärten die Abundanzen der Gehörnten Mauerbienen gleich gut wie Blütenressourcenkarten, jedoch wurden die Abundanzen der Roten Mauerbienen deutlich besser durch Schlüsselressourcen erklärt. Die Bestäubung der Ackerbohne erhöhte sich mit höheren Anteilen früher Blütenressourcen (KAPITEL 5). Dabei zeigte sich keine messbare Reduktion der Bestäubung durch gleichzeitig blühende Ressourcen. Habitatkarten erklärten die Bestäubung der Ackerbohne auch besser als Blütenressourcenkarten. Dabei nahm die Bestäubung mit zunehmenden Anteilen an Siedlungsflächen in den Landschaften zu und reduzierte sich mit zunehmenden Anteilen von Ackerland.
Unsere Ergebnisse verdeutlichen die Wichtigkeit der räumlich-zeitlichen Verfügbarkeit bestimmter Schlüsselarten als Ressourcenpflanzen von Wildbienen in Agrarlandschaften. Sie zeigen, dass Habitatkarten detaillierten Blütenressourcenkarten in der Vorhersage der Entwicklung von Wildbienen und deren Bestäubung voraus oder zumindest ebenbürtig sind. Dennoch ermöglichen es
Blütenressourcenkarten, genauere Schlüsse zwischen den einzelnen Ressourcen und den untersuchten Organismen zu ziehen. Die Nähe zu Waldrändern wirkte sich positiv auf jede der drei untersuchten Wildbienenarten aus. Neben der reinen Nahrungsverfügbarkeit scheinen jedoch weitere Faktoren das Vorkommen von Wildbienen in Agrarlandschaften mitzubestimmen
Klassifikation hyperspektraler Daten zur Befahrbarkeitsanalyse
No full textDer Wettbewerb um die besten Technologien zur Realisierung des autonomen Fahrens ist weltweit in vollem Gange.
Trotz großer Anstrengungen ist jedoch die autonome Navigation in strukturierter und vor allem unstrukturierter Umgebung bisher nicht gelöst.
Ein entscheidender Baustein in diesem Themenkomplex ist die Umgebungswahrnehmung und Analyse durch passende Sensorik und entsprechende Sensordatenauswertung.
Insbesondere bildgebende Verfahren im Bereich des für den Menschen sichtbaren Spektrums finden sowohl in der Praxis als auch in der Forschung breite Anwendung.
Dadurch wird jedoch nur ein Bruchteil des elektromagnetischen Spektrums genutzt und folglich ein großer Teil der verfügbaren Informationen zur Umgebungswahrnehmung ignoriert.
Um das vorhandene Spektrum besser zu nutzen, werden in anderen Forschungsbereichen schon seit Jahrzehnten \sog spektrale Sensoren eingesetzt, welche das elektromagnetische Spektrum wesentlich feiner und in einem größeren Bereich im Vergleich zu klassischen Farbkameras analysieren. Jedoch können diese Systeme aufgrund technischer Limitationen nur statische Szenen aufnehmen. Neueste Entwicklungen der Sensortechnik ermöglichen nun dank der \sog Snapshot-Mosaik-Filter-Technik die spektrale Abtastung dynamischer Szenen.
In dieser Dissertation wird der Einsatz und die Eignung der Snapshot-Mosaik-Technik zur Umgebungswahrnehmung und Szenenanalyse im Bereich der autonomen Navigation in strukturierten und unstrukturierten Umgebungen untersucht. Dazu wird erforscht, ob die aufgenommen spektralen Daten einen Vorteil gegenüber klassischen RGB- \bzw Grauwertdaten hinsichtlich der semantischen Szenenanalyse und Klassifikation bieten.
Zunächst wird eine geeignete Vorverarbeitung entwickelt, welche aus den Rohdaten der Sensorik spektrale Werte berechnet. Anschließend wird der Aufbau von neuartigen Datensätzen mit spektralen Daten erläutert. Diese Datensätze dienen als Basis zur Evaluation von verschiedenen Klassifikatoren aus dem Bereich des klassischen maschinellen Lernens.
Darauf aufbauend werden Methoden und Architekturen aus dem Bereich des Deep-Learnings vorgestellt. Anhand ausgewählter Architekturen wird untersucht, ob diese auch mit spektralen Daten trainiert werden können. Weiterhin wird die Verwendung von Deep-Learning-Methoden zur Datenkompression thematisiert. In einem nächsten Schritt werden die komprimierten Daten genutzt, um damit Netzarchitekturen zu trainieren, welche bisher nur mit RGB-Daten kompatibel sind. Abschließend wird analysiert, ob die hochdimensionalen spektralen Daten bei der Szenenanalyse Vorteile gegenüber RGB-Daten biete
Modellbildung zum Abbindeverhalten von PCE-verflüssigten und CA-Zement-gebundenen Feuerbetonen
Get PDFFeuerbetone werden als Auskleidung in industriellen Hochtemperaturaggregaten, wie beispielsweise in der Eisen- und Stahlindustrie, eingesetzt. Nach dem Mischen und dem Gießen eines Feuerbetons in Formen bzw. Schalungen, muss dieser abbinden und eine ausreichende Festigkeit ausbilden. Die Kinetik der Abbindevorgänge und somit auch das Erhärtungsverhalten variiert dabei stark in Abhängigkeit der Zusammensetzung, vor allem hinsichtlich des Bindemittels und der Additive, des Feuerbetons. In der Praxis der Herstellung von Feuerbetonen kommt es häufig zu Beschädigungen der hergestellten Bauteile oder Auskleidungen durch das Fließen noch nicht ausreichend abgebundener Feuerbetone bzw. die Beschädigung von Ecken und Kanten während des Ausschalens oder Bauteilen reißen durch mechanische Belastung beim Umsetzen oder beim Transport. Diese Beschädigungen basieren auf Fehleinschätzungen zum Abbindefortschritt und der korrespondierenden Festigkeitsausprägung der Feuerbetone. Diese wiederum sind auf Lücken im Stand der Technik zurück zu führen.
Für PCE-verflüssigte und CA-Zement-gebundene Korund-Feuerbetonen mit einer Al₂O₃- und Al₂O₃-SiO₂-Matrix, werden die Defizite des Stands der Technik für diese Feuerbetonklasse identifiziert: Diese liegen im Bereich der Verflüssigungswirkung und des ersten Ansteifens der Feuerbetone, der Hydratation des CA-Zements in den Feuerbetonen und der Festigkeitsausprägung der Feuerbetone. Hieraus leitet sich ein entsprechender Forschungsbedarf ab.
Am Beispiel von zwei PCE-verflüssigten (PCE mit kurzer Hauptkette und langen Seitenketten sowie PCE mit langer Hauptkette und kurzen Seitenketten) und CA-Zement-gebundenen (70 % Al₂O₃) Feuerbetonen mit einer reaktivtonerde-basierten und einer reaktivtonerde-mikrosilika-basierten Matrix werden abbindekinetische Untersuchungen durchgeführt. Anhand verschiedener abbindekinetischer Messmethoden, wie Schallgeschwindigkeit oder elektrischer Leitfähigkeit, und einigen ergänzenden Messung, wie beispielsweise das ζ-Potential, wird der Abbindeverlauf der Feuerbetone untersucht und die Defizite aus dem Stand der Technik aufgeklärt.
Im Detail wurde der Stand der Technik um folgende Erkenntnisse ergänzt:
• Verflüssigung von Feuerbetonen mit PCE-Molekülen: Es wurde festgestellt, dass die Verflüssigungswirkung und das erste Ansteifen maßgeblich durch die Struktur der Verflüssigermoleküle hervorgerufen werden.
PCE-Moleküle mit langen Seitenketten verflüssigen eher sterisch. Durch die Vermittlung von Ca²⁺ aus dem CA-Zement wird die Adsorption der PCE-Moleküle verstärkt. Freie PCE-Moleküle können auf CAH-Phasen (Hydratationsprodukte) adsorbieren und somit die Fließfähigkeit des Feuerbetons für eine gewisse Zeit aufrechterhalten.
PCE-Moleküle mit kurzen Seitenketten verflüssigen elektrosterisch. Bei Lösung von Ca²⁺ aus dem CA-Zement kommt es zu einer Ca-PCE Gel-Bildung und einer korrespondierenden Koagulation der Feuerbetonmatrix und der Feuerbeton steift zeitnah nach dem Mischen an.
• Hydratation von CA-Zement: Die Hydratation von CA-Zement in den Feuerbetonen wird wesentlich durch die Länge der Seitenketten der PCE-Moleküle bzw. der Anwesenheit von Zitronensäure beeinflusst.
In Feuerbetonen die mit PCE-Molekülen mit langen Seitenketten verflüssigt wurden, kann der CA-Zement weitestgehend frei hydratisieren. Der CAH-Phasenanteil steigt in zwei Abschnitten, getrennt von einer dormanten Phase. Die dormante Phase der CA Zementhydratation wurde auf eine Lösungshemmung der Al-O-H-Passivierungsschicht auf dem CA-Zement bei mäßigem pH-Wert (pH = 12,3) zurückgeführt.
In Feuerbetonen die mit PCE-Molekülen mit kurze Seitenketten und Zitronensäure verflüssigt werden, wird die Hydratationsreaktion durch eine Ca-Citrat-PCE-Al(OH)₄-Gelbildung stark gehemmt. Es besteht die Vermutung, dass die Bindung von Ca²⁺ in dem Gel zum einen eine sehr ausgeprägte dormante Phase (pH < 12,3), mit einer schlechten Löslichkeit der Passivierungsschicht, bewirkt und zum anderen auch die Fällung von CAH-Phasen unterdrückt.
• Festigkeitsausprägung von CA-Zement-gebundenen Feuerbetonen:
Eine Koagulation bewirkt die erste Festigkeitssteigerung der Feuerbetone auf σB < 1 MPa. Im Anschluss findet die Hauptfestigkeitssteigerung auf Grund von Austrocknung durch Hydratation und Verdunstung statt. Der weitere Teil der Festigkeitssteigerung wird durch die Reduzierung der Porosität durch expansive CA-Zementhydratation und die hohe spezifische Oberfläche sowie deren weitere Erhöhung durch die CA-Zementhydratation bewirkt.
Aus den einzelnen abbindekinetischen Effekten können, zusammen mit dem Stand der Technik und den neuen Erkenntnissen, mikrostrukturelle Abbindemodelle und Modelle zur Festigkeitsentwicklung der Feuerbetone abgeleitet werden. In Folge kann für die zwei Feuerbetone zu jedem Zeitpunkt des Abbindens eine Aussage zum Abbindefortschritt und zur Festigkeitsausprägung getätigt werden. Einige der Abbindemechanismen und festigkeitsbildenden Mechanismen können auf andere Feuerbetonzusammensetzungen übertragen werden
Improving Usability and Accessibility of the Web with Eye Tracking
No full textThe Web is an essential component of moving our society to the digital age. We use it for communication, shopping, and doing our work. Most user interaction in the Web happens with Web page interfaces. Thus, the usability and accessibility of Web page interfaces are relevant areas of research to make the Web more useful. Eye tracking is a tool that can be helpful in both areas, performing usability testing and improving accessibility. It can be used to understand users' attention on Web pages and to support usability experts in their decision-making process. Moreover, eye tracking can be used as an input method to control an interface. This is especially useful for people with motor impairment, who cannot use traditional input devices like mouse and keyboard. However, interfaces on Web pages become more and more complex due to dynamics, i.e., changing contents like animated menus and photo carousels. We need general approaches to comprehend dynamics on Web pages, allowing for efficient usability analysis and enjoyable interaction with eye tracking. In the first part of this thesis, we report our work on improving gaze-based analysis of dynamic Web pages. Eye tracking can be used to collect the gaze signals of users, who browse a Web site and its pages. The gaze signals show a usability expert what parts in the Web page interface have been read, glanced at, or skipped. The aggregation of gaze signals allows a usability expert insight into the users' attention on a high-level, before looking into individual behavior. For this, all gaze signals must be aligned to the interface as experienced by the users. However, the user experience is heavily influenced by changing contents, as these may cover a substantial portion of the screen. We delineate unique states in Web page interfaces including changing contents, such that gaze signals from multiple users can be aggregated correctly. In the second part of this thesis, we report our work on improving the gaze-based interaction with dynamic Web pages. Eye tracking can be used to retrieve gaze signals while a user operates a computer. The gaze signals may be interpreted as input controlling an interface. Nowadays, eye tracking as an input method is mostly used to emulate mouse and keyboard functionality, hindering an enjoyable user experience. There exist a few Web browser prototypes that directly interpret gaze signals for control, but they do not work on dynamic Web pages. We have developed a method to extract interaction elements like hyperlinks and text inputs efficiently on Web pages, including changing contents. We adapt the interaction with those elements for eye tracking as the input method, such that a user can conveniently browse the Web hands-free. Both parts of this thesis conclude with user-centered evaluations of our methods, assessing the improvements in the user experience for usability experts and people with motor impairment, respectively.Das Web ist ein wesentlicher Bestandteil der Transformation unserer Gesellschaft in das digitale Zeitalter. Wir nutzen es zur Kommunikation, zum Einkaufen und für unsere berufliche Tätigkeit. Der größte Teil der Benutzerinteraktion im Web erfolgt über Webseiten. Daher sind die Benutzbarkeit und Zugänglichkeit von Webseiten relevante Forschungsbereiche, um das Web nützlicher zu machen. Eyetracking ist ein Werkzeug, das in beiden Bereichen hilfreich sein kann. Zum einen um Usability-Tests durchzuführen, zum anderen um die Zugänglichkeit zu verbessern. Es kann verwendet werden, um die Aufmerksamkeit der Benutzer auf Webseiten zu verstehen und Usability-Experten in ihrem Entscheidungsprozess zu unterstützen. Darüber hinaus kann Eyetracking als Eingabemethode zur Steuerung einer Webseite verwendet werden. Dies ist besonders nützlich für Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen, die herkömmliche Eingabegeräte wie Maus und Tastatur nicht benutzen können. Allerdings werden Webseiten aufgrund von Dynamiken, d. h. wechselnden Inhalten wie animierte Menüs und Bilderkarussells, immer komplexer. Wir brauchen allgemeine Ansätze zum Verständnis der Dynamik auf Webseiten, die eine effiziente Usability-Analyse und eine angenehme Interaktion mit Eyetracking ermöglichen. Im ersten Teil dieser Arbeit berichten wir über unsere Forschung zur Verbesserung der blickbasierten Analyse von dynamischen Webseiten. Eyetracking kann verwendet werden, um die Blicke von Nutzern auf Webseiten zu erfassen. Die Blicke zeigen einem Usability-Experten, welche Teile auf der Webseite gelesen, überflogen oder übersprungen worden sind. Die Aggregation von Blicken ermöglicht einem Usability-Experten allgemeine Eindrücke über die Aufmerksamkeit der Nutzer, bevor sie sich mit dem individuellen Verhalten befasst. Dafür müssen alle Blicke entsprechend des von den Nutzern erlebten Inhalten verstanden werden. Die Benutzererfahrung wird jedoch stark von wechselnden Inhalten beeinflusst, da diese einen wesentlichen Teil des angezeigten Bildes ausmachen können. Wir grenzen unterschiedliche Zustände von Webseiten inklusive wechselnder Inhalte ab, so dass Blicke von mehreren Nutzern korrekt aggregiert werden können. Im zweiten Teil dieser Arbeit berichten wir über unsere Forschung zur Verbesserung der blickbasierten Interaktion mit dynamischen Webseiten. Eyetracking kann verwendet werden, um den Blick während der Nutzung zu erheben. Der Blick kann als Eingabe zur Steuerung einer Webseite interpretiert werden. Heutzutage wird die Blicksteuerung meist zur Emulation einer Maus oder Tastatur verwendet, was eine komfortable Bedienung erschwert. Es gibt wenige Webbrowser-Prototypen, die Blicke direkt zur Interaktion mit Webseiten nutzen. Diese funktionieren außerdem nicht auf dynamischen Webseiten. Wir haben eine Methode entwickelt, um Interaktionselemente wie Hyperlinks und Texteingaben effizient auf Webseiten mit wechselnden Inhalten zu extrahieren. Wir passen die Interaktion mit diesen Elementen für Eyetracking an, so dass ein Nutzer bequem und freihändig im Web surfen kann. Beide Teile dieser Arbeit schließen mit nutzerzentrierten Evaluationen unserer Methoden ab, wobei jeweils die Verbesserungen der Nutzererfahrung für Usability-Experten bzw. für Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen untersucht werden
Ist der Kunde wirklich König?
No full textIn Kooperation mit dem TÜV SÜD und 985 Führungskräften aus deutschen Unternehmen wurde erprobt, wie Service-Qualität im Rahmen einer Onlinebefragung gemessen werden kann. Es wurde untersucht, welche Komponenten Service-Qualität umfasst, und ein Rahmenmodell entwickelt, das die Zusammenhänge zwischen Service-Qualität, Kundenzufriedenheit und dem Erfolg von Organisationen beschreibt. Die theoretische Konzeption und Operationalisierung des Konstrukts wurde mittels konfirmatorischer Faktorenanalysen überprüft und bestätigt. Das Rahmenmodell der Studie wurde als Strukturgleichungsmodell formuliert und konnte ebenfalls empirisch bestätigt werden. Die Ergebnisse und deren Auswirkung auf die Weiterentwicklung der bestehenden wissenschaftlichen Theorien zu den Konstrukten Service-Qualität, Kundenzufriedenheit und Erfolg von Organisationen wurden kritisch diskutiert.
Zur Steigerung der Ökonomie des Verfahrens wurde ein adaptiver Test zur Erfassung von Service-Qualität entwickelt. Im Rahmen der probabilistischen Testtheorie wurde geprüft, welches Item Response-Modell die empirischen Daten gut beschreiben kann. Als Grundlage für den adaptiven Test wurden die Item-Parameter modellkonform bestimmt. In einer Simulationsstudie wurde untersucht, ob die Ergebnisse der Onlinebefragung sich bedeutsam von den Ergebnissen adaptiver Tests mit unterschiedlichen Konfigurationen unterscheiden. Der Vergleich der Konfigurationen, die sich darin unterschieden, wie der Personenparameter geschätzt wurde und nach welchem Algorithmus das nächste Test-Item gewählt wurde, zeigte, welche Konfigurationen eingesetzt werden können, um eine möglichst geringe Testlänge zu erzielen, ohne dabei bedeutsame Einbußen bei der Reliabilität und Validität der Messung in Kauf zu nehmen. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse wurde der Fragebogen zur Erfassung von Service-Qualität als computerbasierter adaptiver Test umgesetzt. Diese neue Erfassungsmethode wurde in der Praxis erprobt, und abschließend wurden Nützlichkeit, Ökonomie und mögliche Nachteile, die mit dieser Art des Testens verknüpft sind, diskutiert.
Dieses Dokument, detailierte Analyseergebnisse, den adaptiven Test zur Erfassung von Service-Qualität und weitere Begleitmaterialien finden Sie unter: https://promotion.creaval.d
Urteilsgenauigkeit und Beobachtungskompetenz
No full textDie bisherige Forschung zur Diagnosekompetenz hat trotz langjähriger Forschungstraditionen für die Praxis kaum relevante Befunde erbracht. Dies wurde in der vorliegenden Arbeit als Anlass für den Vorschlag genommen, diagnostische Kompetenz als reine Urteilsgenauigkeit, gemäß der Komponentenanalyse nach Cronbach (1955), zu erweitern. Mit der Einführung der Beobachtungskompetenz als einer weiteren Facette diagnostischer Kompetenz knüpft die vorliegende Studie zudem an der Forschung zu formativem Assessment an.
Die zentralen Fragen der Arbeit beziehen sich darauf, wie die beiden Facetten der diagnostischen Kompetenz Urteilsgenauigkeit und Beobachtungskompetenz von pädagogischen Fachkräften im Elementarbereich ausgeprägt sind, ob diese Facetten zusammenhängen und wie sie durch bereichsspezifische Fortbildungen und explizit durch verschiedene Fortbildungsansätze (Lehrgangs- vs. Lernwegsorientierung) verändert werden können. Untersucht wurden insgesamt 103 Erzieherinnen aus 21 Einrichtungen mit eigens für die Arbeit entwickelten Instrumenten (Fragebögen, Filmvignetten).
Zur Beantwortung der ersten Forschungsfrage, wie die bereichsspezifische diagnostische Kompetenz von Erzieherinnen hinsichtlich der Facetten Urteilsgenauigkeit und Beobachtungskompetenz ausgeprägt ist, zeigt sich, dass Erzieherinnen das Niveau ihrer Gruppe im Vergleich der Urteilsgenauigkeits-Komponenten am besten einschätzen können (Niveaukomponente), mit Tendenz zur Überschätzung. Auch die Wahrnehmung von Unterschieden zwischen den Kindern ihrer Gruppe gelingt ihnen gut (Personenkomponente), dabei neigen sie eher zu einer Überschätzung der Heterogenität. Wesentlich schwerer fällt es ihnen, spezifische Aufgabenschwierigkeiten im mathematischen Bereich korrekt einzuschätzen (Merkmalskomponente) und Unterschiede zwischen den Kindern im Hinblick auf einzelne Aufgaben (Wechselwirkungskomponente) zu beurteilen. Die Erzieherinnen sind jedoch sehr gut in der Lage, die Kinder entsprechend ihrer Leistungen in eine Rangreihenfolge zu bringen, wie es die Korrelationskomponente der Personenkomponente zeigt. Die Beobachtungskompetenz von Erzieherinnen zeigt sich in der Anzahl erkannter Fähigkeiten von Kindern während verschiedener Tätigkeiten mit mathematischem Bezug. Dabei wurde der Schwierigkeitsgrad der Beobachtung mittels Expertinneneinschätzung berücksichtigt. Die Erzieherinnen erkennen durchschnittlich die Hälfte der mathematischen Fähigkeiten von Kindern in verschiedenen komplexen Alltagssituationen bei mathematischen Tätigkeiten. Die zweite Forschungsfrage, ob es einen Zusammenhang zwischen der Urteilsgenauigkeit und der Beobachtungskompetenz gibt, kann klar beantwortet werden. Erwartungswidrig zeigt die vorliegende Untersuchung, dass die Facetten Urteilsgenauigkeit und Beobachtungskompetenz voneinander unabhängig sind. Damit konnte die Annahme, dass auf der einen Seite eine genaue summative Beurteilung auf einer Vielzahl kompetenter Einzelbeobachtungen beruht, auf der anderen Seite aber häufige gezielte Einzelbeobachtungen in ihrer Summe zu einem genaueren Gesamturteil führen, nicht bestätigt werden. Die dritte Forschungsfrage, ob eine bereichsspezifische Fortbildung von Erzieherinnen zur Verbesserung ihrer Urteilsgenauigkeit führt, muss verneint werden. Dagegen beeinflusst der Faktor Zeit (neun Monate zwischen Prä- und Posttest) die Fähigkeit der Erzieherinnen, Unterschiede zwischen den Kindern signifikant besser wahrzunehmen (Personenkomponente) und spezifische Aufgabenschwierigkeiten signifikant besser einzuschätzen (Merkmalskomponente). Damit verbessert sich auch die globale Urteilsgenauigkeit über die Zeit signifikant. Auf die Einschätzung des Leistungsniveaus der Gruppe (Niveaukomponente) sowie von Unterschieden zwischen den Kindern für einzelne Items (Wechselwirkungskomponente) hat jedoch auch der Faktor Zeit keinen signifikanten Einfluss.
Die vierte Forschungsfrage, ob die Unterschiede in der Veränderung der Urteilsgenauigkeit von Erzieherinnen davon abhängig sind, nach welchem Ansatz sie Kinder bereichsspezifisch fördern, lässt sich zusammenfassend verneinen. Die Art und Weise der bereichsspezifischen Förderung spielt keine Rolle für die Variabilität der Urteilsgenauigkeit von Erzieherinnen. Auch die Unterschiedlichkeit in den einzelnen Urteilsgenauigkeitskomponenten lässt sich nicht auf die Art der Fortbildung zurückführen.
Die fünfte Forschungsfrage, ob sich die Beobachtungskompetenz von Erzieherinnen durch eine bereichsspezifische Fortbildung beeinflussen lässt, kann aufgrund einer signifikanten Zunahme der Beobachtungskompetenz nach nur zwei Fortbildungstagen bejaht werden. Damit wird die These gestützt, dass eine Fortbildung zur bereichsspezifischen Förderung für eine gezielte und damit fokussiertere Wahrnehmung früher bereichsspezifischer Kompetenzen bedeutsam ist, selbst wenn sie nicht explizit auf diagnostische Kompetenz, sondern allgemein auf Förderung ausgerichtet ist
Die sechste Forschungsfrage zielt auf Veränderungen der Beobachtungskompetenz von Erzieherinnen in Abhängigkeit von Fortbildungen in verschiedenen bereichsspezifischen Förderansätzen ab. Für eine Zunahme der Beobachtungskompetenz, so zeigt sich, spielt der bereichsspezifische Ansatz, welcher der Fortbildung zugrunde gelegt ist, keine Rolle.
Die vorliegende Studie ist die erste Arbeit, die sowohl Beobachtungskompetenz (Forschung zu formativem Assessment) als auch Urteilsgenauigkeit (Accuracy-Forschung) anhand derselben Stichprobe untersucht. Trotz des im Ergebnis nicht nachgewiesenen Zusammenhangs zwischen Urteilsgenauigkeit und Beobachtungskompetenz stellt die Studie für die zukünftige Forschung bedeutsame Hinweise für die weitere Untersuchung der Facetten diagnostischer Kompetenz bereit.
Im Hinblick auf den frühpädagogischen Kontext zeigt die vorliegende Arbeit zum einen, dass ein ökologisch valides Treatment (Fortbildung) in einem Umfang von zwei Tagen implizit zu einer Verbesserung diagnostischer Kompetenzen führen kann. Zum anderen wird hier erstmalig im deutschsprachigen Raum die Messung der Urteilsgenauigkeit unter vollumfänglicher Erfüllung eines auf Hoge und Coladarci (1989) beruhenden Anforderungsprofils durchgeführt. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieser Studie ist die erstmals mit einer Mindestanzahl von vier Einschätzungen pro Erzieherin unter Berücksichtigung der Kontaktzeiten zwischen Erzieherinnen und Bezugskindern erfolgte Erhebung der Urteilsgenauigkeit von Erzieherinnen
On the Beta Diversity of the Afromontane Rainforests of Rwanda. Patterns in Environment and Vegetation and the Spatial Relationships among them.
No full textThe stands surveyed are among the last closed canopy forests in Rwanda. Their exploration began in the early twentieth century and is still ongoing. Previous studies were mainly concerned with plant sociological issues and presented references to environmental factors in anecdotal form, at best using indirect ordination methods. The present study undertakes a classification of the vegetation with numerical methods and establishes quantitative relationships of the species’ distributional structure to environmental parameters using spatially explicit procedures. For this purpose, 94 samples were taken in 100 m² hexagonal plots. Of these, 70 samples are from Nyungwe, 14 are from Gishwati, and 10 are from Cyamudongo. Given the homogeneity of the terrain and vegetation, all vegetation types encountered, all types of stands, and all vegetation strata were included. The beta diversity is expressed by an average Bray-Curtis dissimilarity of 0.92, and in JOST’S (2007) numbers equivalents, 37.90 equally likely samples would be needed to represent the diversity encountered. Within the survey, 1198 species in 127 families were collected. Among the specimens are 6 local endemics and 40 Albertine Rift endemics. Resulting from UPGMA and FCM-NC, 20 to 40 plant communities were established depending on the level of resolution. It can be inferred by means of a Mantel correlogram that the mean zone of influence of a single vegetation stand, as sampled by a 100 m² plot in Nyungwe Forest, ranges between 0.016 and 3.42 km. Of the communities compiled using FCM-NC and UPGMA, 50% consist of individual samples. Beyond undersampling, natural small-scale discontinuities are reflected by this result. Partial db-RDA resulted in an explained variation of 9.60% and 14.41% for environmental and soil factors, respectively. Utilising variation partitioning analyses based on CCA and tb-RDA, between 21.70% and 37.80% of the variation in vegetation data could be explained. The spatially structured fraction of these parameters accounts for between 30.50% and 49.80% of the explained variation (100%). The purely environmental parameters account for a share of 10.30% to 16.30%, whereby the lower limit originates from the unimodal approach and has lost its statistical significance. The soil variables, also after partial analysis, account for a share of 19.00% to 35.70%. While the residual impact of the climatic parameters is hardly significant, the effect of the soil properties is prevalent. In general, the spatially structured fraction of the parameters is predominant here. While on the broad-scale climatic factors, the altitude a.s.l. and the geology are determining factors, some soil parameters and matrix components also show their impacts here. In the mid-range of the scale, it is the forest matrix, the soil types, and the geology that determine species distribution. While in the fine range of the scale, some unrecorded parameters seem to have an effect, there are also neutral processes that determine species composition
Die AfD ist (k)eine homophobe Partei - Wie gelingt den Mitgliedern die Verknüpfung der Themen Homosexualität und Migration?
Get PDFIn dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, wie beispielsweise die homosexuelle AfD-Frontfrau Alice Weidel ihre Mitgliedschaft in einer Partei, die als konservativ und homophob gilt, begründet. Neben der Rede ihres Coming-Outs wird außerdem das Parteiprogramm der AfD hinsichtlich der Themen Homosexualität und Migration analysiert