Hochschulbibliothekszentrum des Landes Nordrhein-Westfalen
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Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) als bildgebendes Verfahren zur ortsaufgelösten topographischen Elementanalyse
No full textDie laserinduzierte Plasmaspektroskopie (”Laser Induced Breakdown Spectroscopy”, im Folgenden auch ”LIBS” genannt) stellt eine schnelle und berührungslose Messmethode zur Elementanalyse von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen unter normalen Umgebungsbedingungen ohne besondere Probenvorbereitung dar. Dazu wird ein gepulster Laser, dessen Intensität einen bestimmten Grenzwert überschreiten muss, auf eine Probe fokussiert. Das dort bestrahlte Material verdampft schlagartig und es bildet sich bei einer Temperatur von rund 10000 K ein Plasma aus. Die angeregten Atome und Ionen im Plasma strahlen bei der Rückkehr in energetisch niedrigere Zustände ein charakteristisches optisches Emissionsspektrum ab, welches über eine schnelle spektroskopische Analyse die Elementzusammensetzung des untersuchten Materials liefert. LIBS bietet in diesem Fall auch die Möglichkeit, ein unkompliziertes und bildgebendes Messverfahren aufzubauen, indem Elementverteilungen auf einer topographischen Oberfläche analysiert werden, um beispielsweise Materialübergänge, Einschlüsse oder Verschmutzungen sicher zu detektieren. Bei unebenen Oberflächen wird eine ständige Anpassung des Laserfokus an die Probenkontur benötigt, da die notwendige Intensität zur Erzeugung des Plasmas nur im Fokus aufgebracht werden kann. Als Grundlage dafür dient ein neu entwickelter Fokussieralgorithmus, der ohne jegliche Zusatzgeräte auskommt, und die Reproduzierbarkeit von LIBS-Messungen deutlich steigern kann, da die Messungen kontrolliert im Fokus stattfinden. Durch ihn ergeben sich neue Möglichkeiten des sogenannten „Element-Mappings", dem Erzeugen von Elementlandkarten, welche die Elementverteilungen in Falschfarben grafisch darstellen. Dabei ist das System nun nicht mehr auf eine ebene Oberfläche angewiesen, sondern kann beliebige Strukturen, auch mit scharfen Kanten und Löchern, sicher vermessen. Als Ergebnis erhält man ein flächiges Höhenprofil, welches zusätzlich die Elementinformationen für jeden Messpunkt beinhaltet. Dies erleichtert es dem Benutzer, gezielt Punkte von Interesse schnell wiederzufinden und zu analysieren. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines bildgebenden Low-Power-LIBSSystems mit niedriger Pulsenergie und hoher Pulsrate, welches sich mit dem dazugehörigen
Fokussieralgorithmus automatisiert an unebene Probenoberflächen anpassen kann. Als Ergebnisse werden die Analysen von ausgewählten metallhaltigen, geologischen, organischen und archäologischen Proben bzw. Fundstücken gezeigt
La Explicación de la Guitarra de Juan Antonio de Vargas y Guzmán
Get PDFLa tesis doctoral examina los tres manuscritos conocidos hasta hoy de la Explicación de la Guitarra, primer método para guitarra de seis órdenes conocido hasta escrito por Juan Antonio de Vargas y Guzmán. Fue escrito primeramente cuando Vargas y Guzmán era vecino de la ciudad de Cádiz, en 1773; y copiado en dos ocasiones cuando el autor era maestro de este instrumento en la Ciudad de Veracruz, en 1776. Después de 200 años, específicamente en 1974, se dio la primera referencia de un manuscrito de este método, fechado en Veracruz en 1776, que se resguardaba en la Biblioteca Newberry de Chicago. Años más tarde, ya en 1980, la doctora María Fernanda García de los Arcos encontró en el Archivo General de la Nación (AGN) la segunda copia manuscrita, con la misma información de lugar y fecha que la anterior, pero que contenía una diferencia sustancial con el primero: 13 Sonatas para guitarra y bajo continuo. El tercero de ellos, fechado en Cádiz en 1773, fue adquirido por el investigador Ángel Medina Álvarez en una librería anticuaria a fines de los años 70; pero no fue sino hasta 1989, que decidió dar noticias de él y publicarlo posteriormente. A su vez, este manuscrito contiene una diferencia sustancial: un Tratado de Rasgueado. Además de esas diferencias sustanciales, la Explicación de la Guitarra, en su conjunto contiene, un Tratado de Punteado y un Tratado de Bajo continuo para guitarra.
El estudio establece la relación entre cada uno de los manuscritos; define sus contenidos y analiza los principios y fundamentos que sustentan las innovaciones de ellos sobre los ya conocidos por el autor; establece la relación entre los contenidos teóricos y prácticos; compara su evolución; los sitúa en un contexto histórico; establece su relación con otros métodos de la misma índole, así como con métodos de características similares; compila sus fuentes y determina la influencia que tuvieron éstas sobre la Explicación de la Guitarra y ésta sobre aquellas; y determina su importancia histórica y teórica en la música para este instrumento
Gamification im Kontext des Fremdsprachenerwerbs: Erstellung eines Software-Prototyps für das Fach "Deutsch als Fremdsprache"
No full textDass Jugendliche lieber Computerspiele nutzen, als Hausaufgaben zu machen oder zu lernen, ist sicherlich allen Lehrern und Lehrerinnen bewusst. Ein Ansatz zur Lösung diese Problems besteht darin, Lernen und Computerspiele miteinander zu verbinden. Zur Zeit wird in der Wissenschaft über Game-based-Learning und Gamification eifrig diskutiert. Was die einzelnen Begriffe bedeuten, soll diese Arbeit beleuchten. Sie fokussiert hierbei jedoch auf den Bereich der Gamification. In diesem Bereich geht es nicht darum, vermeintlich langweiligen Lehrinhalten eine Spielstruktur überzustülpen oder an erfolgreich gemeisterte Übungsaufgaben als Belohnung ein Spiel zu bieten, das mit dem Lehrinhalt nichts zu tun hat. Stattdessen geht es darum, Elemente aus Spielen zu Motivationszwecken in Lernumgebungen einzusetzen. Das Sprachlernen kann im Besonderen von den Möglichkeiten des computergestützten Lernens profitieren.
Über Online-Lernumgebungen können Sprachlernende mit anderen in Kontakt treten und sich austauschen. Bestimmte Spielelemente können Lernende in eine ungezwungene Wettkampfsituation bringen, in der sie sich spielerisch messen können.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein Prototyp entwickelt, der Elemente aus Spielen in eine Lernapplikation für das Thema „Deutsch als Fremdsprache“ einbindet. Im Prototyp soll dargestellt werden, welche Möglichkeiten den Lehrenden offenstehen, ihre Lerner und Lernerinnen zu motivieren. In einem Nutzungstest wird der Prototyp evaluiert. Die so erhobenen Daten werden ausgewertet und Verbesserungsvorschläge gemacht. Ein Fazit fasst die erkannten Vorzüge und Mängel des Prototyps sowie die erarbeiteten Verbesserungsvorschläge zusammen. Zu guter Letzt wird ein Ausblick auf weitere erforderliche Arbeitsschritte gegeben.
Das Ergebnis der Arbeit beinhaltet, dass der Prototyp zwar gute Ansätze enthält und erfolgreich getestet werden konnte, aber in wesentlichen Teilen noch Verbesserungsbedarf besteht. Weiterhin müssen Evaluationsmethoden entwickelt werden, die spieltypische Eigenheiten beachten.Learning or doing ones homework isn’t among the first things students like to do. They rather play videogames — a situation every teacher knows. One chance to solve this problem is to combine learning and video games.
Scientists are discussing game-based learning and gamification in this context. To shed some light at the meaning of these terms, especially on gamification, is one of the purposes of this thesis. Gamification doesn’t mean to cover boring
learning content with some sort of game mechanics or to reward a right answer with a minigame, that has no connection to the teaching and learning content at all. In contrast, gamification is the inclusion of game elements in learning applications to motivate students to use these applications to learn.
Learning languages takes special profit of computer-assisted learning. Using an online learning environment enables the students to get in touch with each other and exchange experiences. Certain game elements can be used to let students participate in a sort of competition. Here they can compare their knowledge in a game-based manner.
In the context of this thesis, a prototype will be developed that connects game elements to a learning application for “German as a Foreign Language“. The
purpose of this prototype is to show teachers possibilites to motivate their students. A usability test will be conducted, the collected data will be evaluated and improvements will be proposed. As a result of this thesis, it is shown that the prototype includes promising approches and was evaluated successfully. Nonetheless the prototype needs to be tested more thoroughly and improvements need to be implemented. Furthermore, evaluation methods need to be developed to take the peculiarities of games and their special characteristics into account
Die Entstehung von Gründungsteams - qualitative Untersuchung und konzeptionelle Modellierung
Get PDFDie Entstehung von Gründungsteams wird bisher lediglich als Abfolge von Suche, Auswahl und Gewinnung von Gründerpersonen verstanden. In der vorliegenden Arbeit wird auf Basis von 47 interviewten Gründerpersonen ein neues Verständnis für die Entstehung von Gründungsteams geschaffen. Dabei wird im Stil der Grounded Theory das bisher vorherrschende Model der Teamentstehung maßgeblich erweitert. So wird eine neue Art der Unterscheidung von Grünerpersonen entdeckt, welche auf die Intention von Teammitgliedern abzielt. Zudem zeigt sich, dass Teams in einem iterativ-epiodischen Prozess entstehen und Veränderungen von Teamzu-sammmensetzungen Bestandteil der Entstehung sind. Aufgrund der in dieser Arbeit geschaffenen neuen Erkenntnisse zur Teamentstehung können Handlungsempfehlungen für Gründerpersonen und die Gründungsförderung gegeben werden. Zudem werden neue Untersuchungsgebiete für Gründungsteams eröffnet, die das hier entwickelte Modell als Bezugsrahmen für weitere Forschung nehmen können
Prototyp einer generischen Recommendation Engine basierend auf Echtzeit-Assoziationsanalysen mit R
Get PDFIn dieser Arbeit wurde unter Verwendung der Programmiersprache R ein Prototyp zur Erstellung einer Recommendation Engine zur Aufdeckung von Assoziationen innerhalb einer gegebenen Datenmenge entwickelt. Die Berechnung der Assoziationen findet hierbei in Echtzeit statt und des Weiteren wurden die Analysefunktionen generisch programmiert, um ein schnelles Einbinden und einfaches Parametrisieren von Datensätzen zu ermöglichen. Die Entwicklung fußte auf der grundlegenden Motivation, Data Mining Methoden wie das Assoziationsverfahren teilweise zu automatisieren, um damit generierte Lösungen effizienter umsetzen zu können. Der Entwicklungsprozess war insgesamt erfolgreich, sodass alle Grundfunktionalitäten im Sinne eines evolutionären Prototypings vorhanden sind
Digital happiness
No full textEmotionen in der digitalen Welt gewinnen durch die immer weiter voranschreitende Digitalisierung in den vergangenen Jahren mehr an Bedeutung. Sowohl im Alltag als auch im Berufs- und Bildungsumfeld ist der Einsatz von Medien fast unumgänglich. In dieser Arbeit wird das noch relativ unbeachtete Thema „Digital Happiness“ genauer betrachtet. In der Literatur werden Emotionen in der digitalen Welt verstärkt untersucht, aber gerade zu dem Thema „Digital Happiness“ gibt es bisher noch nicht viele Erkenntnisse.
In diesem Forschungspraktikum werden die Unterschiede in der Kommunikation von Gefühlen in der computergestützten Kommunikation und der face-to-face Kommunikation, sowie welchen Einfluss diese haben, näher untersucht. Aber auch die Wahrnehmung und Äußerung von Emotionen in der realen und digitalen Welt werden betrachtet. Es wird eine erste Definition von „Digital Happiness“ erarbeitet und ein Modell mit den zugehörigen Determinanten, welche „Digital Happiness“ beeinflussen, entwickelt.
Um diese Ziele zu erreichen, wird eine Literaturanalyse nach der Methode von Webster & Watson (2002) durchgeführt. Hierfür werden 15 Artikel ausgewählt und genauer analysiert, um den aktuellen Stand der Forschung darzustellen. Diese werden in einer Konzeptmatrix eingeordnet. Außerdem werden besondere Phänomene, wie z.B. Quantified Self, näher betrachtet, um weitere Einflussfaktoren feststellen zu können. Basierend auf der Literaturanalyse wird eine qualitative Untersuchung nach Mayring (2014) durchgeführt. Es wird ein Interviewleitfaden entwickelt, der als Grundlage für die Untersuchung der festgestellten Determinanten der Literaturanalyse dient. Diese sollen durch 30 Interviews mit Nutzern von Informations- und Kommunikationstechnologien bestätigt oder widerlegt werden.
Mit Hilfe der durchgeführten Interviews lässt sich ein Großteil der Determinanten aus der Literatur bestätigen. Es wurden auch einige neue Determinanten festgestellt. Diese Ergebnisse werden in das abschließende Modell eingearbeitet. Dieses Modell bietet eine Grundlage für weitere Forschungen im Bereich „Digital Happiness“. Schlussendlich werden noch verschiedene Implikationen für die Forschung und Praxis festgestellt, welche weiteren Forschungsbedarf erkennen lassen.Emotions in the digital world gain more and more importance by the accelerating digitalization of recent years. In everyday life as well as professional and educational environments, the use of media is almost inescapable. This work takes a closer look to the still relatively unknown topic, “Digital Happiness“. In the literature emotions in the digital world are studied increasingly, but concerning the topic of “Digital Happiness” there are not many insights.
In this research the differences between communicating emotions through digital media and face-to-face communications, as well as their impacts, are investigated. The perception and expression of emotions in the real and digital world are considered. Furthermore, a first definition of “Digital Happiness” and a model with the associated determinants that influence “Digital Happiness” is developed.
To achieve these goals, a literature analysis by the method of Webster & Watson (2002) is performed. Therefore, 15 articles are selected and analyzed in more detail to illustrate the current state of research. These articles are organized into a concept matrix. In addition, special phenomena, such as Quantified Self, are closely considered in order to determine other factors. Based on the literature analysis, a qualitative study by the method of Mayring (2014) is performed. It is developed into an interview guideline that serves as the basis for the investigation of the established determinants of the literature analysis. This is confirmed or refuted by 30 interviews with users of information and communication technologies. With the help of the interviews, a large part of the determinants in the literature can be confirmed. Moreover, some new determinants are identified. These results are included into the final model. This model provides a basis for further research in the field of “Digital Happiness“. Finally, different implications for research and practice are found, which reveal the need of further research
Interactive physically-based hair rendering
No full textThis work covers techniques for interactive and physically - based rendering of hair for computer generated imagery (CGI). To this end techniques
for the simulation and approximation of the interaction of light with hair are derived and presented. Furthermore it is described how hair, despite such computationally expensive algorithms, can be rendered interactively.
Techniques for computing the shadowing in hair as well as approaches to render hair as transparent geometry are also presented. A main focus of
this work is the DBK-Buffer, which was conceived, implemented and evaluated. Using the DBK-Buffer, it is possible to render thousands of hairs as
transparent geometry without being dependent on either the newest GPU hardware generation or a great amount of video memory. Moreover, a comprehensive evaluation of all the techniques described was conducted with respect to the visual quality, performance and memory requirements. This
revealed that hair can be rendered physically - based at interactive or even at real - time frame rates.Die vorliegende Arbeit behandelt Techniken zur interakativen und physikalisch basierten Darstellung von Haaren für Computer-Generated Imagery (CGI). Dafür werden Techniken zur Simulation und Approximierung der Interaktionen von Licht mit Haar hergeleitet und vorgestellt. Des Weiteren wird beschrieben, wie Haare, trotz solch berechnungsintensiver Algorithmen, sehr interaktiv dargestellt werden können. Verfahren zur Berechnung von Schatten in Haaren sowie Ansätze zur effizienten Darstellung von Haar als transparente Geometrie werden ebenfalls vorgestellt. Einen Hauptschwerpunkt der Arbeit bildet dabei der DBK-Buffer, welcher im Rahmen dieser konzeptioniert, implementiert und evaluiert wurde. Mit Hilfe des DBK-Buffers ist es möglich tausende von transparenten Haaren sehr effizient darzustellen ohne auf Funktionalitäten der neusten Grafikkarten-Generation, oder sehr viel Videospeicher, angewiesen zu sein. Darüber hinaus wurde eine umfassende Evaluierung der beschriebenden Techniken bezüglich der visuellen Qualität, der Performanz und des Speicheraufwandes durchgeführt. Dabei wurde gezeigt, dass Haare nicht nur mit interaktiven, sondern sogar mit echtzeitfähigen Bildwiederholungsraten physikalisch basiert dargestellt werden können
Lesson planning and students’ performance feedback data use
No full textThis study had two main aims. The first one was to investigate the quality of lesson plans. Two important features of lesson plans were used as a basis to determine the quality of lesson plans. These are adaptability to preconditions and cognitive activation of students. The former refers to how the planning teacher considers the diversity of students pre-existing knowledge and skills. The latter refers to how the planning teacher sequences deep learning tasks and laboratory activities to promote the cognitive activation of students.
The second aim of the study was to explore teachers thinking about and explanation of externally generated feedback data on their students’ performance. The emphasis here was to understand how the teachers anticipate planning differentiated lessons to accommodate the variations in students learning outcomes revealed by the feedback data.
The study followed a qualitative approach with multiple sources of data. Concept maps, questionnaires, an online lesson planning tool, standardized tests, and semi-structured interviews were the main data collection instruments used in the study. Participants of this study were four physics teachers teaching different grade levels. For the purpose of generating feedback for the participant teachers, a test was administered to 215 students. Teachers were asked to plan five lessons for their ongoing practices. The analysis showed that the planned lessons were not adapted to the diversity in students pre-existing knowledge and skills. The analysis also indicated that the lessons planned had limitations with regard to cognitive activation of students. The analysis of the interview data also revealed that the participant teachers do not normally consider differentiating lessons to accommodate the differences in students learning, and place less emphasis on the cognitive activation of students. The analysis of the planned lessons showed a variation in teachers approach in integrating laboratory activities in the sequence of the lessons ranging from a complete absence through a demonstrative to an investigative approach. Moreover, the findings from the interviews indicated differences between the participant teachers espoused theory (i.e. what they said during interview) and their theory- in –use (i.e. what is evident from the planned lessons). The analysis of the interview data demonstrated that teachers did not interpret the data, identify learning needs, draw meaningful information from the data for adapting (or differentiating) instruction. They attributed their students’ poor performance to task difficulty, students’ ability, students’ motivation and interest. The teachers attempted to use the item level and subscale data only to compare the relative position of their class with the reference group. However, they did not read beyond the data, like identifying students learning needs and planning for differentiated instruction based on individual student’s performance
Uniprisma Ausg. 2011
No full textHaushaltsroboter gewinnt Innovationspreis. Zehn Jahre Umweltwissenschaften in Landau. Kunstpädagogik und Computervisualistik im Forschungsverbund
Measurements and modeling of land-use specific greenhouse gas emissions from soils in Southern Amazonia
No full textConversion of natural vegetation into cattle pastures and croplands results in altered emissions of greenhouse gases (GHG), such as carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O). Their atmospheric concentration increase is attributed the main driver of climate change. Despite of successful private initiatives, e.g. the Soy Moratorium and the Cattle Agreement, Brazil was ranked the worldwide second largest emitter of GHG from land use change and forestry, and the third largest emitter from agriculture in 2012. N2O is the major GHG, in particular for the agricultural sector, as its natural emissions are strongly enhanced by human activities (e.g. fertilization and land use changes). Given denitrification the main process for N2O production and its sensitivity to external changes (e.g. precipitation events) makes Brazil particularly predestined for high soil-derived N2O fluxes.
In this study, we followed a bottom-up approach based on a country-wide literature research, own measurement campaigns, and modeling on the plot and regional scale, in order to quantify the scenario-specific development of GHG emissions from soils in the two Federal States Mato Grosso and Pará. In general, N2O fluxes from Brazilian soils were found to be low and not particularly dynamic. In addition to that, expected reactions to precipitation events stayed away. These findings emphasized elaborate model simulations in daily time steps too sophisticated for regional applications. Hence, an extrapolation approach was used to first estimate the influence of four different land use scenarios (alternative futures) on GHG emissions and then set up mitigation strategies for Southern Amazonia. The results suggested intensification of agricultural areas (mainly cattle pastures) and, consequently, avoided deforestation essential for GHG mitigation.
The outcomes of this study provide a very good basis for (a) further research on the understanding of underlying processes causing low N2O fluxes from Brazilian soils and (b) political attempts to avoid new deforestation and keep GHG emissions low