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Im Zuge der wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Veränderungen der letzten Jahre haben sich auch die Aufgaben des HR-Managements nachhaltig verändert. Mitarbeiter im Personalbereich müssen heute über andere Kompetenzen verfügen als noch vor einigen Jahren ...
Biogasanlagen müssen größer werden
Die Alkoholproblematik am Arbeitsplatz stellt einen wichtigen Teilaspekt der allgemeinen Suchtproblematik dar. In der vorliegenden Arbeit wird dargestellt, welche Möglichkeiten, aber auch welche Grenzen des hilfreichen Handelns am Arbeitsplatz allgemein und am Arbeitsplatz Universität insbesondere gegeben sind. Die Arbeit ist in vier Hauptteile gegliedert, die Gegenstand und Prozeß nachvollziehbar beschreiben. Im Teil I wird ausgehend von der Ätiologie und der Pathogenese die Funktion und Bedeutung der Droge Alkohol in der Gesellschaft beschrieben und der Zusammenhang zwischen Arbeitsbedingungen und Konsumverhalten dargelegt. Die Vorstellung eines Modells betrieblicher Alkoholprävention schließt sich im Teil II an. Die Implementierung eines Alkoholprogrammes an der Pilot-Universität wird im Teil III beschrieben. Unter Berücksichtigung erster Forschungsergebnisse wird ein Handlungskonzept für die Alkoholprävention an der Pilot-Universität formuliert, in dem jedoch Organisationsstruktur und Organisationskultur von Universitäten und Hochschulen noch nicht ausreichend berücksichtigt sind. Im letzten Teil der Arbeit wird daher der Versuch unternommen, ein Konzept zu entwerfen, das sich an der Methode der Organisationsentwicklung orientiert.
In der Arbeit wird der Versuch unternommen, ein differenziertes Kategoriensystem zu entwickeln, das für eine Beurteilung von Unterricht auf systemisch-konstruktivistischer Grundlage geeignet ist. Es werden Analysekriterien herausgearbeitet, die auf vier „Leitdimensionen“ beruhen. Berücksichtigt werden dabei die erkenntnistheoretischen Grundsätze des Konstruktivismus, der Grad der Komplexität, der biographische Kontext und der Steuerung- und Wahlmöglichkeiten durch die Schüler. Sie unterliegen dem Einfluß externer situativer, didaktischer, methodischer und institutioneller Faktoren. In Form einer analytischen Forschungsstudie wird die Durchführbarkeit des Konzeptes nachgewiesen. Gegenstand der Untersuchung sind Planungen von Simulationsspielen, wie sie im Rahmen der Ausbildung von Referendaren am Staatlichen Studienseminar Hamburg als Entwürfe für den Unterricht im berufsbildenden Schulwesen ausgearbeitet worden sind. Dabei liegt der Fokus auf Rollen-, Plan- und Diskussionsspielen. Die Ergebnisse werden dokumentiert und bewertet. Die Analyse brachte eine große Streubreite von Planungsvarianten und damit die Möglichkeit, zahlreiche Strukturierungsvorschläge im Hinblick auf eine Erweiterung der Handlungsspielräume zu geben.
Despite the scepticism raised by the German Monopoly Commission our analysis shows that the revised theory of contestable markets can be applied to the telecommunications market better than expected. The original contestable market theory implied three assumptions necessary to be satisfied to establish potential competition: Free market entry, market exits possible without any costs, and the price adjustment lag exceeds the entry lag. Our analysis shows that if the incumbent reduces its prices slowly (high adjustment lag) and the market entry can be performed quickly (low entry lag), a new competitor will be able to earn back sunk costs. Therefore it is not necessary that all three conditions are complied with for potential competition to exist. We applied the 'revised' contestable market theory to the German telecommunication market and have been able to clearly identify the sections in which regulation is required. Under the present conditions local loops - which should be seen as natural monopolies - are not contestable due to sunk costs, high entry lags expected and a probable short price adjustment lag. Local loops can be identified as bottlenecks therefore. Regional and local connection networks should also be regulated because a high entry lag and a low price adjustment lag have to be expected as well as current competition does not exist today. The national connection network shows current competition between several network providers, hence regulation can be abolished in this field. Moreover, services can be supplied by several firms, and we predict strong potential competition.. There are no arguments favouring a natural monopoly in the section of terminals.
Zusammenfassend ist zu konstatieren, dass bislang in vielen Unternehmen und Kreditinstituten faktisch eine Diskriminierung älterer Mitarbeiter stattfindet. Eine antizipative Personalentwicklung in Sparkassen muss allerdings den Faktor "Alter" explizit in ihren Strategien berücksichtigen und ein Altersmanagement initiieren. Ein solches Altersmanagement führt wiederum zu einer höheren Arbeitgeberfähigkeit von Sparkassen und macht sie für Arbeitnehmer interessanter. Die diesbezügliche höhere Arbeitgeberfähigkeit gilt explizit auch für jüngere Arbeitnehmer, die vielfach ein Altersmanagement gerade im Hinblick der eigenen Alterung zu schätzen wissen. Erste Ansätze die Ressource älterer Mitarbeiter nicht nur verbal, sondern auch faktisch stärker zu schätzen sind gegenwärting in der wirtschaftlichen Aufschwungphase festzustellen. Wie nachhaltig diese Entwicklung aber ist und ob es sich hierbei wirklich um einen Trendwende handelt, wird wahrscheinlich erst der nächste wirtschaftliche Abschwung zeigen.
"...as a matter of fact, all that is computerized gained such an amount of reality that nothing could be more mistaken than to call the products of the information technology industry 'virtual'."
Agro-biodiversity can provide natural insurance to risk averse farmers. We employ a conceptual ecological-economic model to analyze the choice of agrobiodiversity by risk averse farmers who have access to financial insurance. We study the implications for individually and socially optimal agro-ecosystem management and policy design when on-farm agro-biodiversity, through ecosystem processes at higher hierarchical levels, generates a positive externality on other farmers. We show that for the individual farmer natural insurance from agro-biodiversty and financial insurance are substitutes. While an improved access to financial insurance leads to lower agro-biodiversity, the e_ects on the market failure problem (due to the external benefits of on-farm agro-biodiversity) and on welfare are determined by properties of the agro-ecosystem and agro-biodiversity’s external benefits. We derive a specific condition on agro-ecosystem functioning under which, if financial insurance becomes more accessible, welfare in the absence of regulation increases or decreases.
Die selektive katalytische Reduktion (SCR) mit Ammoniak als Reduktionsmittel gehört zu den bedeutenden Stickoxidminderungsmaßnahmen bei Personenkraftwagen. Aufgrund des Gefahrenpotentials von Ammoniak wird eine wässrige Harnstofflösung mit einem Harnstoffgehalt von 32,5 % als Reduktionsmittelträger verwendet. Die technischen Herausforderungen im Umgang mit diesem Reduktionsmittelträger liegen in der Kältestabilität mit einem Gefrierpunkt von -11,5°C, der begrenzten Haltbarkeit und der Gefahr zur Bildung von Harnstoffablagerungen in der Abgasanlage. In der Arbeit wird das Ablagerungs- und Alterungsverhalten dieser wässrigen Harnstofflösung unter möglichst realen Bedingungen untersucht. Die Alterung des Reduktionsmittels wird durch verschiedene Fahrzeug- und Umwelteinflüsse während des Betriebes verursacht. Neben der thermischen Alterung als größte Einflussquelle werden ebenfalls tiefe Temperaturen mit Phasenwechseln, die Art der Behälterentgasung, die Fahrdynamik, der Luftdruck und die Hydrolyse hinsichtlich eines Alterungseinflusses untersucht. Auf Basis dieser Daten wird ein empirisches Alterungsmodell entwickelt, was die Bestimmung eines maximalen Alterungszustandes der wässrigen Harnstofflösung erlaubt. Die veränderten chemisch-physikalischen Eigenschaften des gealterten Reduktionsmittels sowie dessen Auswirkungen auf die Emissionen werden in dieser Arbeit bestimmt. Ablagerungen in der Abgasanlage entstehen ausgehend von einer Wandfilmbildung bei niedriger Verdampfungsrate und hoher Verweilzeit des Reduktionsmittels auf kühlen Flächen. Der auskristallisierte Harnstoff wandelt sich je nach Dauer und Ausmaß der thermischen Belastung in Folgeprodukte um. Die Ablagerungsbildung wird im Realbetrieb phänomenologisch beschrieben und charakterisiert. Auf dieser Basis wird das reale Ablagerungsverhalten auf einen Prüfzyklus übertragen und eine geeignete Bewertungsmethode entwickelt. In einer systematischen Untersuchung wird der Einfluss der Wandtemperatur, der Einspritzfrequenz, des Einspritzdrucks, des Einspritzwinkels, der Tropfengröße, der Oberflächenspannung und der Reduktionsmittelalterung experimentell ermittelt. Daraus werden allgemein Möglichkeiten zur Minderung von Harnstoffablagerungen in der Abgasanlage entwickelt und beschrieben.
Against the backdrop of aging populations, labor shortages, and a longer healthy life expectancy, there has recently been considerable discussion of the great potential that post-retirement activities hold for individuals, organizations, and society alike. This dissertation consists of three empirical papers investigating the life reality of active retirees in Germany. In addition, framework conditions and motivational structures that need to be considered in creating jobs for this group of workers are examined. The first paper identifies the prerequisites for productivity after retirement age and describes the changed nature of modern-day retirement. Current levels of post-retirement work are quantified by reference to German Microcensus data. The data show that adults continue to engage in paid employment beyond the applicable retirement age, with self-employment and unpaid work in family businesses making up the greatest share of post-retirement activities. Qualitative data collected from 146 active retirees (mean age = 67 years, standard deviation = 4) showed that the changes entailed in retirement include more flexible structures in everyday life. Content analysis revealed that reasons for taking up post-retirement activities were the desire to help, pass on knowledge, or remain active; personal development and contact with others; and a desire for appreciation and recognition. In addition, flexible working hours and the freedom to make decisions are evidently important aspects that need to be taken into account in creating employment activities for silver workers. The second paper extends the findings of the first paper by investigating the differences that respondents experienced between their former career job and their post-retirement activities, drawing on an additional quantitative sample of active retirees (N = 618, mean age = 69 years, standard deviation = 4). Factor analysis revealed differences in four areas: First, differences were identified in person-related variables, such as work ability. Second, differences were perceived in the scope of the job itself with regard to workers’ tasks, skills, or job function. Third, the perceived freedom of time allocation and flexibility in job practice distinguished between the silver job and the former career job. Fourth, differences were noted in perceived responsibility and in the significance of the activity. The third paper further examined how relevant personal motivational goals (achievement, appreciation, autonomy, contact, and generativity) as well as corresponding occupational characteristics of the silver job were related to life and work satisfaction in the quantitative sample (N = 661, mean age = 69 years, standard deviation = 4). Hierarchical regression analyses showed that the motivational goals of achievement, appreciation, autonomy, contact, and generativity significantly predicted life satisfaction, whereas only generativity predicted work satisfaction. With respect to the occupational characteristics, none of the situational predictors influenced life satisfaction, but opportunities to fulfill one’s achievement goals, to pass on knowledge, and to experience appreciation and autonomy predicted work satisfaction. The results suggest that post-retirement workers seem to differentiate between perceived life satisfaction and work satisfaction as two independent constructs. In conclusion, key motives for taking up post-retirement activities were generativity (the wish to help and pass on knowledge), but also personal development, appreciation, autonomy, and contact. The findings indicate that organizations should introduce flexible working hours, and offer silver workers advisory and freelance work. Providing freedom to make decisions and ensuring due appreciation of the contribution made by silver workers will lead to a fruitful interplay of silver workers and organizations. Future research should build on these findings by applying longitudinal designs and drawing on samples of retirees with more diverse educational and financial backgrounds. The papers of this dissertation echo the call for a new, more positive way of looking at the capacities of active retirees.
Heating is most important part of thermal energy demand, and accounts for large amounts ofenergy consumption in cold regions. Renewable energy sources will be of great importance inorder to cover future energy demands. However, their intermittency is rightly considered asinconvenient. Thus, a more effective management of demand, coupled with efficient storagesystems is required. Based on this perception, thermal systems coupled with electricityproduction have been efficiently designed, they are the so called “combined heat and power”(micro-CHP). Nonetheless, heat losses from the thermal part of their system lead to electricityfluctuation. Therefore, the use of micro-CHP in combination with a volume-efficient and nearlylossless heat storage system to counteract electricity fluctuations is a viable solution.The heat storage system in this work is based on reversible thermochemical reactions, suchas dehydration and hydration of inorganic salts, which exhibits very high energy density (up to628 kWh·m-3 of storage material). The chosen inorganic salt (SrBr2·6H2O) reacting with purewater vapour operates within a closed system. The objective of this work is to design a systemthat thermodynamically matches the combination with micro-CHP. Therefore, investigationshave been performed from the material at micro-scale to the system at lab-scale. Models weredeveloped on the basis of heat and mass transfer with chemical reaction and were done in orderto numerically analyse the system. Experiments were additionally performed to consolidate thenumerical tools for future studies. Characterization experiments have been designed and tested.Thermo-physical properties (thermal conductivity, specific heat capacity, permeability, chemicalkinetics) of the reactive salt were then determined to be used as parameters into the sodeveloped models.The numerical simulations lead to the time-space evolution of heating fluid, reactive bedtemperatures and reactor pressure. The originality of this study is to model the coupled heat andmass transfer with chemical reaction on a 3D geometry to be close to the reality. Results help tonumerically and experimentally analyse the thermochemical heat storage performances. Thebed energy density is experimentally found to be 531 kWh·m-3 of salt hydrate. Based on thecondensation temperature during the experimentation, a reactor energy density of 140 kWh·m-3and a storage capacity of 65 kWh with a thermal efficiency of 0.78 are obtained. This systemproves the recovery capacity of more than 2/3 of the input energy. Various aspects of design andrecommendation for optimisation aspect that could help during prototype development aretaken into account and addressed. Comparison simulation-experiment is then performed anddiscussed, showing encouraging results, even if limited at lab-scale.
With this dissertation, I present a human resources approach to entrepreneurship through selection and training of small-business owners in developing countries. Entrepreneurship is an important source of employment, innovation, and general economic prosperity (Autio, 2005; Walter et al., 2005; Reynolds et al., 2005; Kuratko, 2003). In developing countries, job creation through business ownership is especially important because job opportunities are limited (Walter et al., 2005; Mead & Liedholm, 1998). Strengthening the small business sector is one of the best ways to reduce poverty and increase economic growth (Birch, 1987). Thus, this dissertation adds to the scientific literature in taking a human resources approach to entrepreneurship: selecting and training entrepreneurs. Selection has widely been researched on in various scientific fields like human resource management, industrial-, work-, and organizational psychology, but only partly focusing on selection of entrepreneurs. Regarding training, there exists a fair amount of studies that focus on entrepreneurship education, but a lot of them suffer from substantial heterogeneity and methodological flaws (Glaub & Frese (2011); McKenzie & Woodruff (2013)). The dissertation combines the ideas of using selection procedures for entrepreneurs with the idea of teaching entrepreneurial skills.
Die vorliegende Arbeit "Alltagspraxis zwischen Regularisierung und Wohnungsmarkt" beschäftigt sich mit der Villa 31, einer informell gewachsenen Siedlung im Stadtzentrum von Buenos Aires. Die bereits in den 1930er Jahren entstandene Villa ist heute Lebensraum von mehr als 27.000 Menschen, die zum Teil noch immer unter prekären Wohnbedingungen und in ungeklärten Besitzverhältnissen leben. Den Ausgangspunkt des Forschungsvorhabens bildet in diesem Zusammenhang das lange Zeit kontrovers diskutierte, letztlich jedoch im Dezember 2009 erlassene Gesetz No 3.343 welches den Erhalt und die Aufwertung (die sog. Urbanisierung) der Villa 31 rechtlich verankert. Ausgehend von dem spezifischen Ort konzentriert sich die Arbeit auf zwei gegenwärtige Entwicklungen, zum einen wird die Etablierung des städtisch initiierten Aufwertungsprozesses der Villa 31 untersucht, zum anderen fokussiert sich die Analyse auf die Entstehung eines parallel funktionierenden Wohnungsmarktes innerhalb der Siedlung. Im Vordergrund steht dabei die kritische Analyse der bislang wissenschaftlich nicht erforschten Themenfelder aus der Perspektive der Bewohner_Innen. Der erste Teil der Dissertation konzentriert sich auf den Urbanisierungs- bzw. den Aufwertungsprozess der Villa 31. Die Untersuchung erfolgt dabei ausgehend von zwei verschiedenen Blickrichtungen: auf der einen Seite werden die Vorgehensweisen und Absichten der formellen Planung der Stadtverwaltung dargelegt und hinterfragt, zum anderen wird der Prozess ausgehend von der urbanen Praxis und Alltagsperspektive der Bewohner_Innen betrachtet. In diesem Zusammenhang wird der Fragestellung nachgegangen, welche Auswirkung die öffentlich gelenkte Urbanisierung auf den Siedlungsraum und die Menschen vor Ort hat. Es entsteht eine umfassende Momentaufnahme des laufenden Urbanisierungsprozesses, die sowohl die zugrundeliegenden stadträumlichen Lebensrealitäten aufzeigt als auch verschiedene Perspektiven der Bewohner_Innen darstellt, die sonst meist außerhalb der allgemeinen Wahrnehmung liegen. Im zweiten Teil der Arbeit liegt der Forschungsfokus auf der Etablierung und Entwicklung des eigenständigen Wohnungsmarktes innerhalb der Villa 31. Die Praktiken der Wohnraumaneignung und deren Veränderung durch die Prinzipien des Wohnungsmarktes werden dabei in den Mittelpunkt gestellt. In diesem Zusammenhang wird der Fragestellung nachgegangen, in welchem Verhältnis die Funktionsweise des Wohnungsmarktes und die Umsetzung der Urbanisierung stehen. Ausgehend von den lokalen Akteur_Innen auf dem Wohnungsmarkt werden anhand von Interviews die Veränderung der Eigentums- und Mietverhältnisse, die Transformation des Wohnraumangebotes sowie die vorherrschenden ökonomischen Rahmenbedingungen und Sicherheiten untersucht. Es entsteht ein umfassendes Bild der Aushandlungsmechanismen und Funktionsweise des Wohnungsmarktes. Durch die Kenntnis der lokalen Bedingungen und deren Analyse wird eine empirische Grundlage generiert, die zum besseren Verständnis der spezifischen Siedlungsdynamik beiträgt.
Der vorliegende Beitrag befasst sich mit dem Verhältnis von Gefühl, Urteil und Verhalten. Konkret geht es um die Beziehung zwischen der emotionalen Befindlichkeit bei der Arbeit und der Beurteilung der Arbeitssituation sowie der Verbundenheit mit dem Arbeitgeber. Als Grundlage der empirischen Analyse dienen Daten aus zwei Studien, einer Mitarbeiterbefragung in Unternehmen unterschiedlicher Branchen und einer Befragung der Mitarbeiter in mehreren Landesbehörden. Die Analyse zeigt, (a) dass es sinnvoll ist, konzeptionell deutlich zwischen der Bewertung der Arbeitssituation und den Gefühlen zu trennen, die das Arbeitsgeschehen begleiten, (b) dass die Gefühlslage zwar in die Beurteilung der Arbeitssituation einfließt, die Teilnahmemotivation der Arbeitnehmer hiervon allerdings nur bedingt beeinflusst wird, nämlich (c) durch eine Verstärkung der Verhaltenswirkungen, die von der besonders günstigen bzw. ungünstigen Beurteilung der Arbeitssituation ausgeht.
Bestrebungen, tertiäre Ausbildungsgänge im Bereich Populärer Musik zu innovieren, sollten auf einem vertieften Verständnis des Berufsfelds basieren. Diese Prämisse setzt wiederum empirische Befunde zu den vorherrschenden Tätigkeitsprofilen sowie den entsprechenden Herausforderungen und maßgeblichen beruflichen Kompetenzbeständen voraus. Im Rahmen dieser Dissertationsschrift wurden daher zunächst die zentralen Aspekte berufsvorbereitender Popausbildungsprogramme und des Berufsmusikerarbeitsmarkts in Deutschland betrachtet, um im Anschluss Erkenntnisse zu prototypischen berufsfeldspezifischen Anforderungen zu präsentieren. Zentrale Forschungsfrage der Arbeit war dabei, an welchen Parametern eine berufspropädeutische Ausbildung im Bereich Populärer Musik ausgerichtet sein sollte, um angehenden Berufsmusikern den Erwerb einer zukunftsfähigen Kompetenzarchitektur zu ermöglichen. Zur Beantwortung dieser Frage kam ein methodenintegratives Verfahren zum Einsatz, wobei zunächst eine quantitative Vorstudie (Online-Fragebogen) durchgeführt wurde. Die Stichprobe (n=159) enthielt Alumni von künstlerischen bzw. künstlerisch-pädagogischen Ausbildungsgängen in Deutschland. Darauf folgte eine qualitative Hauptstudie, im Zuge derer halbstrukturierte Experteninterviews durchgeführt wurden. Das Sample umfasste Alumni von unterschiedlichen tertiären Ausbildungsgängen (n=9) sowie Experten aus dem Bereich Ausbildung (n=5) und Arbeitsmarkt (n=4). Die Daten wurden mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Es zeigte sich zunächst, dass Ausbildungsgänge im Bereich Popmusik, insbesondere solche an musikhochschulischen Einrichtungen, einen starken Fokus auf musikalisch-künstlerische Inhalte legen, während sie Defizite im Bereich Professionalisierung und Berufsfeldorientierung aufweisen. Dies ist insofern im Hinblick auf die Berufspropädeutik problematisch, als die empirischen Daten deutlich machen, dass es gerade auch außermusikalische Kompetenzen sind, die von den Probanden als überaus bedeutsam für den Erfolg im Berufsfeld erachtet werden. Des Weiteren sind die Lernwege von Popmusikern im Vergleich zu Kollegen im Bereich europäischer Kunstmusik sehr heterogen. So zeigt sich eine Kombination aus informellem und formellem Lernen in mehr oder weniger formalen Lernsettings. Informelles Lernen geschieht dabei häufig in Form von Peer-Learning und autodidaktischem Lernen. Auch die Tätigkeitsportfolios der Befragten sind vielschichtig. Sie umfassen neben diversen musikalisch-künstlerischen vor allem pädagogische sowie musiknahe administrative und unternehmerische berufliche Aktivitäten. In einzelnen Fällen werden diese durch außermusikalische Tätigkeiten ergänzt. Ziel ist nicht die fortwährende Erwerbstätigkeit an einem bestimmten Arbeitsplatz, sondern die fortwährende Erwerbsfähigkeit in verschiedenen Teilbereichen des Berufsfelds. Ein wiederkehrendes Motiv in den Aussagen der Befragten sind die vielschichtigen Herausforderungen auf dem Musikerarbeitsmarkt. Darüber hinaus berichten die Probanden generell von fordernden Rahmenbedingungen wie u. a. einer häufig prekären Einkommenssituation, einer hohen Arbeitsbelastung sowie Schwierigkeiten eine nachhaltige Künstlerkarriere aufzubauen. Im Zuge der qualitativen Erhebung zeigt sich darüber hinaus, dass einige der Befragten über eine hohe Stressbelastung klagen, die in manchen Fällen zu psychischen Erkrankungen geführt hat. Dementsprechend scheint es wichtig Aspekte der physischen und mentalen Selbstfürsorge in die Ausbildung angehender Berufsmusikern zu implementieren. Die Kultivierung von Achtsamkeit wird in diesem Kontext als möglicher Weg zur Stressprophylaxe und Salutogenese präsentiert. Auf den Ergebnissen der Untersuchungen fußend wird am Ende der Arbeit ein achtsamkeitsbasiertes, integriertes Modell zur curricularen Gestaltung von Popmusikausbildungsgängen vorgestellt. Dieses berücksichtigt die Dimensionen Ganzheitlichkeit, Individualisierung, Berufsfeld- und Praxisorientierung, Vernetzung sowie Selbstfürsorge und kann als Matrix in Hinblick auf ein holistisch orientiertes und berufsfeldoptimiertes Ausbildungsgeschehen herangezogen werden. Es ist davon auszugehen, dass dessen praktische Umsetzung aufgrund der Berücksichtigung aktueller Tätigkeitsprofile und berufsfeldspezifischer Herausforderungen sowie der individuellen Dispositionen, Lernwege und Bedürfnisse der Akteure das Potenzial besitzt, den Absolventen zu einer verbesserten Erwerbsfähigkeit und beruflichen sowie persönlichen Zufriedenheit zu verhelfen.
Based on a dual case study, this cumulative dissertation investigates how individual "education for sustainable development" (ESD) courses, as part of the teacher education programs at Leuphana University in Lüneburg/Germany and Arizona State University (ASU)/USA, actually foster students' ESD-specific professional action competence. Furthermore, this work sheds light on the link between learning processes and outcomes, to reveal which factors actually affect the achievement of ILOs and competence development. The findings of this study indicate that both courses under investigation eventually live up to their role and increased student teachers' competence and commitment to implement ESD in their future careers; yet, mainly due to their different thematic foci, to varying degrees. Additionally, the four Cs (personal, professional, social, and structural connections) were revealed as significant factors that support students' learning and should be considered when planning and designing course offerings in TESD, with the goal of developing students' knowledge, skills, and attitudes.
In this dissertation, advanced nonlinear control strategies and nonlinear minimum-variance observation are combined, in order to improve the estimation and/or tracking quality within control and fault detection tasks, for several types of systems from the fields of electromobility and conventional drivetrain technology that have some potential for sustainability or performance improvements. The application-specific innovations in terms of nonlinear Kalman filter methods are: (1) Improved state of charge estimation for Lithium-ion battery cells, powered by a novel self-adaptive EKF that uses a high-order polynomial curve fit as a decomposition of the uncertain nonlinear output equation with intentionally redundant bases, and with a reduced number of polynomial parameters that are adapted online by the EKF itself. (2) Online estimation of the time delay between two periodic signals of roughly the same shape that have pronounced uncorrelated noise, based on a fractional-order approximation of the transcendent transfer function of the time delay which is used as a model in a novel kind of EKF. (3) Using two (E)KFs (one for the linear subsystem and one for the nonlinear subsystem of a new kind of multi-stage piezo-hydraulic actuator) in a cascaded loop structure in order to reduce the computation load of the estimation, by appropriate 'interfacing' between the two observers (using one shared system model equation, among other aspects). - The innovations in terms of nonlinear control methods are powered by observation, as well: (1) Sliding mode velocity control of a DC drive that is subject to nonlinear friction and unknown load torques, enhanced by an equivalent control law, and with a new intelligent switching gain adaptation scheme (for reduced control chattering and, thus, less energy consumption and actuator wear), which is powered by Taylor-linearized model predictive control, which in turn requires observer-based disturbance compensation (by a KF with a double-integrator disturbance model) for model-matching purposes in order to function correctly. (2) Direct speed control of permanent-magnet three-phase synchronous motors that have a high power-to-volume ratio, based on sliding mode control in a rotating d,q coordinate system, with a new equivalent control method that exploits both system inputs and with a secondary sliding surface to ensure compliance with the current-trajectory of maximum efficiency for the required torque, and which works without measurement of the rotor angle (thanks to a new kind of EKF that estimates all states in the stationary α,β coordinate system, as well as the disturbance/load torque and its derivative). In all instances, improvements (compared to methods existing in the literature) in terms of control and estimation performance have been achieved and confirmed using simulation studies or real experiments.
The computational analysis and the optimization of transport and mixing processes in fluid flows are of ongoing scientific interest. Transfer operator methods are powerful tools for the study of these processes in dynamical systems. The focus in this context has been mostly on closed dynamical systems and the main applications have been geophysical flows. In this thesis, the authors consider transport and mixing in closed flow systems and in open flow systems that mimic technical mixing devices. Via transfer operator methods, They study the coherent behavior in closed example systems including a turbulent Rayleigh-Bénard convection flow and consider the finite-time mixing of two fluids. They extend the transfer operator framework to specific open flows. In particular, they study time-periodic open flow systems with constant inflow and outflow of fluid particles and consider several example systems. In this case, the transfer operator is represented by a transition matrix of a time-homogeneous absorbing Markov chain restricted to finite transient states. The chaotic saddle and its stable and unstable manifolds organize the transport processes in open systems. The authors extract these structures directly from leading eigenvectors of the transition matrix. For a constant source of two fluids in different colors, the mass distribution in the mixer and its outlet region converges to an invariant mixing pattern. In parameter studies, they quantify the degree of mixing of the resulting patterns by several mixing measures. More recently, network-based methods that construct graphs on trajectories of fluid particles have been developed to study coherent behavior in fluid flow. They use a method based on diffusion maps to extract organizing structures in open example systems directly from trajectories of fluid particles and extend this method to describe the mixing of two types of fluids.