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Mathematisches Problemlösen ist eine in den Bildungsstandards verankerte Kompetenz, die es bei Schülern explizit zu fördern gilt. Für eine erfolgreiche Bearbeitung von Problemlöseaufgaben ist laut Begriffsverständnis der Bildungsstandards des Faches Mathematik die Auswahl und zielführende Anwendung von Heurismen erforderlich, was für Schüler durchaus herausfordernd sein kann. Bereits seit Jahrzehnten beschäftigt sich daher die Forschung der deutschsprachigen Mathematikdidaktik mit der Schaffung geeigneter Lernmaterialien zur Förderung von Problemlösekompetenz und dennoch sind bislang nicht alle Unklarheiten ausreichend beantwortet. So ist beispielsweise nach wie vor weitestgehend unklar, wie eine Förderung der Kompetenz etwa durch geeignete Lernmaterialien unterstützt werden kann. Daraus ergibt sich nicht zuletzt der unmittelbare Forschungsansatz, wie geeignete Lernmaterialien geschaffen bzw. ausgestaltet sein sollten, um die Entwicklung von Problemlösekompetenz von Schülern zu fördern. Im Fokus stand dabei die Beantwortung folgender übergeordneter Forschungsfrage, welche sich in der Dissertationsschrift in weitere Teilfragen untergliedert: "Welche Veränderung des Bearbeitungserfolgs bei Problemlöseaufgaben zur Flächeninhaltsberechnung zeigen Schüler – hinsichtlich der Auswahl und Anwendung von Heurismen – durch die Bearbeitung eines papier- bzw. eines videobasierten Lösungsbeispiels?" Die Beantwortung der Forschungsfrage fand im Rahmen einer durchgeführten Studie in Form einer quasiexperimentellen Laborstudie mit insgesamt 38 Schülern statt. Untersucht wurde dabei, inwiefern medial unterschiedlich aufbereitete Lösungsbeispiele eine geeignete Lernunterstützung zur Entwicklung von Problemlösekompetenz darstellen. Dafür wurde in einer Treatmentgruppe eine Problemlöseaufgabe zur Flächeninhaltsberechnung mit Hilfe eines papierbasierten Lösungsbeispiels bearbeitet, während in einer zweiten Treatmentgruppe ein inhaltlich identisches Lösungsbeispiel videobasiert in Form eines Erklärvideos zur Verfügung stand.
Tropical ecosystems are critical for biodiversity conservation and local people’s livelihood sustenance. However, these ecosystems are under high pressure from land-use and land cover (LULC) change, which is further projected to intensify and increase rapidly, thereby affecting biodiversity and the provisioning of vital ecosystem services (ES). It is thus important to understand how LULC might change in the future and how such changes could affect biodiversity and ES provisioning in a given landscape of tropical ecosystems. Scenario planning has become an increasingly popular tool and technique to produce narrative scenarios of the future landscape change. Thus, quantifying changes under different land-use scenarios could be a means to elucidate the synergies and trade-offs within the scenarios. In this dissertation, the author examines the future of biodiversity and ES provisioning for different plausible land-use scenarios in southwestern Ethiopia. First, he translates four future plausible narrative social-ecological land-use scenarios ("Gain over grain", "Coffee and conservation", "Mining green gold" and "Food first") developed for southwestern Ethiopia by participatory scenario planning into spatially explicit LULC scenario maps. Results showed distinct LULC changes under each scenario. Second, the author investigates the impact of these land-use scenarios on biodiversity by specifically modelling woody plant species richness in farmland and forest. Both indicators of human disturbance and environmental conditions were used. Third, he also investigates the effect of these land-use scenarios on woody plant-based ES provisioning by combining woody plant species with household surveys on how woody plants were used by the local community. He models and predicts the current and future availability of woody plant-based ES under the four scenarios of landscape change. Overall, the findings of this dissertation show the importance of integrating future land-use mapping with participatory, narrative-based scenarios to assess the social-ecological outcomes of alternative futures. The spatially explicit maps of LULC change, biodiversity and ES (at different scales) could be used as a valuable input to support stakeholders and decision-makers to weigh the advantages and disadvantages of different development trajectories on ecosystems and human well-being and to avoid or minimize future undesirable consequences. To this end, apart from the benefits of coffee production under "Mining green gold" and crop production under "Food first" scenarios, the findings under these scenarios of large-scale agricultural intensification point to a potentially high loss of biodiversity and ES. These two scenarios could have a negative long-term impact on ecosystems and human well-being. Finally, the "Coffee and conservation" scenario, which involves the creation of a new biosphere reserve, appears to be the most sustainable scenario. This scenario could result in a sustainably managed, diversified landscape which could make major contributions to biodiversity conservation and human well-being in the region and beyond.
Das Promotionsprojekt, das in das Forschungsprojekt Nawi-In (Naturwissenschaftlichen Unterricht inklusiv gestalten – Kompetenzentwicklung von Lehramtsstudierenden für und mit der Praxis) eingebettet ist, fokussiert die Entwicklung von Analysekompetenzen Masterstudierender der Sekundarstufe I mit naturwissenschaftlichem Fach, inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht zu identifizieren und zu analysieren. Hierfür analysierten die Masterstudierenden (N=5) sowohl eigenen videografierten als auch fremden inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht im Rahmen eines dreisemestrigen Projektseminars. Die Begleitforschung, die im ersten und zweiten Semester des Projektseminars stattfand, untersuchte die Entwicklung der Merkmalsausprägungen der Selbstwirksamkeit, Einstellungen und des selbsteingeschätzten fachdidaktischen Wissens (PCK) in Bezug zu inklusivem naturwissenschaftlichen Unterricht. Der Kern der Forschung ist die Entwicklung eines Modells, um die video-stimulierten Reflexionen zum eigenen (pre und post) und fremden inklusiven naturwissenschaftlichen Unterricht (pre, re und post), die audiografiert und transkribiert wurden, auszuwerten und so eine Entwicklung der Analysekompetenzen über die verschiedenen Erhebungszeitpunkte hinweg feststellen und abbilden zu können. Das Analytical Competency Model (ACM) ist ein Kategoriensystem, das aus verschiedenen Forschungen zu Professionalisierung, Expertiseforschung über Lehrpersonen und professioneller Unterrichtswahrnehmung besteht. Validiert wurde das ACM durch das Erstellen eines Expertenratings. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Entwicklung der Analysekompetenzen in der Studierendenstichprobe. Es wurden über den Erhebungszeitraum hinweg mehr Momente als inklusiver naturwissenschaftlicher Unterricht identifiziert und die identifizierten Momente in übergeordnete Konzepte zu inklusivem naturwissenschaftlichen Unterricht eingeordnet.
This thesis deals with sustainability in African Higher Education Institutions (HEIs) and the influence of language in achieving sustainable development. Several authors highlight the existing imbalance of sustainability research in higher education, with most publications focusing on the so-called Global North. Little is known about sustainability in the so-called Global South, and in African educational institutions in particular. The first article of this thesis investigated existing sustainability activities in African HEIs. Rather than focusing on the shortcomings, the paper took a positive stance, opposing the predominant language of deficits in research on Africa. In the Delphi study conducted, 32 experts from 29 HEIs in 16 African countries described the sustainability activities they are engaging in. Experts provided information about their experiences in their respective HEI, while language and culture emerged as areas in need of further research. The second article therefore focused on the relationship between language and education for sustainable development in African educational institutions, and systematically reviewed scholarly literature regarding this connection. Authors of the reviewed 33 papers approached this connection mainly on a theoretical and philosophical level, focusing on education and Africa as a whole rather than specified forms of education in specific countries. The third article examined the views of Tanzanian higher education students and graduates regarding language and sustainability. Participants explained how they integrate sustainability and the Sustainable Development Goals (SDGs) into their research and how they approach translations in the process. In the ensuing interviews, participants estimated that only a fraction of people outside of academia are aware of sustainability and the SDGs, rendering the achievement of target 4.7 unlikely. This thesis therefore contributes to a better understanding of the current challenges in implementing sustainability and the SDGs in African educational institutions. It highlights the need to integrate (local) African languages in order for sustainability activities as well as the SDGs to be successful.
Diese Dissertation verfolgt einerseits das Ziel der umfassenden Sichtung der technischen, psychologischen, philosophischen und neurobiologischen Grundlagen der Künstlichen Intelligenz und damit die Etablierung einer epistemischen und ontologischen Eingrenzung der Technologie und andererseits das Ziel der moralphilosophischen Beurteilung und Risikobewertung. Die zentrale Hypothese unterstellt der Technologie, die überhaupt nur durch die rasanten Fortschritte der Natur- und Ingenieurwissenschaften und damit durch die Aufklärung ermöglicht wurde, eine Unterwanderung der zentralen Prinzipien und Werte der Aufklärung. Zu befürchten ist eine selbstverschuldete Unmündigkeit des Menschen durch die Künstliche Intelligenz. Wesentlich in der Argumentation ist das Aufgeben von menschlicher Autonomie zugunsten einer Technologie, die selbst nicht autonom sein kann, die Verlagerung von Verantwortlichkeiten in einen neu entstandenen rechtsfreien Raum, der Verlust der menschlichen Individualität und letztlich die Preisgabe der Menschenwürde durch den Übergang in ein "Reich ohne Notwendigkeit", aus dem es kein Entkommen gibt. Eine Ethik der Künstlichen Intelligenz muss, so die normative Schlussfolgerung, die Wahrung der menschlichen Autonomie, Verantwortlichkeit, Individualität und Würde in den Vordergrund stellen, sodass ein individueller und kollektiver Rückfall des Menschen in die Unmündigkeit verhindert wird.
The ethical apparatus: The material-discursive shaping of ethics, autonomy, and the driverless car
(2023)
This research argues that the emergent driverless car, as a kind of autonomous vehicle, is a Foucault-ian "ethical apparatus", working as an epistemic device to materially embody and enable discursive power by generating notions of "autonomy" and "ethical decision-making". The ethical implications of AI, algorithmic, and autonomous technologies are topics of current regulatory and academic concern. This concern relates to the lack of meaningful oversight of black boxes inside AI systems, liabilities for manufacturers, and inadequate frameworks to hold AI-based socio-technical systems to account. One recent artefact, the driverless car, has taken on these concerns quite literally in the shaping of a niche discourse of the "ethics of autonomous driving". Ambitions to produce a fully autonomous vehicle based on AI technologies are constrained by speculative concerns that its decision-making in unexpected accident situations cannot be assumed to protect humans. "The ethics of autonomous driving" evaluates proposals to build "ethical machines" by examining the relationship between structures of human values and moral decision-making, and how they comport to computational architectures for decision-making. This is the first case this work takes up, chiefly organised around an analysis of a thought experiment, the Trolley Problem, and the online game, Moral Machine, that crowdsourced values to suggest approaches to an "ethics of autonomous driving". Rather than evaluate the feasibility or appropriateness of these two approaches, this work attends to the more critical issue that ethics is being proposed in terms of technologies turning on the logics of risk, speculation, and probabilistic correlations that are fundamental to how machine learning makes decisions. The concern in this work is less a normative framework or approach for a better or more appropriate ethics of autonomous driving. Rather, this work argues that what we understand as "the ethical" is being transformed when architected by, through, and for Artificial Intelligence / autonomous technologies to become their own regulators. Hence the production of autonomous driving necessitates computational infrastructures that are creating a world legible to and for the navigation of a driverless car. The author argues that this is fostering computational governance that has implications for human bodies and social relations, chiefly that conventional approaches to regulation and accountability attend to human values and decision-making rather than computational ones. A second case that this research examines is that of driverless car crashes, to examine how "autonomous" driving requires substantial embodied human knowledge and micro-work. Taken together, these two cases make an argument for how myriad practices of knowledge-production are translating the human world into something legible to the navigational needs of the car, producing changes in the human world through the actions of the car on that basis, and advancing notions of "autonomy". This work concludes with arguments for a critical reconceptualisation of ethics and ethical decision-making in AI / autonomous systems.
Dem Konzept der Salutogenese folgend, widmet sich diese Arbeit der individuellen Gesundheitskompetenz von angehenden Lehrkräften, die als Schlüsselkompetenz verstanden wird, um die körperliche und psychische Gesundheit zu stärken. Vier Fragestellungen werden in dieser kumulativen Dissertation untersucht: (1) Die erste Studie widmet sich den Fragestellungen, wie die weiterentwickelten Fähigkeiten der individuellen Gesundheitskompetenz bei angehenden Lehrkräften ausgeprägt sind und welche Bedeutung diese für die Gesundheit von angehenden Lehrkräften haben. Dazu wurden Studierende aus dem 2. Mastersemester (195 Lehramtsstudierende vs. 108 Nicht-Lehramtsstudierende) befragt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Lehramtsstudierende im Vergleich zu Nicht-Lehramtsstudierenden signifikant besser in den Komponenten der Gesundheitskompetenz einschätzen, mit Ausnahme der Verantwortungsübernahme. Hinsichtlich des allgemeinen Gesundheitszustandes unterscheiden sich die Studierendengruppen nicht signifikant voneinander, jedoch weist knapp jeder dritter Studierende einen schlechten Gesundheitszustand auf. (2) Die zweite Studie geht ebenfalls den Fragestellungen nach, wie die weiterentwickelten Fähigkeiten der individuellen Gesundheitskompetenz bei angehenden Lehrkräften ausgeprägt sind und welche Bedeutung diese für die Gesundheit von angehenden Lehrkräften haben. Hierzu wurde jedoch in dieser Studie die Gesundheitskompetenz von Lehrkräften in der ersten (Lehramtsstudium) und zweiten Phase (Vorbereitungsdienst) der Lehrkräfteausbildung gemessen (195 Masterlehramtsstudierende vs. 242 Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst). Lehramtsstudierende weisen im Vergleich zu den Lehrkräften im Vorbereitungsdienst signifikant höhere Werte in den übrigen Fähigkeiten der Gesundheitskompetenz auf mit Ausnahme der Fähigkeit zur Kommunikation und Kooperation. Hinsichtlich des allgemeinen Gesundheitszustandes schätzen Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst diesen signifikant besser ein als Lehramtsstudierende, wobei in beiden Gruppen insbesondere die Komponente Selbstregulation mit dem Gesundheitszustand korreliert. Die Ergebnisse multipler Regressionsanalysen zeigen, dass die Fähigkeiten zur Selbstregulation, Selbstkontrolle und Verantwortungsübernahme Prädiktoren für den Gesundheitszustand von Lehramtsstudierenden darstellen und die Fähigkeiten zur Selbstregulation und Verantwortungsübernahme die Prädiktoren für den Gesundheitszustand der Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst sind. (3) In der dritten Studie wird vor allem untersucht, wie die berufliche Selbstregulation mit den weiterentwickelten Fähigkeiten der individuellen Gesundheitskompetenz von angehenden Lehrkräften zusammenhängt und welche Komponenten die psychische Gesundheit von angehenden Lehrkräften bedingen. Dazu wurden 407 Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst befragt. Die Selbstregulationstypen wurden mittels einer latenten Profilanalyse analysiert und die vier beruflichen Selbstregulationstypen repliziert (Gesundheitstyp: 35.4%, Schontyp: 22.8%, Typ A: 19.2% und Typ B: 22.6). Aus den Ergebnissen kann abgeleitet werden, dass eine Lehrkräfteausbildung, die Aspekte der Selbstregulationsfähigkeit einbezieht, nicht nur das Wohlbefinden von angehenden Lehrkräften verbessern könnte, sondern auch ihre individuelle Gesundheitskompetenz. Eine Förderung der beruflichen Selbstregulation durch Lernangebote könnte auch mit der Stärkung der individuellen Gesundheitskompetenz von angehenden Lehrkräften verbunden sein. (4) In der vierten Studie wurden die empirisch gewonnenen Erkenntnisse der ersten drei Studie aufgegriffen und ein Seminarkonzept zur Förderung der individuellen Gesundheitskompetenz von angehenden Lehrkräften im Rahmen der Lehrkräfteausbildung erstellt. Das Seminar umfasst unter anderem allgemeine gesundheitswissenschaftliche Grundlagen und die theoretische Hinführung zu verhaltensbezogenen Bewältigungsstrategien, am Beispiel von Achtsamkeit, und verhältnisbezogenen Strategien im Kontext Schule mit Bezug zur Unterrichtsqualität und Schulentwicklung. Das Rahmenpapier bettet die vier Publikationen in den übergeordneten theoretischen Kontext ein, diskutiert die Ergebnisse und leitet abschließend Empfehlungen für weitere Forschung und für die Lehrkräfte(aus)bildung ab.
Companies are invited to contribute to the United Nations' 17 Sustainable Development Goals (SDGs) and sustainability management accounting (SMA) has an important role to play in achieving them. However, if companies are to address the SDGs and linkages beyond organizational boundaries, SMA needs a broader scope than is conventionally assumed. Therefore, the author advances a multi-level framework that addresses context, action-formation, and transformative contributions (CAT) in the following directions: first, an innovative systematic method that allows screening company-related SDGs and assessing corporate contributions to selected SDGs is introduced; second, management control systems are integrated to support managers in guiding employee behavior to make contributions to the SDGs; and, third, self-reinforcing mechanisms of the path-dependence theory are incorporated to serve as a guide to identifying barriers to individuals and groups becoming involved in SMA. This advanced CAT framework contributes to corporate practice and research by providing a multilevel framework that offers concrete management guidance for SMA to address the SDGs. It also facilitates analysis of both enabling and inhibiting factors at the organizational level. The advanced CAT framework has several implications for SMA: it promotes backcasting from the SDGs for benchmarking purposes, integrates different social, environmental, and economic issues, facilitates future-oriented action and transformation planning, addresses different layers such as the company as well as individuals and groups within it and enables to identify barriers hindering individuals and groups from becoming involved in SMA.
In Deutschland herrscht Bildungsföderalismus: Für den Bereich der Schulen kann das Kultusministerium eines Bundeslandes als oberste Landesbehörde für Angelegenheiten der Bildung weitgehend in eigener Zuständigkeit allein entscheiden. Obwohl in den sechzehn Bundesländern in verschiedenen Aspekten der Bildungspolitik Unterschiede bestehen, existiert im Hinblick auf die Schulfächer eine große Schnittmenge. Ein Fach "Gesundheit" konnte sich trotz immer wieder aufkommender öffentlicher Diskussionen nach einem solchen verpflichtenden Schulfach in Deutschland bisher lediglich in einigen Schulformen des beruflichen Bereichs durchsetzen. Dort ist es sogar möglich, mit dem Fach "Gesundheit" die allgemeine Hochschulreife zu erlangen. Eine fundierte Auseinandersetzung mit der Forderung nach einem allgemeinbildenden, möglichst früh schon einsetzenden Pflichtfach "Gesundheit" in den Schulen hat in Deutschland bisher nur rudimentär stattgefunden. Um mehr Struktur in die Diskussion zu bringen und einem weiteren Austausch eine breitere, Fakten basiertere Grundlage zu verleihen, soll in dieser Arbeit zunächst für die allgemeinbildenden Schulformen der nichtgymnasialen Sekundarstufe 1 bundesweit untersucht werden, ob obligatorisch eingeführte "Gesundheits"-Schulfächer im Fächerkanon existieren. Darunter sollen Fächer verstanden werden, die ihrer Bezeichnung nach dem Themenfeld Gesundheit zugeordnet werden können (wie z.B. ein potenziell vorhandenes Schulfach Ernährung oder Glück), jedoch nicht dem traditionellen Fächerkanon angehören. Im Fall von Befunden sollen diese Fächer im Hinblick auf ihre "Gesundheitsrelevanz" bewertet werden. Darüber hinaus sollen Einflussfaktoren, Umsetzungsbedingungen und konzeptionelle Hinweise für die Einführung eines eigenständigen Schulfaches "Gesundheit" an allgemeinbildenden Schulen eruiert und diskutiert werden.