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Cross Cultural Adaptation of Design Thinking in Entrepreneurship Higher Education in Indonesia
(2024)
Entrepreneurship and entrepreneurship education have expanded together, and their conceptual and methodological challenges do not prevent the implementation of entrepreneurial education in educational contexts. The desire for a global workforce that can handle uncertainties and solve problems that cannot be solved by pure analytical inquiry drives the rapidly expanding number of educational programs and activities that are design-based. A growing number of educational programs for entrepreneurs increasingly incorporate design-based methods. However, design thinking-based theoretical assumptions may also be lacking. Despite growing academic interest in design thinking and entrepreneurship education, little is known about design thinking in higher entrepreneurship education, especially in Eastern nations. A Western teaching method, entrepreneurial design thinking may be adapted to many cultures. In this instance, the West has established entrepreneurship education as a respectable study subject and teaching practice in higher education over the past 40 years. The Eastern nations' occurrence varies, including Indonesia. Indonesia is an intriguing research subject since it has over 50% youth due to its abundant natural resources. However, it needs more opportunity-based entrepreneurs and requires assistance in implementing entrepreneurship education with a more innovative, design-based, and successful method. Entrepreneurial design thinking fulfills this demand. Indonesian students and teachers' norm-based attitudes and cultural mindsets towards a new western creative method may hinder entrepreneurial design thinking's acceptance. The literature review found that Indonesian university students are collaborative, compassionate, and practical, like design thinkers. However, they may also be risk-averse, self-restrained, and dependent on teachers as stereotypical Asians. Classroom space, educators' design thinking competence, and university or institution support are further barriers. Additional study into these challenges is needed to adapt design thinking to Indonesian entrepreneurial higher education culturally.
Based on the above research needs, the purpose of this research endeavor is to look into the cultural nuances of the design thinking technique for entrepreneurial higher education and postulate how it could be adapted to other cultures, especially in Indonesia. This thesis uses deductive and qualitative case-study research methods. In particular, the latter used thematic analysis (Braun & Clarke, 2006; Terry & Hayfield, 2021) as the data analysis technique to provide a means and tools for understanding from interviews, class observation, and literature studies. Since this thesis follows the constructivist-relativist research paradigm, it explores contextual and cultural differences in Indonesian entrepreneurship education and its potential and obstacles to adapt the Western teaching methodology of entrepreneurial design thinking in higher education. In summary, this study searches for elements that might aid or hinder the cross-cultural adaption of entrepreneurial design thinking. This research wants to understand how cross-cultural adaptability fits into entrepreneurial design thinking research, especially for Indonesia. This thesis aims to provide new theoretical insights and practical advice on adapting entrepreneurial design thinking from Western to Eastern cultures.
From the findings, this thesis concluded at least seven educational value differentials before adaptation from the exhaustive literature and case study evaluations. For Indonesian entrepreneurship higher education institutions to use entrepreneurial design thinking, they must consider educational culture, technological infrastructure, language, primary audience, learning and teaching style, reasoning patterns, and social-cultural environment. This study provides four practical adaptation recommendations: socialization, externalization, combination, and internalization. Finally, this research demonstrated that cross-cultural adaption of entrepreneurial design thinking in Indonesia might be difficult but worthwhile. This thesis' case study, "School of Business Management – Bandung Institute of Technology (SBM ITB)", showed that Indonesian entrepreneurial higher education might use design thinking as a teaching approach. All stakeholders must improve internally and publicly. Thus, this study recommended integrating most Indonesian higher education institutions' entrepreneurship teaching approaches with a "student-centered" approach that stresses business mentorship, uses design thinking tools and processes, and links them to students' entrepreneurial initiatives.
To summarize, this research contributes to the field since it draws on and combines the findings of several other fields of study, including entrepreneurial education, design thinking, and cross-cultural adaptation. This study stepped out of the "usual and proper" pedagogical ruts to investigate "non-human" cross-cultural adaptability. It has attempted to apply these ideas to a real-world, unique case study in a developing nation (in this case, Indonesia).
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeption und Implementierung einer prototypischen Emulator-Software, mit der eine umfangreiche Palette klassischer Game Boy-Spiele auf einem herkömmlichen Desktop-Computer gespielt werden kann. Die Entwicklung einer solchen Anwendung ist eine technisch anspruchsvolle Aufgabe, die durch verschiedene Herausforderungen, wie die korrekte Interpretation von Maschinenbefehlen, der Emulation von Grafik sowie der Spielbarkeit und Korrektheit geprägt ist. Da keine zugänglichen offiziellen Dokumente über die Game BoyHardware vorliegen, wurde der Emulator auf Basis des Wissens von Game BoyEnthusiasten konzipiert. Dennoch konnte eine Anwendung entwickelt werden, welche bereits eine große Auswahl an Spielen ausführen kann. Die Korrektheit der implementierten Komponenten wurde mittels Testprogrammen verifiziert.
Enterprise Collaboration Systems (ECS) sind essentielle Werkzeuge für die Unterstützung der digitalen Zusammenarbeit und ad hoc Projektarbeit in Unternehmen. Mit der zunehmenden Nutzung von ECS steigen auch die Bedeutung und der Bedarf an Analysen zur Schaffung eines verbesserten Verständnisses von digitaler Arbeit. Da Kollaboration sich regelmäßig über mehr als ein System erstreckt, stellt die Heterogenität der Daten verschiedener Systeme für Analysen eine Herausforderung dar, insbesondere weil plattformübergreifende Nutzungsmuster nicht ohne Weiteres nachverfolgbar und vergleichbar sind. Daher wurde die „Collaborative Actions on Documents Ontology“ (ColActDOnt) entwickelt, um Konzepte aus ECS (z. B. Events und Dokumente) einheitlich zu beschreiben. Basierend auf der ColActDOnt wurde ein Datastore implementiert, in welchem die Daten verschiedener Systeme in der Struktur der Ontologie gespeichert werden. Durch den ontologiebasierten Datastore stehen die Daten für Analysen in einheitlicher Form zur Verfügung. In die Datenebene wurden Daten aus dem ECS HCL Connections (CNX), welches somit das initiale Quellsystem darstellt, importiert. Mittels der ColActDOnt wurde außerdem eine abstrakte Ontologieebene mit den Elementen der Ontologie geschaffen. Die Elemente beider Ebenen sind über Beziehungen innerhalb einer Graphdatenbank miteinander und untereinander verknüpft.
Der ontologiebasierte Datenzugriff ermöglicht es dem Benutzer ohne Kenntnisse über die Datenstrukturen des Quellsystems, lediglich mit Domänenwissen über die ColActDOnt, Inhalte abzufragen.
Der Datastore ist als Graphdatenbank (Neo4j) implementiert und somit können Abfragen nativ als Graphenstrukturen visualisiert werden. Weiterhin kann der Prototyp an Business Intelligence Tools wie Microsoft PowerBI angebunden werden und bietet somit die Möglichkeit für tiefergehende Analysen. Die erste Version des Datastores stellt einen wichtigen Schritt in Richtung der Harmonisierung von Trace Data aus ECS dar. In Zukunft sollen weitere Kollaborationssysteme an den Datastore angeschlossen werden, um systemübergreifende Analysen von komplexen Kollaborationsplattformen zu ermöglichen.
Die politischen Ziele zur CO2-Reduzierung in industriellen Prozessen sorgen für einen technologischen Wandel im Bereich der Roheisenerzeugung. Anstelle des Hochofenverfahrens wird Roheisen zukünftig über Direktreduktionsprozesse erzeugt. Diese werden derzeit mit Erdgas betrieben und sollen zur Einhaltung der Klimaziele auf Wasserstoffbetrieb umgestellt werden. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von wasserstoffenthaltenden Atmosphären auf derzeit verwendete feuerfeste Werkstoffe aus dem System Al2O3-SiO2 untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein Experiment entwickelt, mit dem unter realitätsnahen Prüfbedingungen eine Auslagerung der Feuerfestmaterialien im Labor stattfinden konnte. Unter Berücksichtigung der Atmosphäre, der Temperatur und des Probenmaterials wurden vielseitige praxisnahe Auslagerungsversuche durchgeführt. Durch Anwendung einer umfassenden Analysestrategie konnten an den Materialien relevante Korrosionseffekte in Abhängigkeit von der Gaszusammensetzung beschrieben werden. Die Prüftemperatur lag dabei im Bereich von 716 °C < T < 1150 °C. Zur Untersuchung der Korrosionseffekte wurden physikalische und chemisch-mineralogische Prüfmethoden verwendet. Ergänzend wird die Intensität der Korrosionseffekte basierend auf den verwendeten Gaszusammensetzungen beschrieben. Insbesondere reine Wasserstoffatmosphären führten zu einer starken Gaskorrosion, das Vorliegen von Wasserdampf hemmt die chemischen Reaktionen hingegen. Durch die Mischung von Methan und Wasserstoff kann eine aggressive H2 / CO-Atmosphäre entstehen, bei der es zur Bildung von festem Kohlenstoff kommen kann. Dieses Phänomen verändert die möglichen Schadensursachen für das Feuerfestmaterial, auch der Kristallisationsdruck von Kohlenstoff kann im Gefüge der Feuerfestkeramiken zum Materialversagen beitragen. Des Weiteren konnte durch Kopplung von bildgebenden Analyseverfahren und Elementbestimmung die Folgen der Korrosionsreaktionen beschrieben werden. Es zeigte sich, dass es im Gegensatz zum Meinungsbild innerhalb des allgemeinen Standes der Technik, nicht zu einer ausschließlichen Abnahme des SiO2-Gehaltes kam. In den untersuchten, industriellen Materialien liefen mehrere Reaktionen ab, die lokal zum chemischen Angriff auf SiO2 führten (silikatische Glasphase) und parallel ein Auskristallisieren von Cristobalit bewirkten. Als primäre Korrosionsreaktion im Bereich von 716 °C < T < 1150 °C kann in reiner Wasserstoffatmosphäre der chemische Angriff von Wasserstoff auf die silikatische Glasphase definiert werden. Hinzu wurde die Reaktionskinetik in Abhängigkeit der Temperatur experimentell untersucht und beschrieben. Auf Basis dieser Analysen können Materialeigenschaften definiert werden, die sich für den zukünftigen Einsatz definierter Feuerfestqualitäten innerhalb von Reduktionsprozessen besonders eignen.
Zweiunddreißigste Ordnung zur Änderung der Prüfungsordnung für die Prüfung im lehramtsbezogenen Bachelorstudiengang an der Universität Koblenz
Achtundzwanzigste Ordnung zur Änderung der Prüfungsordnung für die Prüfung in den Masterstudiengängen für das Lehramt an Grundschulen, das Lehramt an Realschulen plus sowie das Lehramt an Gymnasien an der Universität Koblenz
Neunundzwanzigste Ordnung zur Änderung der Ordnung für die Prüfung im lehramtsbezogenen Zertifikatsstudiengang (Erweiterungsprüfung) an der Universität Koblenz und der Hochschule Koblenz
Vierte Ordnung zur Änderung der Gemeinsamen Prüfungsordnung für die Bachelor- und Masterstudiengänge des Fachbereichs Informatik an der Universität Koblenz
Gemeinsame Prüfungsordnung für den Masterstudiengang Master of Engineering „Ceramic Science and Engineering“ an der Hochschule Koblenz und der Universität Koblenz (Kooperativer Masterstudiengang)
Wahlordnung der Studierendenschaft der Universität Koblenz
Satzung zur Festsetzung von Zulassungszahlen an der Universität Koblenz für das Studienjahr 2024/2025
Satzung zur Festsetzung der Normwerte für den Ausbildungsaufwand (Curricularnormwerte) der Universität Koblenz
Zweite Ordnung zur Änderung Ordnung für die Prüfung im Masterstudiengang Applied Physics an der Hochschule Koblenz und der Universität Koblenz (Kooperativer Masterstudiengang)
The findings of this study demonstrate that the Random Forest (RF) algorithm provided the most accurate predictions in comparison with other boosting machine learning algorithms. Key drivers of energy consumption identified through XAI techniques such as SHAP and LIME include energy star rating, facility type, and floor area. These XAI methods helped enhance the interpretability of the models, making them more accessible for non-expert users, such as building managers and policymakers. By leveraging machine learning and XAI, this research provides a transparent and actionable framework for optimizing building energy efficiency and supporting sustainable energy management.
In the realm of education, the timely identification of students who need further support to succeed in their respective courses, plays a pivotal role in fostering aca- demic success and preventing potential setbacks. This thesis thus aims to contribute to this critical area by focusing on the development of predictive models for the early detection of at-risk students in their academic journey. The primary dataset used for this thesis is provided by kaggle, encompassing diverse student informa- tion, including demographic, socio-economic factors, and academic performance categorized into three different classes, presenting an imbalanced nature that poses a significant challenge.
Thus the primary objectives of this thesis are to address the problem of imbal- anced data, explore and assess the performance of multiple classification methods such as, logistic regression, decision tress, random forests and support vector ma- chines (SVM), neural networks, and create a comprehensive end-to-end processing pipeline which includes the systematic steps of balancing the data, model training and evaluation. Additionally the developed pipeline is tested on two additional datasets to assess its generalizability and robustness. This research aims to provide a comprehensive understanding of addressing the challenges of imbalanced data and how different classification methods and regression can be optimally applied to early detection of at-risk students. The findings are expected to aid educational institutions in supporting their students and enhancing academic success through timely interventions.
Key findings demonstrates the robustness of SVM SMOTE balancing technique acro- ss the datasets used in this study, where it consistently achieved best results when combined with various models, particularly highlighting the success of the combi- nation of Random Forest model with SVM SMOTE, and Decision tree model with SVM SMOTE in achieving notable accuracy rates. This emphasizes the adaptability of the balancing techniques employed, providing a strong foundation for predictive intervention educational settings.
Die vorliegende Dissertation hat sich unter dem Titel >>„Woher soll ich denn vorher wissen, ob ich den Job liebe?“ – Eine qualitative Längsschnitt-Studie zur Differenzierung der Phasenstruktur vorliegender Modelle beruflicher Orientierung anhand von Jugendlichen aus drei kontrastierenden institutionellen Ausgangslagen<< dem Erkenntnisinteresse gewidmet, Modelle zur beruflichen Orientierung anhand eines ethnografischen Zugangs aus der Perspektive unterschiedlicher institutioneller Settngs weiterzuentwickeln, um der Komplexität gegenwärtiger Lebenswelten besser gerecht zu werden. Dabei wurde unter Betrachtung von Berufsorientierungsaspekten als Forschungsgegenstand sowie unter Betrachtung der Gestalt der Berufsorientierung als Forschungsfeld der Fragestellung nachgegangen, inwiefern sich das in der Debatte zentrale Sechs-Phasenmodell der Berufswahl nach Herzog et. al. (2006) im Licht ethnografischer Forschung, welche die Perspektiven Jugendlicher eines allgemeinbildenden Gymnasiums, eines beruflichen Gymnasiums sowie eines Freiwilligen Sozialen Jahres umfasst, ausdifferenzieren lässt. Dabei wurde die Grounded Theory-Methodologie als Forschungsstil zugrunde gelegt, der wiederum im Rahmen der Datenerhebung die Ethnografie, im Rahmen der Datenanalyse die Grounded Theory untergeordnet wurde.
Als zentrales Untersuchungsergebnis lässt sich zum einen aufführen, dass das bestehende Berufswahlmodell deutlich modifiziert, ausdifferenziert und folglich erweitert werden konnte. Mit dieser Erweiterung ist eine Spezifikation dahingehend verbunden, dass viele Komponenten und Ebenen hinzugekommen sind, die bei dem ursprünglichen Modell nicht bedacht waren, im Gegenzug jedoch auch solche Komponenten gestrichen und als irrelevant deklariert wurden, die sich anhand der Untersuchungsdaten nicht zu bestätigen wussten. So konnte ein Neun-Phasenmodell der Berufsorientierung in Gestalt eines Ablaufdiagramms
entstehen, das den Prozessverlauf beruflicher Orientierung anschaulich in Phasen eingebettet darzustellen vermag. Dabei ist es gelungen, das Modell derart auszugestalten, dass es institutionsübergreifend anwendbar und nicht lediglich auf eine bestimmte institutionelle Ausgangslage beschränkt ist. Zum anderen kann statuiert werden, dass das vorliegende neunphasige Modell vor allem Phasen der Orientierungslosigkeit und der Desorientierung, des Entscheidungsaufschubs, der Überprüfung und der Überbrückung sowie der Um- und Neuorientierung explizit zu nutzen weiß, um diejenigen Situationen zu berücksichtigen, die den beruflichen Orientierungsprozess der Untersuchungsteilnehmenden aus allen drei
institutionellen Ausgangslagen maßgeblich geprägt haben.
Assessing ChatGPT’s Performance in Analyzing Students’ Sentiments: A Case Study in Course Feedback
(2024)
The emergence of large language models (LLMs) like ChatGPT has impacted fields such as education, transforming natural language processing (NLP) tasks like sentiment analysis. Transformers form the foundation of LLMs, with BERT, XLNet, and GPT as key examples. ChatGPT, developed by OpenAI, is a state-of-the-art model and its ability in natural language tasks makes it a potential tool in sentiment analysis. This thesis reviews current sentiment analysis methods and examines ChatGPT’s ability to analyze sentiments across three labels (Negative, Neutral, Positive) and five labels (Very Negative, Negative, Neutral, Positive, Very Positive) on a dataset of student course reviews. Its performance is compared with fine tuned state-of-the-art models like BERT, XLNet, bart-large-mnli, and RoBERTa-large-mnli using quantitative metrics. With the help of 7 prompting techniques which are ways to instruct ChatGPT, this work also analyzed how well it understands complex linguistic nuances in the given texts using qualitative metrics. BERT and XLNet outperform ChatGPT mainly due to their bidirectional nature, which allows them to understand the full context of a sentence, not just left to right. This, combined with fine-tuning, helps them capture patterns and nuances better. ChatGPT, as a general purpose, open-domain model, processes text unidirectionally, which can limit its context understanding. Despite this, ChatGPT performed comparably to XLNet and BERT in three-label scenarios and outperformed others. Fine-tuned models excelled in five label cases. Moreover, it has shown impressive knowledge of the language. Chain-of-Thought (CoT) was the most effective technique for prompting with step by step instructions. ChatGPT showed promising performance in correctness, consistency, relevance, and robustness, except for detecting Irony. As education evolves with diverse learning environments, effective feedback analysis becomes increasingly valuable. Addressing ChatGPT’s limitations and leveraging its strengths could enhance personalized learning through better sentiment analysis.
Exploring Academic Perspectives: Sentiments and Discourse on ChatGPT Adoption in Higher Education
(2024)
Artificial intelligence (AI) is becoming more widely used in a number of industries, including in the field of education. Applications of artificial intelligence (AI) are becoming crucial for schools and universities, whether for automated evaluation, smart educational systems, individualized learning, or staff support. ChatGPT, anAI-based chatbot, offers coherent and helpful replies based on analyzing large volumes of data. Integrating ChatGPT, a sophisticated Natural Language Processing (NLP) tool developed by OpenAI, into higher education has sparked significant interest and debate. Since the technology is already adapted by many students and teachers, this study delves into analyzing the sentiments expressed on university websites regarding ChatGPT integration into education by creating a comprehensive sentiment analysis framework using Hierarchical Residual RSigELU Attention Network (HR-RAN). The proposed framework addresses several challenges in sentiment analysis, such as capturing fine-grained sentiment nuances, including contextual information, and handling complex language expressions in university review data. The methodology involves several steps, including data collection from various educational websites, blogs, and news platforms. The data is preprocessed to handle emoticons, URLs, and tags and then, detect and remove sarcastic text using the eXtreme Learning Hyperband Network (XLHN). Sentences are then grouped based on similarity and topics are modeled using the Non-negative Term-Document Matrix Factorization (NTDMF) approach. Features, such as lexico-semantic, lexico structural, and numerical features are extracted. Dependency parsing and coreference resolution are performed to analyze grammatical structures and understand semantic relationships. Word embedding uses the Word2Vec model to capture semantic relationships between words. The preprocessed text and extracted features are inputted into the HR-RAN classifier to categorize sentiments as positive, negative, or neutral. The sentiment analysis results indicate that 74.8% of the sentiments towards ChatGPT in higher education are neutral, 21.5% are positive, and only 3.7% are negative. This suggests a predominant neutrality among users, with a significant portion expressing positive views and a very small percentage holding negative opinions. Additionally, the analysis reveals regional variations, with Canada showing the highest number of sentiments, predominantly neutral, followed by Germany, the UK, and the USA. The sentiment analysis results are evaluated based on various metrics, such as accuracy, precision, recall, F-measure, and specificity. Results indicate that the proposed framework outperforms conventional sentiment analysis models. The HR-RAN technique achieved a precision of 98.98%, recall of 99.23%, F-measure of 99.10%, accuracy of 98.88%, and specificity of 98.31%. Additionally, word clouds are generated to visually represent the most common terms within positive, neutral, and negative sentiments, providing a clear and immediate understanding of the key themes in the data. These findings can inform educators, administrators, and developers about the benefits and challenges of integrating ChatGPT into educational
settings, guiding improvements in educational practices and AI tool development.
Die Untersuchung der Erwartungen und Anforderungen der Generation Z an Führungskräfte ist sowohl praktisch als auch wissenschaftlich von hoher Relevanz. Praktisch gesehen erfordert der Fachkräftemangel in Deutschland und die veränderten Vorstellungen der Generation Z ein Umdenken bei Führungskräften. Wissenschaftlich besteht eine Forschungslücke, da traditionelle Führungstheorien oft nicht mehr zeitgemäß sind und spezifische Studien zu den Präferenzen der Generation Z fehlen.
Ziel der Masterthesis ist es, diese Lücke durch qualitative Experteninterviews zu schließen und neue Erkenntnisse über die Ansichten der Generation Z zu gewinnen. Dabei sollen Unternehmen unterstützt werden, junge Fachkräfte langfristig zu gewinnen.
Die Methode umfasst eine qualitative Studie mit 14 Interviewpartnern, darunter Mitarbeiter der Generation Z und Führungskräfte. Die semistrukturierten Interviews wurden transkribiert und mithilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring und der Software MAXQDA ausgewertet. Induktiv wurden Kategorien aus dem Material gebildet.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Generation Z authentische, empathische Führung und klare Perspektiven erwartet. Hauptkategorien wie Organisation, soziale Kompetenz, Teamfähigkeit und zukunftsfähige Wege wurden identifiziert. Beide Gruppen betonen die Bedeutung von Befähigung, regelmäßiger Kommunikation, Fairness und Transparenz.
Praktisch implizieren die Ergebnisse, dass Unternehmen praktische Maßnahmen und Weiterentwicklungen vornehmen müssen, um den Bedürfnissen der jungen Generation gerecht zu werden. Für die Forschung bietet die Studie eine Basis für weiterführende quantitative Untersuchungen und ein konzeptionelles Framework zur Darstellung der wichtigsten Kategorien und ihrer Zusammenhänge.
Recent studies show that biofilm substances in contact with nanoplastics play an important role in the aggregation and sedimentation of nanoplastics. Consequences of these processes are changes in biofilm formation and stability and changes in the transport and fate of pollutants in the environment. Having a deeper understanding of the nanoplastics–biofilm interaction would help to evaluate the risks posed by uncontrolled nanoplastic pollution. These interactions are impacted by environmental changes due to climate change, such as, e.g., the acidification of surface waters. We apply fluorescence correlation spectroscopy (FCS) to investigate the pH-dependent aggregation tendency of non-functionalized polystyrene (PS) nanoparticles (NPs) due to intermolecular forces with model extracellular biofilm substances. Our biofilm model consists of bovine serum albumin (BSA), which serves as a representative for globular proteins, and the polysaccharide alginate, which is a main component in many biofilms, in solutions containing Na+ with an ionic strength being realistic for fresh-water conditions. Biomolecule concentrations ranging from 0.5 g/L up to at maximum 21 g/L are considered. We use non-functionalized PS NPs as representative for mostly negatively charged nanoplastics. BSA promotes NP aggregation through adsorption onto the NPs and BSA-mediated bridging. In BSA–alginate mixtures, the alginate hampers this interaction, most likely due to alginate–BSA complex formation. In most BSA–alginate mixtures as in alginate alone, NP aggregation is predominantly driven by weaker, pH-independent depletion forces. The stabilizing effect of alginate is only weakened at high BSA contents, when the electrostatic BSA–BSA attraction is not sufficiently screened by the alginate. This study clearly shows that it is crucial to consider correlative effects between multiple biofilm components to better understand the NP aggregation in the presence of complex biofilm substances. Single-component biofilm model systems based on comparing the total organic carbon (TOC) content of the extracellular biofilm substances, as usually considered, would have led to a misjudgment of the stability towards aggregation.
The goal of this PhD thesis is to investigate possibilities of using symbol elimination for solving problems over complex theories and analyze the applicability of such uniform approaches in different areas of application, such as verification, knowledge representation and graph theory. In the thesis we propose an approach to symbol elimination in complex theories that follows the general idea of combining hierarchical reasoning with symbol elimination in standard theories. We analyze how this general approach can be specialized and used in different areas of application.
In the verification of parametric systems it is important to prove that certain safety properties hold. This can be done by showing that a property is an inductive invariant of the system, i.e. it holds in the initial state of the system and is invariant under updates of the system. Sometimes this is not the case for the condition itself, but for a stronger condition it is. In this thesis we propose a method for goal-directed invariant strengthening.
In knowledge representation we often have to deal with huge ontologies. Combining two ontologies usually leads to new consequences, some of which may be false or undesired. We are interested in finding explanations for such unwanted consequences. For this we propose a method for computing interpolants in the description logics EL and EL⁺, based on a translation to the theory of semilattices with monotone operators and a certain form of interpolation in this theory.
In wireless network theory one often deals with classes of geometric graphs in which the existence or non-existence of an edge between two vertices in a graph relies on properties on their distances to other nodes. One possibility to prove properties of those graphs or to analyze relations between the graph classes is to prove or disprove that one graph class is contained in the other. In this thesis we propose a method for checking inclusions between geometric graph classes.
In Geschäftsbeziehungen, z. B. im internationalen Eisenbahnverkehr, können große Datenmengen zwischen den beteiligten Parteien ausgetauscht werden. Für den Austausch solcher Daten wird erwartet, dass das Risiko betrogen zu werden, z. B. durch den Erhalt gefälschter Daten, marginal ist, als auch angemessene Kosten sowie ein vorhersehbarer Gewinn. Da die ausgetauschten Daten für wichtige Geschäftsentscheidungen verwendet werden können, besteht für eine Partei ein hoher Anreiz, die Daten zu ihren Gunsten zu manipulieren. Um diese Art von Manipulation zu unterbinden existieren Mechanismen zur Sicherstellung der Integrität und Authentizität der Daten. In Kombination mit einem Protokoll für einen fairen Austausch kann sichergestellt werden, dass die Integrität und Authentizität dieser Daten auch über einen Austausch mit einer anderen Partei hinweg erhalten bleibt. Gleichzeitig stellt ein solches Protokoll sicher, dass der Austausch der Daten nur bei gleichzeitigem Austausch mit der vereinbarten Gegenleistung, z. B. einer Bezahlung erfolgt, aber auch, dass die Bezahlung nur erfolgt, wenn die Integrität und Authentizität der Daten wie vorher vereinbart, gegeben ist. Um jedoch Fairness garantieren zu können, muss ein Fair Exchange Protokoll eine vertrauenswürdige dritte Partei einbeziehen. Um Betrug durch eine einzelne zentralisierte Partei zu vermeiden, die als vertrauenswürdige dritte Partei agiert, schlägt die aktuelle Forschung vor, die vertrauenswürdige dritte Partei zu dezentralisieren, indem z. B. ein Distributed Ledger-basiertes Fair-Exchange Protokoll verwendet wird. Bei der Bewertung der Fairness eines solchen Austauschs vernachlässigen die aktuellen Ansätze jedoch die Kosten, die den Parteien entstehen, die den Fair Exchange durchführen. Dies kann zu einer Verletzung der skizzierten Erwartung angemessener Kosten führen, insbesondere wenn Distributed Ledger beteiligt sind, deren Benutzung in der Regel mit nicht-vernachlässigbaren Kosten verbunden ist. Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit typischer Distributed-Ledger-basierter Fair Exchange-Protokolle begrenzt, was einer breiten Verwendung im Wege steht.
Um diese Herausforderungen zu überwinden, stellen wir in dieser Arbeit die Grundlage für eine Datenaustauschplattform vor, die einen vollständig dezentralisierten Fair Exchange mit angemessenen Kosten und Geschwindigkeit ermöglicht. Als theoretische Grundlage führen wir das Konzept der cost fairness ein, die die Kosten für die Fairnessbewertung berücksichtigt, indem verlangt wird, dass eine Partei, die dem Fair Exchange-Protokoll folgt, niemals einseitige Nachteile erleidet. Wir weisen nach, dass cost fairness nicht mit typischen öffentlichen Distributed Ledgers erreicht werden kann, sondern maßgeschneiderte Distributed Ledger-Instanzen erfordert, die in der Regel nicht vollständig dezentralisiert sind. Wir zeigen jedoch, dass die meisten einseitigen Kosten durch Angriffe einer unehrlichen Partei im Rahmen einer Grieving Attack verursacht werden können. Um einen Fair Exchange zu angemessenen Kosten und Geschwindigkeit zu ermöglichen, stellen wir FairSCE vor, ein Distributed Ledger-basiertes Fair Exchange-Protokoll, welches Distributed Ledger State Channels verwendet und einen Mechanismus zum Schutz vor Grieving Attacks enthält, wodurch die möglichen einseitigen Kosten auf ein Minimum reduziert werden. Auf der Grundlage unserer Evaluation von FairSCE sind die Worst Case-Kosten für den Datenaustausch selbst bei Vorhandensein von böswilligen Parteien bekannt, was eine Abschätzung des möglichen Nutzens und damit eine vorläufige Schätzung des wirtschaftlichen Nutzens ermöglicht. Um eine eindeutige Bewertung der korrekten übertragenen Daten zu ermöglichen und gleichzeitig sensible Teile der Daten zu maskieren, stellen wir außerdem einen Ansatz für das Hashing hierarchisch strukturierter Daten vor, mit dem die Integrität und Authentizität der übertragenen Daten sichergestellt werden kann.
Well-being is essential for all people. Therefore, important factors influencing people’s well-being must be investigated. Well-being is multifaceted and defined as, for example, psychological, emotional, mental, physical, or social well-being. Here, we focus on psychological well-being. The study aimed to analyze different aspects of connectedness as potential predictors of psychological well-being. For this purpose, we conducted a study examining the psychological well-being of 184 participants (130 women, 54 men, age: M = 31.39, SD = 15.24) as well as their connectedness with oneself (self-love), with others (prosocialness), with nature (nature connectedness), and with the transcendent (spirituality). First, significant positive correlations appeared between psychological well-being and self-love, nature connectedness, and spirituality. Furthermore, correlations between the four aspects of connectedness were significant, except for the relationship between self-love and prosocialness. A regression analysis revealed that self-love and nature connectedness positively predicted participants’ psychological well-being, while spirituality and prosocialness did not explain any incremental variance. The strong relationship between self-love and well-being was partly mediated by nature connectedness. Hence, self love, understood as a positive attitude of self-kindness, should be considered in more detail to enhance psychological well-being. Besides this, a more vital connectedness to the surrounding nature could benefit people’s well-being.
Examining the role of post-event processing in test anxiety—Pilot testing in three student samples
(2024)
This work investigates the occurrence of post-event processing (PEP) in the context of test anxiety; PEP involves rumination and self-critical thinking following an event and commonly observed in social anxiety. Three short-term longitudinal studies in student samples examined whether PEP occurs after exams and how it is associated with test anxiety. University students (N =35 in Study 1, N =146 in Study 2, and N =37 in Study 3) completed measures of trait and state test anxiety before an actual exam; PEP related to the exam was assessed at various time points afterward. Results revealed that PEP occurred to a meaningful extent after exam situations. Overall, it was positively associated with trait and state test anxiety, although some variations in the relations were found across the three studies. These findings underscore the relevance of PEP in the context of test anxiety, as PEP might contribute to maintaining test anxiety in the long term. Implications for future studies are discussed.
Degenerative Veränderungen der Wirbelsäule sowie Rückenschmerzen können als Volkskrankheit betrachtet werden. Ein falsches Belasten der lumbalen Rückenstrukturen wird häufig als einer der Faktoren angesehen, die degenerative Prozesse beschleunigen können, was zu Rückenschmerzen führt. Eine degenerative Veränderung kann bspw. das Auftreten einer Spinalkanalstenose in Folge von Wirbelgleiten sein. Die chirurgische Behandlung der Spinalstenose konzentriert sich hauptsächlich auf die Dekompression des Spinalkanals mit oder ohne zusätzliche Fusion mittels dorsaler Spondylodese. Dabei gibt es unterschiedliche Meinungen darüber, ob eine Fusion zusammen mit der Dekompression einen potenziellen Nutzen für Patienten hat oder eine Überbehandlung darstellt. Konventionelle Therapien als auch chirurgische Methoden zielen darauf ab, eine “gesunde” (oder zumindest schmerzfreie) Lastverteilung wiederherzustellen. Dementgegen ist überraschend wenig über die interindividuelle Variabilität der Lastverteilung in “gesunden” Lendenwirbelsäulen bekannt. Da medizinische Bildgebungen keine Informationen über innere Kräfte liefern, könnte die Computersimulation individueller Patienten ein Instrument sein, um eine Reihe neuer Entscheidungskriterien für diese Fälle zu gewinnen. Der Vorteil liegt dabei in der Berechnung der inneren Belastungsverteilung, was zum Beispiel in in-vivo Untersuchungen nicht möglich ist, da Messungen der inneren Kräfte am lebenden Menschen ethisch sowie teilweise auch technisch nicht umsetzbar sind. In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde der vorwärtsdynamische Ansatz zu Berechnung der Belastungsverteilung in Mehrkörper-Modellen von individuellen Lendenwirbelsäulen verwendet. Die Arbeit gliedert sich dabei in drei Teile: (I) Zum einen wird die Belastungsverteilung in Abhängigkeit der individuellen Krümmung der Lendenwirbelsäule quantifiziert. (II) Des Weiteren werden Konfidenzbereiche des zeitlichen Verlaufs von Drehzentren bestimmt, mit welchen das Bewegungsverhalten von gesunden Lendenwirbelsäulen beschrieben werden kann. (III) Drittens werden die Auswirkungen von Dekompressionsoperationen auf die Belastungsverteilung von Lendenwirbelsäulen bestimmt.
Die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellten biologisch abbaubaren Polymere Polymilchsäure (polylactic acid, PLA) und Polyhydroxybuttersäure (polyhydroxybutyrate, PHB) wurden im Rahmen dieser Arbeit mit hydrierten amorphen Kohlenstoffschichten (amorphous hydrogenated carbon, a-C:H) bei unterschiedlichen Winkeleinstellungen mit verschiedenen Dicken beschichtet. Ähnlich wie herkömmliche Polymere haben Biopolymere oft ungeeignete Oberflächeneigenschaften für industrielle Zwecke, z.B. eine geringe Härte. Für manche Anwendungen ist es daher notwendig und vorteilhaft, die Oberflächeneigenschaften von Biopolymeren unter Beibehaltung der Haupteigenschaften des Trägermaterials zu modifizieren. Eine geeignete Oberflächenmodifikation ist das Aufbringen von dünnen a-C:H Schichten. Ihre Eigenschaften hängen wesentlich vom sp²- und sp³-Hybridisierungsverhältnis der Kohlenstoffatome und dem Gehalt an Wasserstoffatomen ab. Das sp²/sp³-Verhältnis sollte in der vorliegenden Arbeit durch Variation der Beschichtungsgeometrie gesteuert werden. Da Beschichtungen bei 0°, direkt vor der Plasmaquelle, einen höheren Anteil an sp³ und indirekt (180°) beschichtete ein höheren Anteil an sp² aufweisen, wird in dieser Arbeit gezeigt, dass es möglich ist, das sp²/sp³ -Verhältnis zu kontrollieren. Dazu werden die einzelnen Proben in den Winkeln 0, 30, 60, 90, 120, 150 und 180° vor der Plasmaquelle platziert und mit einer Dauer von 2.5, 5.0, 7.5 und 10.0 Minuten beschichtet. Für den Winkeln 0° ergaben sich die Schichtdicken von 25, 50, 75 und 100 nm. Die a-C:H Schichten wurden alle mit Radiofrequenzplasma-unterstützter chemischer Gasphasenabscheidung und Acetylen als C und H Quelle abgeschieden, nachdem sie 10 Minuten lang mit einem Sauerstoffplasma vorbehandelt worden waren. Nach dieser O₂-Behandlung und der a-C:H Abscheidung werden die Oberflächen mit makroskopischen und mikroskopischen Messmethoden untersucht und die Daten anschließend analysiert. Die Oberflächenmorphologie wird mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie und der Rasterkraftmikroskopie erfasst. Auf diese Weise können auch Informationen über die Stabilität der Schicht und die Oberflächenrauhigkeit gesammelt werden. Mit Kontaktwinkelmessungen (contact angle, CA) wird nicht nur die Benetzbarkeit, sondern auch die Kontaktwinkelhysterese durch Auf- und Abpumpen des Tropfenvolumens bestimmt. Durch Messung des CA von verschiedenen Flüssigkeiten und deren Vergleich werden die freie Oberflächenenergie (surface free energy, SFE) und ihre polaren und dispersiven Bestandteile bestimmt. Die Veränderungen der Barriereeigenschaften werden durch Wasserdampftransmissionstests (water vapor transmission rate, WVTR) überprüft. Die chemische Analyse der Oberfläche erfolgt zum einen durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie mit spiegelnder Reflexion und zum anderen durch Synchrotron unterstützte Techniken wie der Nahkanten-Röntgenabsorptionsfeinstruktur und der Röntgen-Photoelektronenspektroskopie. Bei der Analyse der Oberflächen nach der O₂ Behandlung, von der zunächst angenommen wurde, dass sie nur der Reinigung und Aktivierung der Oberfläche für die a-C:H Beschichtung dient, wurde festgestellt, dass die Veränderungen drastischer sind als ursprünglich angenommen. Wird PLA zum Beispiel bei 0° für 10 Minuten behandelt, steigt die Rauheit um das Fünffache. Mit zunehmendem Winkel verringert sich diese wieder, bis sie bei 180° wieder dem Ausgangswert entspricht. Bei PHB hingegen wird durchgehend ein ähnlicher Wert gemessen. Für beide Polymere lässt sich zeigen, dass der polare Anteil der SFE zunimmt. In der WVTR ist bei PLA eine Abnahme der Permeabilität und bei PHB ein Anstieg des Ausgangswertes zu beobachten. Die chemische Oberflächenanalyse zeigt, dass die O₂ Behandlung kaum Auswirkungen auf die Oberflächenbindungen hat. Insgesamt kann in dieser Arbeit gezeigt werden, dass sich die O₂ Behandlung auf die Eigenschaften der Oberfläche auswirkt und nicht ausschließlich als Reinigungs- und Aktivierungsprozess betrachtet werden kann. Bei direkter a-C:H Beschichtung (bei 0°) ist sowohl bei PLA als auch bei PHB ein Schichtversagen bei 10.0 Minuten aufgrund von Eigenspannung zu beobachten. Dies ist bei PHB in geringerem Maße auch bei 30° zu erkennen. Die Durchlässigkeit der Polymere wird bei einer fünf minütigen Beschichtung um 47% reduziert und auch die Schicht bei 10.0 Minuten führt diesen Effekt trotz auftretender Risse weiter. Die Aufbringung von a-C:H Schichten zeigt für beide Polymertypen bei direkter Beschichtung eine Dominanz von sp³-Bindungen. Mit zunehmendem Winkel nimmt diese ab und bei indirekten Beschichtungen werden sp²-Bindungen dominierend. Dieses Ergebnis ist für alle Schichtdicken ähnlich, nur der Winkel, bei dem der Wechsel der dominanten Bindung stattfindet, ist unterschiedlich. Es wird gezeigt, dass es möglich ist, die Oberflächeneigenschaften durch eine winkelabhängige Beschichtung zu steuern und somit das Verhältnis sp²/sp³ zu kontrollieren.
Reducing gender bias in STEM is key to generating more equality and contributing to a more balanced workforce in this field. Spatial ability and its components are cognitive processes crucial to success in STEM education and careers. Significant gender differences have consistently been found in mental rotation (MR), the ability to mentally transform two- and three-dimensional objects. The aim of this pilot study is to examine factors in psychological assessment which may contribute to gender differences in MR performance. Moreover, findings will inform the development of the new approaches to assessment using computer adaptive testing (CAT). (1) Background: The study examines the impact of emotional regulation on MR performance in primary school children whose mean age was 9.28 years old. (2) Methods: Skin conductance was measured to assess the impact of emotional reactivity (ER) on performance during an MR task. (3) Results: Patterns of ER influence response time (RT) on specific items in the task. (4) Conclusions: Identifying the effects of emotional arousal and issues of test construction such as stereotyped stimuli and item difficulty in tests of spatial ability warrants ongoing investigation. It is vital to ensure that these factors do not compromise the accurate measurement of performance and inadvertently contribute to the gender gap in STEM.