Analogieerkennung im Problemlöseprozess – ein Verlaufsmodell

Ein Blick in die Geschichte zeigt Analogiebildung als ganz wesentliche heuristische Strategie für die Entwicklung neuer Mathematik (Zimmermann, 2003), nach Pólya (1954) gab es vielleicht keine mathematische Entdeckung, bei der das Analogieprinzip keine Rolle gespielt hat. Dessen Bedeutung – auch für die Elementarmathematik – steht der damit verbundene hohe kognitive Anspruch gegenüber. Dass Analogieprozesse auch mathematisch begabten Grundschulkindern schwer fallen, zeigen beispielsweise Ergebnisse der von uns durchgeführten Video-Studie zum Analogen Denken (ViStAD, Aßmus & Förster, 2013a, 2013b), deren Hauptziel es ist, Fähigkeiten zum Konstruieren und Nutzen von Analogien beim mathematischen Problemlösen als potenzielles Begabungsmerkmal zu überprüfen. Dafür schien es hilfreich, ein Modell zur Verortung von Analogieprozessen im Problembearbeitungsverlauf zu entwickeln, wobei wir zum einen theoriebasiert vorgegangen sind und zum anderen qualitativ gewonnene Ergebnisse der Studie genutzt haben. Ein erster Entwurf soll im Folgenden vorgestellt werden

Merkmale und Besonderheiten mathematisch potentiell begabter Grundschüler

Da sich bisherige Forschungen zu Merkmalen und Besonderheiten mathematisch potentiell begabter Grundschüler hauptsächlich auf Kinder der dritten und vierten Grundschulklassen konzentrieren, liegen für jüngere Kinder zu diesem Thema kaum wissenschaftliche Erkenntnisse vor. Das hier vorgestellte Forschungsprojekt, in dem spezifische Merkmale mathematisch begabter Zweitklässler herausgearbeitet und in einer umfangreichen Untersuchung überprüft wurden, soll einen Beitrag zur Beseitigung dieses Defizits leisten

Permanent Hydrothermal Exposure on Load-bearing Adhesives in Glass Constructions

The German research team FABIG develops a bioenergy building skin including modules of glass which contain a liquid medium processing biomass. Inside the facade modules, load-bearing adhesives were applied that are subject to permanent water exposure. Water is known as a major hazard for adhesives because water molecules diffuse into the adhesive polymer matrix and into the interface between adhesive and substrate. As a result, material characteristics as well as the adhesion properties may change significantly. Additionally, the adhesive is exposed to conventional aging in building skin as the temperature ranges between -20°C and +80°C. This paper focuses on the effect of water on load-bearing adhesives in a bioenergy facade. It evaluates potential adhesives for permanent hydrothermal application.  The paper introduces water as a key aging medium. Furthermore, it describes the construction of an innovative flat plate photobioreactor as an example for load-bearing adhesives under permanent hydrothermal treatment. The conditions inside the photobioreactor, which lead to particular mechanical, physical and chemical loads for constructive elements in comparison with conventional facade systems are presented. The main part describes the results of experimental tensile tests on the adhesive short-term behavior considering temperature conditioning and chemical treatment with substances emerging from bio-processing like storing in acid, base and hydrogen peroxide solution. The paper concludes with an outlook on future research work of the team including ARUP Deutschland GmbH (Berlin, Germany), ADCO Technik GmbH (Rostock, Germany), SSC GmbH (Hamburg, Germany) and Technische Universität Dresden (Dresden, Germany)

Simulation System for the Wendelstein 7-X Safety Control System

The Wendelstein 7-X (W7-X) Safety Instrumented System (SIS) ensures personal safety and investment protection. The development and implementation of the SIS are based on the international safety standard for the process industry sector, IEC 61511. The SIS exhibits a distributed and hierarchical organized architecture consisting of a central Safety System (cSS) on the top and many local Safety Systems (lSS) at the bottom. Each technical component or diagnostic system potentially hazardous for the staff or for the device is equipped with an lSS. The cSS is part of the central control system of W7-X. Whereas the lSSs are responsible for the safety of each individual component, the cSS ensures safety of the whole W7-X device. For every operation phase of the W7-X experiment hard- and software updates for the SIS are mandatory. New components with additional lSS functionality and additional safety signals have to be integrated. Already established safety functions must be adapted and new safety functions have to be integrated into the cSS. Finally, the safety programs of the central and local safety systems have to be verified for every development stage and validated against the safety requirement specification. This contribution focuses on the application of a model based simulation system for the whole SIS of W7-X. A brief introduction into the development process of the SIS and its technical realization will be give followed by a description of the design and implementation of the SIS simulation system using the framework SIMIT (Siemens). Finally, first application experiences of this simulation system for the preparation of the SIS for the upcoming operation phase OP 1.2b of W7-X will be discussed