Argumentationsleitfaden zum Ökologischen Landbau für Multiplikatoren „Nachgefragt: 25 Antworten zum Stand des Wissens rund um Öko-Landbau und Bio-Lebensmittel“

Die Nachfrage nach Bio-Produkten steigt stetig. Damit nimmt zugleich das Interesse an der Ökologischen Lebensmittelwirtschaft immer weiter zu. Neben grundsätzlichen Fragen zu Anbau, Handel und Verarbeitung werden häufig auch kritische Nachfragen gestellt: Sind Bio-Lebensmittel gesünder? Kann ich Bio vertrauen? Kann man mit Bio die Welt ernähren? Die Broschüre „Nachgefragt: 25 Antworten zum Stand des Wissens rund um Öko-Landbau und Bio-Lebensmittel“ beantwortet diese und weitere Fragen kurz und dennoch fundiert. Sie stützt sich auf neue wissenschaftliche Erkenntnisse und bietet die Möglichkeit, die gesellschaftliche Diskussion über Bio zu versachlichen und Vorurteilen angemessen zu begegnen. Neben der Darstellung der besonderen Leistungen der Ökologischen Lebensmittelwirtschaft werden ebenso ihre Herausforderungen und Entwicklungspotenziale benannt. Quellenangaben ermöglichen die Vertiefung einzelner Sachverhalte. Zu den Themenfeldern Grundlagen, Erzeugung, Verarbeitung, Vermarktung, Qualität, Umweltwirkungen sowie Ökologische Lebensmittelwirtschaft und Gesellschaft werden 25 Fragen so beantwortet, dass die wichtigsten Gesichtspunkte zu der jeweiligen Frage „auf einen Blick“ in einer logischen Argumentationskette zur Verfügung stehen. Quellenverweise ermöglichen es, einzelne Sachverhalte zu vertiefen; Grafiken, Tabellen und Fotos veranschaulichen die Themen. Damit ist der Argumentationsleitfaden ein wichtiges Instrument für Journalisten, Politiker oder Multiplikatoren der Branche, wie Verbandsvertreter oder Ausbilder, um sich schnell und doch umfassend zu informieren. Die Broschüre ist kostenlos und vollständig unter http://www.boelw.de/bioargumente.html verfügbar

Predictions from a stochastic polymer model for the MinDE dynamics in E.coli

The spatiotemporal oscillations of the Min proteins in the bacterium Escherichia coli play an important role in cell division. A number of different models have been proposed to explain the dynamics from the underlying biochemistry. Here, we extend a previously described discrete polymer model from a deterministic to a stochastic formulation. We express the stochastic evolution of the oscillatory system as a map from the probability distribution of maximum polymer length in one period of the oscillation to the probability distribution of maximum polymer length half a period later and solve for the fixed point of the map with a combined analytical and numerical technique. This solution gives a theoretical prediction of the distributions of both lengths of the polar MinD zones and periods of oscillations -- both of which are experimentally measurable. The model provides an interesting example of a stochastic hybrid system that is, in some limits, analytically tractable.Comment: 16 page

Characterizing mixed mode oscillations shaped by noise and bifurcation structure

Many neuronal systems and models display a certain class of mixed mode oscillations (MMOs) consisting of periods of small amplitude oscillations interspersed with spikes. Various models with different underlying mechanisms have been proposed to generate this type of behavior. Stochastic versions of these models can produce similarly looking time series, often with noise-driven mechanisms different from those of the deterministic models. We present a suite of measures which, when applied to the time series, serves to distinguish models and classify routes to producing MMOs, such as noise-induced oscillations or delay bifurcation. By focusing on the subthreshold oscillations, we analyze the interspike interval density, trends in the amplitude and a coherence measure. We develop these measures on a biophysical model for stellate cells and a phenomenological FitzHugh-Nagumo-type model and apply them on related models. The analysis highlights the influence of model parameters and reset and return mechanisms in the context of a novel approach using noise level to distinguish model types and MMO mechanisms. Ultimately, we indicate how the suite of measures can be applied to experimental time series to reveal the underlying dynamical structure, while exploiting either the intrinsic noise of the system or tunable extrinsic noise.Comment: 22 page

A model of fasciculation and sorting in mixed populations of axons

We extend a recently proposed model (Chaudhuri et al., EPL 87, 20003 (2009)) aiming to describe the formation of fascicles of axons during neural development. The growing axons are represented as paths of interacting directed random walkers in two spatial dimensions. To mimic turnover of axons, whole paths are removed and new walkers are injected with specified rates. In the simplest version of the model, we use strongly adhesive short-range inter-axon interactions that are identical for all pairs of axons. We generalize the model to adhesive interactions of finite strengths and to multiple types of axons with type-specific interactions. The dynamic steady state is characterized by the position-dependent distribution of fascicle sizes. With distance in the direction of axon growth, the mean fascicle size and emergent time scales grow monotonically, while the degree of sorting of fascicles by axon type has a maximum at a finite distance. To understand the emergence of slow time scales, we develop an analytical framework to analyze the interaction between neighboring fascicles.Comment: 19 pages, 13 figures; version accepted for publication in Phys Rev

Enhancing writing analytics in science education research with machine learning and natural language processing—Formative assessment of science and non-science preservice teachers’ written reflections

IntroductionScience educators use writing assignments to assess competencies and facilitate learning processes such as conceptual understanding or reflective thinking. Writing assignments are typically scored with holistic, summative coding rubrics. This, however, is not very responsive to the more fine-grained features of text composition and represented knowledge in texts, which might be more relevant for adaptive guidance and writing-to-learn interventions. In this study we examine potentials of machine learning (ML) in combination with natural language processing (NLP) to provide means for analytic, formative assessment of written reflections in science teacher education.MethodsML and NLP are used to filter higher-level reasoning sentences in physics and non-physics teachers’ written reflections on a standardized teaching vignette. We particularly probe to what extent a previously trained ML model can facilitate the filtering, and to what extent further fine-tuning of the previously trained ML model can enhance performance. The filtered sentences are then clustered with ML and NLP to identify themes and represented knowledge in the teachers’ written reflections.ResultsResults indicate that ML and NLP can be used to filter higher-level reasoning elements in physics and non-physics preservice teachers’ written reflections. Furthermore, the applied clustering approach yields specific topics in the written reflections that indicate quality differences in physics and non-physics preservice teachers’ texts.DiscussionOverall, we argue that ML and NLP can enhance writing analytics in science education. For example, previously trained ML models can be utilized in further research to filter higher-level reasoning sentences, and thus provide science education researchers efficient mean to answer derived research questions

Dynamics of path aggregation in the presence of turnover

We investigate the slow time scales that arise from aging of the paths during the process of path aggregation. This is studied using Monte-Carlo simulations of a model aiming to describe the formation of fascicles of axons mediated by contact axon-axon interactions. The growing axons are represented as interacting directed random walks in two spatial dimensions. To mimic axonal turnover, random walkers are injected and whole paths of individual walkers are removed at specified rates. We identify several distinct time scales that emerge from the system dynamics and can exceed the average axonal lifetime by orders of magnitude. In the dynamical steady state, the position-dependent distribution of fascicle sizes obeys a scaling law. We discuss our findings in terms of an analytically tractable, effective model of fascicle dynamics.Comment: 6 pages, 5 figures; changed the order of presentation, rewritten the abstract and introduction, changed the title, expanded discussions; the main results remain the sam

Nachgefragt: 25 Fragen und Antworten zum Stand des Wissens rund um Öko-Landbau und Bio-Lebensmittel - Argumentationsleitfaden zum Ökologischen Landbau für Multiplikatoren

„Ist Bio denn wirklich gesünder?“ Dies ist nur eine der vielen Fragen, die immer wieder gestellt werden, wenn es um Ökologischen Landbau und Bio-Lebensmittel geht. Und: Sie werden mit dem wachsenden Bio-Markt und der zunehmenden Beliebtheit seiner Produkte immer häufiger, immer kritischer und nach wie vor oftmals vorurteilsbeladen und polemisch gestellt. Dieser Argumentationsleitfaden will die Diskussion versachlichen. Auf dem Stand des Wissens stellt er die Vorzüglichkeit der ökologischen Lebensmittelwirtschaft sachlich, fundiert und übersichtlich dar und benennt ebenso Bereiche, bei denen noch Defizite und somit Handlungsbedarf besteht. Damit werden Fragestellungen aufgegriffen, die in der gesellschaftlichen Auseinandersetzung um die biologische Lebensmittelwirtschaft immer wieder zu Diskussionen und Auseinandersetzungen führen. Zu den Themenfeldern Grundlagen, Erzeugung, Verarbeitung, Vermarktung, Qualität, Umweltwirkungen sowie ökologische Lebensmittelwirtschaft und Gesellschaft werden 25 Fragen so beantwortet, dass die wichtigsten Gesichtspunkte zu der jeweiligen Frage „auf einen Blick“ in einer logischen Argumentationskette zur Verfügung stehen. Quellenverweise ermöglichen es, einzelne Sachverhalte zu vertiefen. Damit ist der Argumentationsleitfaden ein wichtiges Instrument für Journalisten und Politiker, die Fragen zur ökologischen Lebensmittelwirtschaft haben, sich schnell und doch umfassend zu informieren. Ebenso soll der Leitfaden für die Multiplikatoren der Branche, wie Verbandsvertreter oder Ausbilder, eine Hilfe in der täglichen Arbeit sein. Sei es, um sich auf eine Podiumsdiskussion vorzubereiten, einem Pressevertreter weiterführende Quellen nennen zu können oder um bei der Verkäuferschulung Antworten auf häufig gestellte Kundenfragen besprechen zu können

ProfiLe-P – Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik. Vorstellung eines Forschungsverbundes

 Der Forschungsverbund „Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik" (ProfiLe-P) hat sich zum Ziel gesetzt, ein Rahmenmodell des Professionswissens angehender Physiklehrerinnen und -lehrer sowie von Übungsleiterinnen und -leitern der Physik zu entwickeln. Das Modell soll deklarative, analytische und prozedurale Komponenten fachdidaktischen Wissens sowie physikalisches Fachwissen umfassen. Im Verbund sind drei Teilvorhaben angelaufen. DaWis (Universität Paderborn) setzt sich mit der analytischen und deklarativen Komponente fachdidaktischen Wissens auseinander, EWis (Universität Bremen) beschäftigt sich mit den prozeduralen Komponenten fachdidaktischen Wissens und FaWis (Universität Duisburg-Essen, RWTH Aachen) behandelt das physikalische Fachwissen. Es werden Testinstrumente für alle Bereiche entwickelt und an der Zielgruppe - Physik-Lehramtsstudierende aller Stufen sowie Übungsgruppenleiter -  validiert. Als Vergleichsgruppe sind Vollfachstudierende der Physik sowie Lehramtsstudierende der Mathematik einbezogen. Analysiert werden soll insbesondere die Vernetzung der einzelnen Bereiche des Professionswissens. Das Projekt ist im November 2011 gestartet worden und läuft bis Mitte 2015.

ProfiLe-P – Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik. Vorstellung eines Forschungsverbundes

 Der Forschungsverbund „Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik" (ProfiLe-P) hat sich zum Ziel gesetzt, ein Rahmenmodell des Professionswissens angehender Physiklehrerinnen und -lehrer sowie von Übungsleiterinnen und -leitern der Physik zu entwickeln. Das Modell soll deklarative, analytische und prozedurale Komponenten fachdidaktischen Wissens sowie physikalisches Fachwissen umfassen. Im Verbund sind drei Teilvorhaben angelaufen. DaWis (Universität Paderborn) setzt sich mit der analytischen und deklarativen Komponente fachdidaktischen Wissens auseinander, EWis (Universität Bremen) beschäftigt sich mit den prozeduralen Komponenten fachdidaktischen Wissens und FaWis (Universität Duisburg-Essen, RWTH Aachen) behandelt das physikalische Fachwissen. Es werden Testinstrumente für alle Bereiche entwickelt und an der Zielgruppe - Physik-Lehramtsstudierende aller Stufen sowie Übungsgruppenleiter -  validiert. Als Vergleichsgruppe sind Vollfachstudierende der Physik sowie Lehramtsstudierende der Mathematik einbezogen. Analysiert werden soll insbesondere die Vernetzung der einzelnen Bereiche des Professionswissens. Das Projekt ist im November 2011 gestartet worden und läuft bis Mitte 2015.