PISA, Ganztagsschule, Bildungsstandards und Steuerungsfragen im Bildungssystem: zum Zusammenhang von Bildungspolitik und Schulentwicklung & das Nachdenken über Bedingungen des Aufwachsens

Ganztägige Angebote an Schulen sind kein neues Phänomen. So ist für das Gebiet der DDR eine spürbare Ausweitung ganztägiger Angebote seit Ende der 1950er Jahre dokumentiert (Matthes 2009). In der ehemaligen Bundesrepublik wurde durch Empfehlungen des Deutschen Bildungsrates Ende der 1960er Jahre ein „erheblicher Auftrieb“ (Ludwig 2005: 272) registriert. Dieser führte jedoch nicht zu einer flächendeckenden Etablierung entsprechender Angebote. Erst im zurückliegenden Jahrzehnt gewannen schulische Ganztagsangebote in Gesamtdeutschland merklich an Bedeutung. Für diese Entwicklung können maßgeblich drei Beweggründe identifiziert werden: Erstens die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien und die darin dokumentierte enge Kopplung zwischen schulischem Bildungserwerb und sozialer Herkunft. Mit Hilfe der ganztägigen Angebote sollte die individuelle Förderung der Schülerinnen und Schüler verbessert und soziale Nachteile ausgeglichen werden (KMK 2002a; Deutscher Bundestag 2009: 17). Zweitens wurden Ganztagsschulen als Scharnier zwischen schulischer Bildung und Bildungsangeboten der Kinder- und Jugendhilfe identifiziert. Den Schulen wurde in diesem Zusammenhang eine zentrale Funktion für die Gestaltung lokaler Bildungslandschaften zugesprochen (Deutscher Bundestag 2005: 14f). Drittens wird in Ganztagsschulen eine bedeutsame Struktur für die Vereinbarkeit von Familie und Beruf (Deutscher Bundestag 2011: 228) sowie zur Unterstützung von Alleinerziehenden gesehen (Rollett u.a. 2008: 899). Damit wird deutlich, dass die Beweggründe zum Ausbau ganztägiger Betreuungsangebote nie allein pädagogisch, sondern immer auch sozial-, familien- und arbeitsmarktpolitisch motiviert waren. Entsprechend legitimieren die nicht-pädagogischen Motive den Ausbau ganztägiger Bildungsangebote an Schulen auch dann, wenn die Wirkung auf den schulischen Kompetenzgewinn durch erziehungswissenschaftliche Studien in Frage gestellt wird

Method for automated structuring of product data and its applications

Product structures represent the data backbone for through-life management of complex systems. Product Lifecycle Management (PLM) Systems are used to maintain product structures and track product changes. However, in maintenance, repair and overhaul (MRO) product composition often is unknown when MRO service providers are not the original manufacturers. Thus, MRO processes start with an exhaustive product diagnosis to identify elements to be maintained or replaced. Existing 3D scanning and data post processing methods have to be improved to acquire structured product data. This paper presents a method for automated derivation of product structures from 3D assembly models

Proactive maintenance as success factor for use-oriented product-service systems

In use-oriented Product-Service Systems (PSS) the ownership of the product remains with the provider who is responsible for maintenance, repair and overhaul [1]. Thus the risk of machine unavailability is transferred from the customer towards the PSS provider. In order to minimize this risk the provider needs to reduce unscheduled downtimes to enhance machine availability. Hence proactive maintenance is an important success factor for providing this PSS type [2]. In practice, manufacturing equipment providers struggle to derive the required information for providing proactive maintenance from the existing data and thus potentials remain unused. One of the problems for many companies in this context is the missing knowhow for managing and analyzing this high amount of data. This issue is discussed in research and practice under the topic “Big Data” [3]. This paper focusses on discussing different approaches for data gathering, analysis and interpretation as well as associated challenges. Drivers and hindering factors are introduced and solution approaches are provided. These aspects are analyzed in a case study in collaboration with a material handling manufacturer which was conducted in one of the transfer projects of the Collaborative Research Center Transregio 29 which addressed the dynamic interdependencies of products and services in the production area

Metabolische Modellierung thermophiler Prokaryoten

In der Systembiologie werden durch die mathematische Modellierung unterschiedlichster molekularer Prozesse neue Erkenntnisse über biologische Netzwerke gewonnen. So kann durch die Rekonstruktion genomweiter metabolischer Modelle der Stoffwechsel von Organismen bioinformatisch analysiert werden. Hochinteressant für biotechnologische Fragestellungen ist dabei besonders der Stoffwechsel thermophiler Prokaryoten, für die allerdings nur eine sehr geringe Anzahl genomweiter metabolischer Modelle existiert. In dieser Arbeit wurden zwei Ziele verfolgt. Zum Einen sollten etablierte Softwarepakete für die metabolische Modellierung zu einer Modellierungsplattform zusammengefügt werden. Zum Anderen sollten verfügbare metabolische Modelle thermophiler Prokaryoten erweitert und der Kohlenhydratstoffwechsel dieser Organismen erstmals für viele verschiedene Kohlenstoffquellen detailliert charakterisiert werden. Die in dieser Arbeit entwickelte Modellierungsplattform unterstützt die automatisierte Durchführung und Analyse einer großen Anzahl an Simulationen und ermöglicht erstmals die vollständig datenbankbasierte Verwaltung und Analyse metabolischer Modelle. Neben einer Anzahl etablierter mathematischer Methoden werden auch neue graphische Analysemethoden wie die elementzentrische Analyse von Modellflüssen zur Verfügung gestellt. Die metabolischen Modelle der thermophilen Prokaryoten T. thermophilus HB27 und S. solfataricus P2 konnten in dieser Arbeit in Umfang und Qualität deutlich erweitert werden, sodass sie nun als die umfangreichsten genomweiten metabolischen Modelle thermophiler Prokaryoten gelten. Am Beispiel des Modells von T. thermophilus wurde gezeigt, dass die elementzentrische Analyse von vorhergesagten Kohlenstoffflüssen sehr gut mit experimentellen 13 C-Analysen übereinstimmt. Die temperaturabhängigen Parameter in diesem Modell führen außerdem zu besseren Vorhersagen für unterschiedliche Wachstumstemperaturen. Die Analyse des Modells von S. solfataricus zeigte, dass der Organismus einige alternative Stoffwechselwege zur Fixierung von CO2 und der Regeneration von Reduktionsäquivalenten besitzt. Das Modell konnte zudem dazu beitragen, die Abbauwege von L-Fucose und verschiedenen Aminosäuren im Organismus aufzuklären. S. solfataricus nutzt dabei bemerkenswerterweise oft identische Enzyme für den Abbau mehrerer Substrate.In the field of systems biology new insights on biological networks are being acquired via mathematical modelling of various molecular processes. In this regard, the reconstruction of genome-wide metabolic models allows for the in silico analysis of an organism’s metabolism. The metabolism of thermophile prokaryotes is of especially high biotechnological interest. However, only a small number of genome-wide metabolic models has yet been published for thermophile organisms. In this work two major aims have been pursued. First, established software for metabolic modelling should be integrated into a modelling platform. Second, available metabolic models of thermophile prokaryotes should be expanded and the carbohydrate metabolism of these organisms should be characterised for the first time in detail for various carbon sources. The modelling platform that was developed in this work features the automated execution and analysis of large numbers of simulations and allows for the completely database-based administration and analysis of metabolic models. Next to established mathematical methods for the analysis of metabolic models the platform features new graphical methods like the element-centric analysis of in silico fluxes. The metabolic models of the thermophile organisms T. thermophilus HB27 and S. solfataricus P2 were successfully expanded in size and quality and can now be considered the largest genome-wide metabolic models of thermophile prokaryotes. Using the model of T. thermophilus it was demonstrated that the element-centric analysis of predicted carbon fluxes is in good agreement with experimental 13 C-fluxes. Temperature-dependent parameters that have been added to this model yield better predictions for different growth temperatures. The analysis of the metabolic model of S. solfataricus shows that the organism possesses a number of alternative pathways for the fixation of CO2 and the regeneration of reducing equivalents. The model also contributed to the elucidation of the degradation pathways of L-fucose and various amino acids. S. solfataricus remarkably uses same sets of enzymes for the degradation of multiple substrates

Multi-criteria decision making as a tool for sustainable product development : Benefits and obstacles

For developing sustainable products design engineers need to foresee diverse interrelations between a product's characteristics and its economic, social and environmental impacts. In order to support this complex task a wide range of design methods has been developed. Retrospective analytical methods like Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) require a large amount of information and are thus utilized when important design decisions are already made. Prospective methods are rather generic (e.g. checklists) and too broad to be helpful in concrete design decisions. In this paper, the integration of discrete decision trees with LCSA is proposed for shifting multi-criterial quantitative analysis to earlier development. On the basis of sustainability indicators Pareto-optimal decision-paths for given material- and process alternatives along the product lifecycle can be compared up-front. Resulting benefits and obstacles are illustrated by evaluating value creation options of a bicycle frame

Scale-up of Microfiltration Processes

A flow rate and resistance-based approach for upscaling of microfiltration processes from lab scale to process scale is presented, in correlation with biopharmaceutical processes. Basic element is the modeling of filtration curves using a resistance-in-series model based on the Darcy equation. The influences of the filtration setup and the fouling layer are described as additional resistances that change in course of filtration. The necessary parameters, such as setup resistances and filtration areas, are determined by water flow rate measurements. The model is validated by filtration of a particulate test solution. The presented approach can be used for constant flow and constant pressure driven filtration processes. © 2020 The Authors. Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinhei

Restricted Shock Separation in Out-of-Round TOP Nozzles

Thrust optimized parabola rocket nozzles can develop restricted shock separation with the associated reattachement. It becomes even more complicated when the nozzles are deformed. Detailed numerical and experimental studies were carried out to investigate the expected flow pattern. The good agreement between numerics and experiment enables reliable predictions

Social and education-oriented use of the funds from the "Gute-KiTa-Gesetz" ["Good Day-Nursery Act"]. A conceptual proposal, using the example of Thuringia

Zum 1. Januar 2019 trat das Gesetz zur „Weiterentwicklung der Qualität und zur Teilhabe in der Kindertagesbetreuung“ (KiQuTG) in Kraft, das unter der Bezeichnung „Gute-KiTa-Gesetz“ bekannt wurde. Im Beitrag wird die These vertreten, dass die durch dieses Gesetz bereitgestellten Mittel erstens gezielt und prioritär für die Verbesserung der Struktur-, Prozess- und Ergebnisqualität in Kindertageseinrichtungen genutzt werden sollten. Zweitens wird argumentiert, dass nur durch eine einrichtungs- und sozialraumbezogene Konzentration der Ressourcen wirksame Effekte hinsichtlich des Ausgleichs sozial bedingter Nachteile in Bezug auf Bildungs- und Teilhabechancen zu erwarten sind. Ein entsprechender Vorschlag wird am Beispiel Thüringen erläutert. Fördermodelle dieser Art sollten auch als Signal an den schulischen Bereich verstanden werden, da schon länger auf Effekte unterschiedlicher sozialräumlicher Ausgangslagen von Schulen hingewiesen wurde. (DIPF/Orig.)On 01.01.2019, the so-called „Further Development of Quality and Participation in Early Childhood Education and Care Act” (KiQuTG), known as “Good Day-Nursery Act”, came into effect. In this paper we support the position that the related state funding should primarily be used for improving the quality of structure, processes and out-comes of early childhood education and care. Furthermore, we argue that the consequences of social inequality (e.g., less educational and participatory opportunities) can only be effectively reduced by a funding model, which focusses on institutions with a high number of children living in disadvantaged circumstances or located in underprivileged areas. We explain our argument using Th uringia as an example. Such models can also be understood as signals for the school system, as effects of school’s social environment have been already pointed out for a long time. (DIPF/Orig.

Emergence of geometrical optical nonlinearities in photonic crystal fiber nanowires

We demonstrate analytically and numerically that a subwavelength-core dielectric photonic nanowire embedded in a properly designed photonic crystal fiber cladding shows evidence of a previously unknown kind of nonlinearity (the magnitude of which is strongly dependent on the waveguide parameters) which acts on solitons so as to considerably reduce their Raman self-frequency shift. An explanation of the phenomenon in terms of indirect pulse negative chirping and broadening is given by using the moment method. Our conclusions are supported by detailed numerical simulations.Comment: 5 pages, 3 figure