Smart physics to create kinematic data from GPS measurements

An experimental exercise is presented where students explore the principal concepts of kinematics with the GPS sensor of their smartphone. It enables our students to record and analyze a self-performed complex movement independently. Students learn how to transform geographical into Cartesian coordinates and how to investigate movements in everyday life

Smart physics with an oscillating beverage can

A digital learning-teaching environment is introduced in which undergraduate students are challenged to connect the basic physical concepts of oscillation, buoyancy and data analysis via an authentic experiment. The damped oscillation of a cylindrical body swimming upright in water is measured via the MEMS acceleration sensor of a wireless MCU SensorTag. The data are recorded with the app phyphox on a smartphone or tablet. The theoretical oscillation period and the experimentally determined periods obtained via different data analysis roots are found to agree showing an excellent theory-experiment interplay. The proposed experiment is suited for the physics home lab e.g. under the current pandemic situation or for open university courses as well as for physics lab courses

Implementation of smartphone-based experimental exercises for physics courses at universities

A concept for undergraduate mechanics courses at universities is introduced where traditional pencil-paper based exercises are partially replaced by experimental exercises, in which smartphones are used as measurement devices. A detailed guidance for practical realization and implementation of these tasks formats into the course is presented. Three smartphone-based experimental exercises ‘The tilting smartphone’, ‘The oscillation balance’ and ‘Using the Smartphone in a Torsion Pendulum’ are presented. First empirical results with respect to the learning achievement indicate a mid size effect on the understanding of the physical concepts. Compared to the traditional pencil-paper based exercises, the students performance in the experimental exercises is slightly lower, although the motivation to solve these tasks is higher

Lernwirksamkeitsanalyse smartphonebasierter Experimentierhausaufgaben

In diesem Beitrag werden das Design und die Ergebnisse einer Pilotstudie vorgestellt, welche die Lernwirksamkeit von Experimentierhausaufgaben mit Smartphones als Messinstrument in der Studieneingangsphase für das Fach Physik untersucht. Die experimentellen Aufgabenstellungen ermöglichen es den Studierenden schon in den ersten Vorlesungswochen selbstständig zu experimentieren, eigens generierte Daten zu analysieren und somit die theoretischen Konzepte aus der Vorlesung kontextorientiert anzuwenden. Die Lernwirksamkeit der Experimentierhausaufgaben wird exemplarisch für einen Themenbereich aus der Rotationsdynamik starrer Körper in der Mechanik mit einer Pre-Post-Test Studie im Interventions- und Kontrollgruppedesign untersucht. Die Ergebnisse der Pilotstudie zeigen, dass das neue Aufgabenformat für den untersuchten Themenkomplex einen größeren Lernzuwachs bewirkt, als es die klassischen physikalischen Übungsaufgaben ermöglichen

COVID-19 und Gastroenterologie

Die COVID-19-Pandemie hat die Welt verändert. Diese Ausgabe der Zeitschrift "Die Gastroenterologie" legt ihren Fokus auf die Auswirkungen von COVID-19 auf die Gastroenterologie und die Hepatologie. K. Schütte und C. Schulz geben einen Überblick über die gastroenterologischen Aspekte der COVID-19-Pandemie. Ein signifikanter Teil von PatientInnen mit SARSCoV-2-Infektion berichtet über gastrointestinale Symptome. So zeigt eine jüngere prospektive multizentrische Studie, in die wegen COVID-19 hospitalisierte PatientInnen eingeschlossen wurden, eine Anorexie bei 49,8%, Diarrhö bei 39,4%, Übelkeit und Erbrechen bei 27,4% und abdominelle Schmerzen bei 20,7% der PatientInnen zum Zeitpunkt der stationären Aufnahme [1]. Die AutorInnen besprechen darüber hinaus die sektorenübergreifend signifikanten Auswirkungen der COVID-19-Pandemie auf die Versorgungsstrukturen in der Gastroenterologie. Neben den Herausforderungen für die Aufrechterhaltung einer guten medizinischen Versorgung aller PatientInnen sehen die AutorInnen zukünftige Herausforderungen insbesondere darin, die Tätigkeit im Gesundheitssystem durch strukturelle, inhaltliche und psychologische Unterstützung der AkteurInnen attraktiv zu halten und auch unter den Umständen einer Pandemie eine qualitativ hochwertige Ausbildung im pflegerischen und ärztlichen Bereich sicherzustellen. Mit diesen Herausforderungen und Folgen spezifisch für die Endoskopie und das Endoskopiepersonal beschäftigt sich der Beitrag von P. Mester, A. Kandulski et al. Endoskopische Untersuchungen des oberen Gastrointestinaltrakts können als aerosolgenerierende Prozeduren eingeordnet werden. Die Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung („personal protective equipment“, PPE) als infektionspräventive Maßnahme in der Endoskopie ist effektiv und wahrscheinlich in ihrer Wirksamkeit höher einzuschätzen als präendoskopische Teststrategien. Die AutorInnen zeigen, dass die Präventionsstrategien während der Pandemie erfolgreich und die Infektionsraten des Personals in der Endoskopie durch die eingeleiteten nun evidenzbasierten Maßnahmen sehr gering waren

Lehren und Lernen mit dem Smarten Physiklabor

In diesem Beitrag wird ein neues Aufgabendesign vorgestellt, welches die klassischen Übungsaufgaben in der Einführungsvorlesung 'Experimentalphysik 1 - Mechanik' ergänzt. Zusätzlich zu den wöchentlich ausgegebenen Übungsaufgaben müssen die Studierenden experimentelle Problemstellungen lösen. Durch dieses neue Aufgabenformat erhoffen wir uns eine deutliche Verbesserung des konzeptuellen Verständnisses und der physikalischen Problemlösekompetenz der Lernenden.  In den Experimentieraufgaben dient das Smartphone zeitgleich als Experimentiermedium und Messgerät. Wir präsentieren die Integration solcher smartphonebasierten Experimentierhausaufgaben in den regulären Vorlesungsbetrieb. Des Weiteren wird ein exemplarisches Beispiel einer solchen Aufgabe vorgestellt. Den Abschluss bildet das Feedback unserer Studierenden sowie erste empirische Ergebnisse dieses Lehr-Lern-Projekts

Recurrent Disseminated Intravascular Coagulation in Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer: A Case Report

Disseminated intravascular coagulation (DIC) is a systemic disease characterized by simultaneous thrombosis, bleeding, and partially excessive fibrinolysis. Systemic shock, trauma, bacterial toxins, and procoagulants-expressing solid and hematologic malignancies are common causes of this life-threatening hemorrhagic complication and often require treatment in intensive care units. We describe a case of an elderly man with recurrent severe bleeding events in the cause of DIC, including epistaxis, hemoptysis, hematuria, and gastrointestinal bleeding. Laboratory investigations revealed elevated prostate-specific antigen (PSA), suggesting an underlying prostate cancer. Despite intensified coagulatory therapy, the coagulation disorder could not be stabilized. A single injection of degarelix, a gonadotropin-releasing hormone (GnRH) receptor antagonist, led to rapid stabilization of the coagulation and decreased PSA within days. One year after initiating androgen-deprivation therapy, there were recurrent transfusion-requiring bleeding events, and a concomitant PSA increase occurred, suggesting metastatic castration-resistant disease associated with DIC. This case emphasizes DIC as a possible primary phenomenon and indicator for the progression of the underlying malignancy, as well as the importance of etiological therapies in the management of DIC

Lehren und Lernen mit dem Smarten Physiklabor

In diesem Beitrag wird ein neues Aufgabendesign vorgestellt, welches die klassischen Übungsaufgaben in der Einführungsvorlesung 'Experimentalphysik 1 - Mechanik' ergänzt. Zusätzlich zu den wöchentlich ausgegebenen Übungsaufgaben müssen die Studierenden experimentelle Problemstellungen lösen. Durch dieses neue Aufgabenformat erhoffen wir uns eine deutliche Verbesserung des konzeptuellen Verständnisses und der physikalischen Problemlösekompetenz der Lernenden.  In den Experimentieraufgaben dient das Smartphone zeitgleich als Experimentiermedium und Messgerät. Wir präsentieren die Integration solcher smartphonebasierten Experimentierhausaufgaben in den regulären Vorlesungsbetrieb. Des Weiteren wird ein exemplarisches Beispiel einer solchen Aufgabe vorgestellt. Den Abschluss bildet das Feedback unserer Studierenden sowie erste empirische Ergebnisse dieses Lehr-Lern-Projekts

Detection of liver dysfunction using a wearable electronic nose system based on semiconductor metal oxide sensors

The purpose of this exploratory study was to determine whether liver dysfunction can be generally classified using a wearable electronic nose based on semiconductor metal oxide (MOx) gas sensors, and whether the extent of this dysfunction can be quantified. MOx gas sensors are attractive because of their simplicity, high sensitivity, low cost, and stability. A total of 30 participants were enrolled, 10 of them being healthy controls, 10 with compensated cirrhosis, and 10 with decompensated cirrhosis. We used three sensor modules with a total of nine different MOx layers to detect reducible, easily oxidizable, and highly oxidizable gases. The complex data analysis in the time and non-linear dynamics domains is based on the extraction of 10 features from the sensor time series of the extracted breathing gas measurement cycles. The sensitivity, specificity, and accuracy for distinguishing compensated and decompensated cirrhosis patients from healthy controls was 1.00. Patients with compensated and decompensated cirrhosis could be separated with a sensitivity of 0.90 (correctly classified decompensated cirrhosis), a specificity of 1.00 (correctly classified compensated cirrhosis), and an accuracy of 0.95. Our wearable, non-invasive system provides a promising tool to detect liver dysfunctions on a functional basis. Therefore, it could provide valuable support in preoperative examinations or for initial diagnosis by the general practitioner, as it provides non-invasive, rapid, and cost-effective analysis results