Der Arbeitsmarkt in Deutschland erlebt einen technologisch bedingten Strukturwandel. Durch Digitalisierung werden Tätigkeiten substituierbar, Berufsbilder und dafür benötigte Qualifikationsprofile wandeln sich. Für die Arbeitskräfte resultiert daraus ein Anpassungsdruck, sich zum Erhalt ihres Humankapitals bzw. ihrer Beschäftigungsfähigkeit weiterzubilden. Fraglich ist, inwieweit die Individuen diesen Druck wahrnehmen und mit entsprechenden Weiterbildungen reagieren. Um einen Erklärungsbeitrag zum Weiterbildungsverhalten der Arbeitskräfte in Bezug auf den technologischen Wandel zu leisten, widmet sich das Promotionsvorhaben der Forschungsfrage: „Inwieweit reagieren Arbeitskräfte bezüglich ihres Weiterbildungsverhaltens auf einen sich digitalisierungsbedingt wandelnden Arbeitsmarkt?“

Background: For over a century, scientists have studied host-pathogen interactions between the crayfish plague disease agent Aphanomyces astaci and freshwater crayfish. It has been hypothesised that North American crayfish hosts are disease-resistant due to the long-lasting coevolution with the pathogen. Similarly, the increasing number of latent infections reported in the historically sensitive European crayfish hosts seems to indicate that similar coevolutionary processes are occurring between European crayfish and A. astaci. Our current understanding of these host-pathogen interactions is largely focused on the innate immunity processes in the crayfish haemolymph and cuticle, but the molecular basis of the observed disease-resistance and susceptibility remain unclear. To understand how coevolution is shaping the host’s molecular response to the pathogen, susceptible native European noble crayfish and invasive disease-resistant marbled crayfish were challenged with two A. astaci strains of different origin: a haplogroup A strain (introduced to Europe at least 50 years ago, low virulence) and a haplogroup B strain (signal crayfish in lake Tahoe, USA, high virulence). Here, we compare the gene expression profiles of the hepatopancreas, an integrated organ of crayfish immunity and metabolism. Results: We characterised several novel innate immune-related gene groups in both crayfish spe cies. Across allchallenge groups, we detected 412 differentially expressed genes (DEGs) in the noble crayfish, and 257 DEGs in the marbled crayfish. In the noble crayfish, a clear immune response was detected to the haplogroup B strain, but not to the haplogroup A strain. In contrast, in the marbled crayfish we detected an immune response to the haplogroup A strain, but not to the haplogroup B strain. Conclusions: We highlight the hepatopancreas as an important hub for the synthesis of immune molecules in the response to A. astaci. A clear distinction between the innate immune response in the marbled crayfish and the noble crayfish is the capability of the marbled crayfish to mobilise a higher variety of innate immune response effectors.

Naturwissenschaftliches Experimentieren im Förderschwerpunkt geistige Entwicklung: An Schulen mit dem Förderschwerpunkt geistige Entwicklung führen Schülerinnen und Schüler nur selten naturwissenschaftliche Experimente durch. Doch auch diese Schülerschaft kann mit adressatengerechten Lernmaterialien Experimente durchführen, deren Gestaltungskriterien in dieser Studie ermittelt werden. Zudem wird in der Studie erfasst, wie sich die Schülerinnen und Schüler über ein Schuljahr in ihrer experimentellen Kompetenz weiterentwickeln.

This thesis explores a 3D object detection and pose estimation approach based on the point pair features method presented by Drost et. al. [Dro+10]. While pose estimation methods have shown good improvements, they still remain a crucial problem on the computer vision field. In this work, we implemented a program that takes point cloud scenes as input and returns the detected object with their estimated pose. The program fully covers an object detection pipeline by processing 3D models during an offline phase, extracting their point pair features and creating a global descriptor out of them. During an online phase, the same features are extracted from a point cloud scene and are matched to the model features. After the voting scheme, potential poses of the object are retrieved. The poses end being clustered together and post-processed to finally deliver a result. The program was tested using simulated and real data. We evaluate these tests and present the final results, by discussing the achieved accuracy of the detections and the estimated poses.

Künstliche Intelligenz (KI) hat sich in den letzten Jahren in der Gesellschaft stark ver-breitet und auch in Unternehmen einen zunehmenden Einsatz gefunden. Bekannt für den Einsatz sind meistens große internationale Konzerne, welche eine führende Position in den Märkten einnehmen. Um Deutschland als KI-Standort zu stärken, hat deshalb die Bundesregierung 2018 beschlossen, mit 5 Milliarden Euro deutsche Unternehmen in der Verwendung von KI zu fördern. Stand September 2021 wurden von diesen allerdings nur 346 Millionen abgerufen, wodurch sich die Frage stellt, wie besonders kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) in Deutschland mit dem Thema KI umgehen. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die Perspektive der KMUs auf Akzeptanzkriterien, Hindernisse und Potenziale des Einsatzes von KI zu untersuchen. Um die Forschungs-fragen zu beantworten, wurde eine qualitative Interviewstudie mit fünf KMUs durchge-führt, welche im Anschluss mit dem Ansatz der qualitativen Inhaltsanalyse nach May-ring ausgewertet wurde. Die Arbeit zeigt, dass Unternehmen ein großes Interesse am Thema KI haben und sich der Einsatz immer weiter verbreitet. KMUs sehen viel Potenzial durch den Einsatz der neuen Technologie, sehen aber noch einige Hindernisse, die es zu überwinden gilt.

Instructor feedback on written assignments is one of the most important elements in the writing process, especially for students writing in English as a foreign language. However, students are often critical of both the amount and quality of the feedback they receive. In order to better understand what makes feedback effective, this study explored the nature of students’ assessments of the educational alliance, and how their receptivity to, perceptions of, and decisions about using their instructors’ feedback differed depending on how strong they believed the educational alliance to be. This exploratory case study found that students not only assessed the quality of the educational alliance based on goal compatibility, task relevance, and teacher effectiveness, but that there was also a reciprocal relationship between these elements. Furthermore, students’ perceptions of the educational alliance directly influenced how they perceived the feedback, which made the instructor’s choice of feedback method largely irrelevant. Stronger educational alliances resulted in higher instances of critical engagement, intrinsic motivation, and feelings of self-efficacy. The multidirectional influence of goal, task, and bond mean that instructors who want to maximize their feedback efforts need to attend to all three.

Social networks are ubiquitous structures that we generate and enrich every-day while connecting with people through social media platforms, emails, and any other type of interaction. While these structures are intangible to us, they carry important information. For instance, the political leaning of our friends can be a proxy to identify our own political preferences. Similarly, the credit score of our friends can be decisive in the approval or rejection of our own loans. This explanatory power is being leveraged in public policy, business decision-making and scientific research because it helps machine learning techniques to make accurate predictions. However, these generalizations often benefit the majority of people who shape the general structure of the network, and put in disadvantage under-represented groups by limiting their resources and opportunities. Therefore it is crucial to first understand how social networks form to then verify to what extent their mechanisms of edge formation contribute to reinforce social inequalities in machine learning algorithms. To this end, in the first part of this thesis, I propose HopRank and Janus two methods to characterize the mechanisms of edge formation in real-world undirected social networks. HopRank is a model of information foraging on networks. Its key component is a biased random walker based on transition probabilities between k-hop neighborhoods. Janus is a Bayesian framework that allows to identify and rank plausible hypotheses of edge formation in cases where nodes possess additional information. In the second part of this thesis, I investigate the implications of these mechanisms - that explain edge formation in social networks - on machine learning. Specifically, I study the influence of homophily, preferential attachment, edge density, fraction of inorities, and the directionality of links on both performance and bias of collective classification, and on the visibility of minorities in top-k ranks. My findings demonstrate a strong correlation between network structure and machine learning outcomes. This suggests that systematic discrimination against certain people can be: (i) anticipated by the type of network, and (ii) mitigated by connecting strategically in the network.

In this thesis the possibilities for real-time visualization of OpenVDB files are investigated. The basics of OpenVDB, its possibilities, as well as NanoVDB and its GPU port, were studied. A system was developed using PNanoVDB, the graphics API port of OpenVDB. Techniques were explored to improve and accelerate a single ray approach of ray tracing. To prove real-time capability, two single scattering approaches were also implemented. One of these was selected, further investigated and optimized to achieve interactive real-time rendering. It is important to give artists immediate feedback on their adjustments, as well as the possibility to change all parameters to ensure a user friendly creation process. In addition to the optical rendering, corresponding benchmarks were collected to compare different improvement approaches and to prove their relevance. Attention was paid to the rendering times and memory consumption on the GPU to ensure optimal use. A special focus, when rendering OpenVDB files, was put on the integrability and extensibility of the program to allow easy integration into an existing real-time renderer like U-Render.

Currently, there are a variety of digital tools in the humanities, such as annotation, visualization, or analysis software, which support researchers in their work and offer them new opportunities to address different research questions. However, the use of these tools falls far short of expectations. In this thesis, twelve improvement measures are developed within the framework of a design science theory to counteract the lack of usage acceptance. By implementing the developed design science theory, software developers can increase the acceptance of their digital tools in the humanities context.

Die Studie thematisiert die Positionierung und Subjektivierung von Medienpädagog*innen im Diskurs um Gewaltdarstellungen in Computerspielen. Der sogenannte ‚Killerspiel‘-Diskurs in den Jahren 2001 bis 2016 stellt für medienpädagogische Fachkräfte ein Feld widersprüchlicher Handlungserwartungen dar, Gewaltdarstellungen in Computerspielen entweder als Problem wahrzunehmen und dieses zu bearbeiten oder Computerspiele als Chance zu begreifen. Als rele-vante Multiplikator*innen diskursiver Wissensbestände wurden deswegen für diese Studie Me-dienpädagog*innen interviewt, die an maßgeblichen Positionen in der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Praxis agieren und daher für viele Kolleg*innen deutungs- und praxisrelevan-tes Wissen generieren. Um die Ausrichtung dieses Wissens zu prüfen, wurde in dieser Studie die Frage gestellt, wie sich diese medienpädagogischen Fachkräfte, die korrigierend in Diskurse ein-greifen, positionieren und inwiefern (medien-)pädagogische Professionalität als Ressource und Grenze der Positionierung fungiert. Um die Fragestellung zu beantworten wurden zwei empirisch analytische Untersuchungen durchgeführt. Zuerst wurde eine Sekundäranalyse bestehender Diskursanalysen zum ‚Killer-spiel‘-Diskurs durchgeführt, um die Subjektpositionen herauszuarbeiten, mit denen sich die Me-dienpädagog*innen auseinandersetzen mussten. In einem zweiten Schritt wurde eine qualitative Interviewstudie mit neun Medienpädagog*innen durchgeführt. Im Anschluss an die semi-narrativen Expert*inneninterviews wurden diese in einem dreistufigen Verfahren ausgewertet. Nach der deduktiven und induktiven Kategorienbildung in Anlehnung an die inhaltlich struktu-rierende Inhaltsanalyse, wurde im Rahmen einer Deutungsmusteranalyse das Deutungswissen der Medienpädagog*innen und der Sinnhorizont ihrer Intervention in den Diskurs feinanalytisch rekonstruiert. Zuletzt wurden drei biographische Fallanalysen durchgeführt, um die Relationie-rung zwischen Diskurs und (Berufs-)biographie zu diskutieren. Im Rahmen der Sekundäranalyse des ‚Killerspiel‘-Diskurses konnte die bisher in Diskursanaly-sen rekonstruierte Differenzierung von Risiko- und Chancennarrativ erweitert werden. Durch die Abgrenzung jeweils zweier Deutungsmuster des Problemdiskurses (‚Gefahr‘ und ‚Risiko‘) und des Gegendiskurses (‚Optimierung von Lernchancen‘ und ‚Kultur‘) konnten dadurch Positionie-rungen in multiplen Konfliktfeldern sichtbar gemacht werden. So war es möglich die fachliche Positionierung der Medienpädagog*innen als Zwischenraum zu fassen, in dem sowohl Deutun-gen des Gegendiskurses als auch des Problemdiskurses eigenwillig miteinander relationiert wer-den. Die eigenwillige Aneignung diskursiver Problem- und Deutungsmuster verläuft bei den Medienpädagog*innen über unterschiedliche fachliche Schnittstellen und Kopplungen. Statt den Diskurs mit der eigenen Lebensgeschichte zu relationieren wird er mit der in Handlungsfeld-strukturen situierten fachlichen medienpädagogischen Praxis in Beziehung gesetzt. Dabei ist eine Pädagogisierung des Diskurses und eine Diskursivierung pädagogischer Handlungsfelder zu beobachten. Mittels mehrerer Pädagogiken werden diskursive Deutungsmuster transformiert und das medienpädagogische Handeln durch die Re-Interpretation medienpädagogischer Hand-lungsfelder im Sinnhorizont des Diskurses als Intervention in den Diskurs gerahmt. Gleichzeitig wird in einem ‚Opportunismus der Uneindeutigkeit‘ die Anschlussfähigkeit an Problemdeutun-gen durch die Selbstdarstellung als verantwortliche Problembearbeiter*innen gewahrt, wodurch die eigene Handlungsfähigkeit, die Legitimität des Handelns und der Zugang zu gesellschaftli-chen Ressourcen gesichert wird. In den Fallanalysen zeigte sich, dass diese fachlichen Positionierungen nur dann einen Subjekti-vierungsprozess dokumentieren, wenn die Erzählbausteine des Diskurses (Deutungsmuster und diskursiver Konflikt) als Material für die eigene Selbsterzählung herangezogen und als Professi-onsverständnis re-artikuliert werden. Das Konfliktszenario wird dann über dessen öffentliche Thematisierung hinaus als berufsbiographisches Projekt formulierbar, was sich insbesondere da-rin zeigt, dass prospektive Zukunftsentwürfe weiterhin im Deutungs- und Konfliktspektrum des Diskurses verortet werden. Subjektivierung professioneller Akteure kann daher als über fachliche Positionierungen (als fachlich orientierte, kommentierende Auseinandersetzungen mit im Diskurs verhandelten Deutungsmustern und Wissensbeständen) hinausgehende Prozesse der Deutung des eigenen Professionalitätsverständnisses, die Ausbildung von Pädagogiken und die Veranke-rung berufsbiographischer Ziele im Horizont des Deutungsspektrum des Diskurses gefasst wer-den. In der medienpädagogischen Professionsforschung können die Deutungsmuster und Subjektpo-sitionen des Diskurses als Professionalitätserwartungen analytisch Anwendung finden. Ihr Vor-teil gegenüber den hierfür auch herangezogenen Paradigmen der Medienpädagogik ist der Aktu-alitäts- und Gegenstandsbezug. Auch in anderen Themenbereichen (bspw. Mediensucht) können die Deutungsmuster des Diskurses sinnvoll Anwendung finden. Die Studie konnte zudem zei-gen, dass eine Subjektivierungsheuristik sinnvoll auf professionelle Akteure anwendbar ist, da fachliche Positionierungen von Subjektivierungen deutlich unterschieden werden können. Dafür wurde eine spezielle für professionelle Akteure konzipierte Subjektivierungsheuristik entworfen, die insbesondere den unterschiedlichen Funktionen diverser Wissensformen Rechnung tragen kann und in der Professionsforschung die Relevanz des diskursiven Wissens als relevanter Wis-sensform für professionelle Praxis herausstellt.