In der vorliegenden Dissertation mit dem Titel "Blickanalysen bei mentalen Rotationsaufgaben" wird eine Analyse der visuellen Verarbeitungsprozesse bei mentalen Rotationsaufgaben mittels Eye-Tracking-Technologie durchgeführt, um die zugrundeliegenden kognitiven Prozesse und Strategien, die bei der Lösung dieser Aufgaben angewandt werden, zu untersuchen. Ein Anliegen dieser Arbeit ist es, die Problemstellung zu adressieren, wie individuelle Unterschiede, insbesondere geschlechtsspezifische Differenzen in den Blickmustern, die visuelle Verarbeitung und Leistung bei mentalen Rotationsaufgaben beeinflussen. Hierzu wurden drei Studien durchgeführt, die nicht nur die Identifikation von Blickmustern und die Analyse der Leistungsunterschiede in Bezug auf Geschlecht umfassen, sondern auch die Korrelation zwischen Blickverhalten und Leistung untersuchen. Die Ergebnisse dieser Forschung bieten Einblicke in die Mechanismen der visuellen und kognitiven Verarbeitung bei mentalen Rotationsaufgaben und heben die Bedeutung des Eye-Tracking als Forschungsinstrument in der kognitiven Psychologie hervor, um ein umfassendes Verständnis der Einflussfaktoren auf räumliches Denken und Problemlösungsstrategien zu erlangen.

Diese Dissertation widmet sich der inhaltsanalytischen, quantitativen Analyse der Kompilation Disney Princess durch die Anwendung der Theorie des male gaze von Laura Mulvey, welche sie in Visual Pleasure and Narrative Cinema (1975) sowie Afterthoughts on `Visual Pleasure and Narrative Cinema‘ inspired by King Vidor´s Duel in the Sun (1946) (1981) darstellte. Die Autorin der Dissertation nutzt die quantitative Inhaltsanalyse nach Patrick Rössler, um die Filme der Kompilation Disney Princess aus den Jahren 1937 bis 2016 sowie den Film Die Eiskönigin (2013) auf die Darstellung der weiblich und männlich gelesenen Filmfiguren im Hinblick auf die Körperproportionen, den Grad ihrer Aktivität und den Umfang ihrer Präsenz sowie das Geschlecht der Filmmitarbeiter:innen zu untersuchen.

Empirical studies in software engineering use software repositories as data sources to understand software development. Repository data is either used to answer questions that guide the decision-making in the software development, or to provide tools that help with practical aspects of developers’ everyday work. Studies are classified into the field of Empirical Software Engineering (ESE), and more specifically into Mining Software Repositories (MSR). Studies working with repository data often focus on their results. Results are statements or tools, derived from the data, that help with practical aspects of software development. This thesis focuses on the methods and high order methods used to produce such results. In particular, we focus on incremental methods to scale the processing of repositories, declarative methods to compose a heterogeneous analysis, and high order methods used to reason about threats to methods operating on repositories. We summarize this as technical and methodological improvements. We contribute the improvements to methods and high-order methods in the context of MSR/ESE to produce future empirical results more effectively. We contribute the following improvements. We propose a method to improve the scalability of functions that abstract over repositories with high revision count in a theoretically founded way. We use insights on abstract algebra and program incrementalization to define a core interface of highorder functions that compute scalable static abstractions of a repository with many revisions. We evaluate the scalability of our method by benchmarks, comparing a prototype with available competitors in MSR/ESE. We propose a method to improve the definition of functions that abstract over a repository with a heterogeneous technology stack, by using concepts from declarative logic programming and combining them with ideas on megamodeling and linguistic architecture. We reproduce existing ideas on declarative logic programming with languages close to Datalog, coming from architecture recovery, source code querying, and static program analysis, and transfer them from the analysis of a homogeneous to a heterogeneous technology stack. We provide a prove-of-concept of such method in a case study. We propose a high-order method to improve the disambiguation of threats to methods used in MSR/ESE. We focus on a better disambiguation of threats, operationalizing reasoning about them, and making the implications to a valid data analysis methodology explicit, by using simulations. We encourage researchers to accomplish their work by implementing ‘fake’ simulations of their MSR/ESE scenarios, to operationalize relevant insights about alternative plausible results, negative results, potential threats and the used data analysis methodologies. We prove that such way of simulation based testing contributes to the disambiguation of threats in published MSR/ESE research.

In the last years, the public interest in epidemiology and mathematical modeling of disease spread has increased - mainly caused by the COVID-19 pandemic, which has emphasized the urgent need for accurate and timely modelling of disease transmission. However, even prior to that, mathematical modelling has been used for describing the dynamics and spread of infectious diseases, which is vital for developing effective interventions and controls, e.g., for vaccination campaigns and social restrictions like lockdowns. The forecasts and evaluations provided by these models influence political actions and shape the measures implemented to contain the virus. This research contributes to the understanding and control of disease spread, specifically for Dengue fever and COVID-19, making use of mathematical models and various data analysis techniques. The mathematical foundations of epidemiological modelling, as well as several concepts for spatio-temporal diffusion like ordinary differential equation (ODE) models, are presented, as well as an originally human-vector model for Dengue fever, and the standard (SEIR)-model (with the potential inclusion of an equation for deceased persons), which are suited for the description of COVID-19. Additionally, multi-compartment models, fractional diffusion models, partial differential equations (PDE) models, and integro-differential models are used to describe spatial propagation of the diseases. We will make use of different optimization techniques to adapt the models to medical data and estimate the relevant parameters or finding optimal control techniques for containing diseases using both Metropolis and Lagrangian methods. Reasonable estimates for the unknown parameters are found, especially in initial stages of pandemics, when little to no information is available and the majority of the population has not got in contact with the disease. The longer a disease is present, the more complex the modelling gets and more things (vaccination, different types, etc.) appear and reduce the estimation and prediction quality of the mathematical models. While it is possible to create highly complex models with numerous equations and parameters, such an approach presents several challenges, including difficulties in comparing and evaluating data, increased risk of overfitting, and reduced generalizability. Therefore, we will also consider criteria for model selection based on fit and complexity as well as the sensitivity of the model with respect to specific parameters. This also gives valuable information on which political interventions should be more emphasized for possible variations of parameter values. Furthermore, the presented models, particularly the optimization using the Metropolis algorithm for parameter estimation, are compared with other established methods. The quality of model calculation, as well as computational effort and applicability, play a role in this comparison. Additionally, the spatial integro-differential model is compared with an established agent-based model. Since the macroscopic results align very well, the computationally faster integro-differential model can now be used as a proxy for the slower and non-traditionally optimizable agent-based model, e.g., in order to find an apt control strategy.

In a world where language defines the boundaries of one's understanding, the words of Austrian philosopher Ludwig Wittgenstein resonate profoundly. Wittgenstein's assertion that "Die Grenzen meine Sprache bedeuten die Grenzen meiner Welt" (Wittgenstein 2016: v. 5.6) underscores the vital role of language in shaping our perceptions. Today, in a globalized and interconnected society, fluency in foreign languages is indispensable for individual success. Education must break down these linguistic barriers, and one promising approach is the integration of foreign languages into content subjects. Teaching content subjects in a foreign language, a practice known as Content Language Integrated Learning (CLIL), not only enhances language skills but also cultivates cognitive abilities and intercultural competence. This approach expands horizons and aligns with the core principles of European education (Leaton Gray, Scott & Mehisto 2018: 50). The Kultusministerkonferenz (KMK) recognizes the benefits of CLIL and encourages its implementation in German schools (cf. KMK 2013a). With the rising popularity of CLIL, textbooks in foreign languages have become widely available, simplifying teaching. However, the appropriateness of the language used in these materials remains an unanswered question. If textbooks impose excessive linguistic demands, they may inadvertently limit students' development and contradict the goal of CLIL. This thesis focuses on addressing this issue by systematically analyzing language requirements in CLIL teaching materials, emphasizing receptive and productive skills in various subjects based on the Common European Framework of Reference. The aim is to identify a sequence of subjects that facilitates students' language skill development throughout their school years. Such a sequence would enable teachers to harness the full potential of CLIL, fostering a bidirectional approach where content subjects facilitate language learning. While research on CLIL is extensive, studies on language requirements for bilingual students are limited. This thesis seeks to bridge this gap by presenting findings for History, Geography, Biology, and Mathematics, allowing for a comprehensive understanding of language demands. This research endeavors to enrich the field of bilingual education and CLIL, ultimately benefiting the academic success of students in an interconnected world.

Organic binder mixtures and process additives have been used in refractory materials for a long time due to their property-improving effect. Coal tar pitches in particular can contain thousands of chemical compounds, of which especially polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are known to be carcinogenic and mutagenic and thus pose a risk to both the environment and human health. However, despite intensive research, the exact structure of these carbon mixtures is still not fully clarified. This is becoming an increasing problem, especially with regard to more stringent legal requirements arising from REACH, the European Chemicals Regulation for the Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals. Furthermore, the knowledge of the structural and chemical composition is also of great importance for optimal processing of the carbon mixtures to high-quality technical products. In the present work, an analytical strategy for the investigation of complex carbon mixtures containing PAHs is developed. Due to their complexity, a combination of different methods is used, including elemental analysis, solvent extraction, thermogravimetry, differential thermal analysis, raman and infrared spectroscopy as well as high-resolution mass spectrometry. In addition, a procedure for the evaluation of mass spectrometric data based on multivariate statistical methods such as hierarchical cluster analysis and principal component analysis is developed. The application of the developed analytical strategy to various industrially used carbon-based binder mixtures allowed the elucidation of characteristic properties, including aromaticity, molecular mass distribution, degree of alkylation and elemental composition. It was also shown that combining high-resolution time-of-flight mass spectrometry with multivariate statistical data analysis is a fast and effective tool for the classification of complex binder mixtures and the identification of characteristic molecular structures. In addition, the analytical strategy was applied to manufactured refractory products. Despite the small amount of the contained organic phase, characteristic structural features of each sample could be identified and extracted, which enabled an unambiguous classification of the refractory products.

With the increasing importance and urgency of climate change, companies are challenged to contribute to sustainable development, especially by younger generations. However, existing corporate contributions have been criticized as insufficient, which could be particularly caused by a lack of employee engagement in corporate sustainability. In this context, gamification has been proposed and increasingly investigated in recent years as a promising, innovative tool to motivate sustainable employee behaviors in the workplace. However, there are few studies and applicable gamification solutions that address more than one specific sustainability issue and thus take a holistic perspective on sustainable behaviors in the workplace. Moreover, previous research lacks a comprehensive understanding of how different gamification elements elicit specific psychological effects, how these manifest in behavioral changes, and how these, in turn, cumulatively result in measurable corporate outcomes. The path from gamification as ”input” to corporate sustainability as ”output” thus remains unexplored. This dissertation fills this gap by conceptualizing, designing, and evaluating a holistic gamified intervention that supports employees in various sustainable behaviors in their daily activities. The project uses a design science research approach that closely involves employees in the incremental development of the solution. As part of the iterative design process, this dissertation presents six studies to extend the theoretical understanding of gamification for sustainable employee behaviors. First, a comprehensive review of existing research on gamification for sustainable employee behavior is provided, analyzing gamification designs and results of previous studies and outlining an agenda for further research (Study 1). Theoretical foundations of research on gamification, serious games, and game-based learning (Study 2) and empirical design principles for gamification and persuasive systems (Study 3) are then systematically reviewed as a basis for the successful design of gamified applications. Subsequently, empirical studies explore employees’ motivations for sustainable behavior and illuminate their expectations for design features (Study 4), and identify contextual challenges and design dilemmas when implementing gamification in an organizational context (Study 5). Finally, a quantitative field study (Study 6) explores how different gamification designs influence sustainable employee behavior and corporate sustainability in organizations. Based on the findings, this dissertation presents a comprehensive framework of gamification for sustainable employee behavior that incorporates design, individual behavior, and organizational perspectives. Finally, building on these insights, it provides practical recommendations for designing gamification to encourage sustainable employee behavior at work.

Bauxite is, among other raw materials, an important material for the production of refractories. However, the availability of refractory raw material grades is limited worldwide. As high iron contents have a negative influence on the temperature resistance of the refractory material produced, a maximum iron oxide content of 2 wt.-% in the bauxite is acceptable. This means that only native raw materials from a few deposits can be used. In order to counteract the problem of too high iron oxide contents in natural bauxites, the possibility of processing bauxite for the refractory industry by using an acid leaching process was to be investigated within the scope of this work. In previous studies on this topic, some investigations on iron leaching have already been carried out on individual bauxites. However, the resulting bauxite composition was mostly neglected in its entirety and only the influences of individual leaching parameters on the leaching result were investigated independently. Moreover, the results and procedures generated are not generally valid and cannot be transferred to bauxites of other chemical or mineralogical compositions. In order to clarify the open questions in the processing of natural bauxites, leaching tests with hydrochloric acid were carried out on five different bauxites within this work. By using computerized statistical design of experiments, an individual model was generated for each bauxite to predict the optimal factor settings. The factors investigated were acid concentration, solid-acid ratio, leaching temperature, leaching time and grain fraction. The general planning method for bauxite processing developed in this context contains all necessary factors, useful factor settings and the effects to be considered during planning and evaluation. It could be shown that, based on this planning method, a significant, individual model can be created for each of the bauxites investigated, which predicts the optimal leaching settings for the corresponding bauxite. Furthermore, it was found that the transfer of an already created model to another bauxite of similar composition is possible. Based on the results obtained from the leaching tests and model fittings, in combination with further results on the structural analysis of the bauxites, insights into the leachability of various aluminium and iron minerals from bauxite could be gained. To develop a sustainable acid leaching process, the possibility of regenerating the contaminated acid produced was also tested as an example. It was shown that liquid-liquid extraction can extract more than 99 % of the iron present in the solution and that the regenerated acid can then be reused for the leaching process.

Im Rahmen des vorliegenden Promotionsprojekts wird untersucht, welche Körperideologien in den drei unterschiedlichen Sportfeldern Hochleistungs-, Gesundheits- sowie Erlebnis- bzw. Funsport gegeben sind und welchen gesellschaftswirksamen Einfluss diese Ideologien aufweisen. Im Rahmen der zentralen Forschungsfrage wird des Weiteren erforscht, welche diskursiven Mittel bei Körperideologien im Sportbereich eingesetzt werden, welche Formationen in Bezug auf den Gegenstand, welche Äußerungsmodalitäten, Begrifflichkeiten und Strategien dem Diskurs zugrundeliegen und wer als TrägerIn oder AdressatIn des Diskurses identifiziert werden kann. Außerdem steht die Fragestellung im Fokus, welche Bezüge zu anderen Diskursen bestehen und um welche Diskurse es sich dabei handelt. Körperideologien des Sports werden in diesem Zusammenhang als Vorstellungen von einem (idealen) Körper betrachtet, welche durch den Sport übertragen und in der Gesellschaft verbreitet werden. Dabei wird zunächst der Begriff der Ideologie theoretisch hergeleitet und definiert sowie im Hinblick auf die vorliegende Arbeit als Weltdeutung mit einem Anspruch auf Alleinvertretung aufgefasst. Des Weiteren wird die Gouvernementalitätstheorie von Foucault aufgegriffen und für die Identifizierung der Macht- und Herrschaftsstrukturen in Bezug auf die untersuchten Körperideologien herangezogen. Dabei geht es darum, inwieweit die durch den Sport übermittelten Körperideologien dazu geeignet sind, in einem gouvernementalitätstheoretischen Sinne Führung zur Selbstführung zu ermöglichen. In einer sportsoziologischen Hinsicht beinhaltet der Sport leistungsbezogene Eigenschaften, welche in auf Effektivität abzielenden wirtschaftlichen Prozessen eine grundlegende Voraussetzung darstellen. Im Rahmen der Studie werden für jeden der drei genannten Sportbereiche jeweils zwei Individualsportarten ausgewählt, bei welchen die fokussierten Körperideologien untersucht werden. Während im Bereich des Hochleistungssports Schwimmen und Biathlon und im Bereich des Gesundheitssports Nordic Walking sowie Pilates betrachtet werden, stellen Stand Up Paddling und Parkour die fokussierten Sportarten im Bereich des Fun- bzw. Erlebnissports dar. Für die vorliegende Untersuchung kommt das Verfahren der kritischen Diskursanalyse (KDA) von Jäger zur Anwendung, da dieses für die Rekonstruktion von ideologischen Diskursen geeignet erscheint. Hierfür werden aus den drei Sportbereichen sowohl Print- als auch Onlinepublikationen sondiert und anhand von Strukturanalysen hinsichtlich verschiedener formaler und inhaltlicher Charakteristika untersucht. Des Weiteren wird mit Hilfe der tiefergehenden Feinanalyse jeweils ein Artikel pro Sportart explorativ analysiert, um verschiedene Muster zu vorhandenen Körperideologien in den fokussierten Sportarten und Sportbereichen identifizieren und anhand ausgewählter Textstellen belegen zu können. Bei den Ergebnissen zeigt sich, dass der Körper in den Hochleistungssportarten Schwimmen und Biathlon als formbares Material bzw. als Instrument zur Erbringung sportlicher Höchstleistungen betrachtet und dargestellt wird. Auch im Gesundheitssport wird der Körper als form- bzw. trainierbar hervorgehoben, wobei hierbei die Gesundheit im Fokus steht und mit Schlankheit gleichgesetzt wird. Im Bereich des Fun- bzw. Erlebnissports zeigt sich bei der Sportart Stand Up Paddling der Körper ebenfalls als zu bearbeitendes Objekt. Dagegen wird bei der Sportart Parkour der angenommene Normalismus von Jugendlichkeit anhand der Ergebnisse widerlegt. Deutlich wird, dass als diskursives Mittel vor allem der Körper als formbares Material erscheint. Dabei stehen in Bezug auf die Äußerungsmodalitäten und Begrifflichkeiten der Diskurse vor allem das Leistungsmaximum, aber auch Schlankheit und Fitness im Fokus. Die identifizierten Diskurse sind an die gesamte Gesellschaft adressiert und werden zudem durch sich selbst getragen, wodurch sie nicht nur die Realität abbilden, sondern auch ein Eigenleben in der Form entwickeln, dass sie als Träger von Wissen fungieren.

Praktika als gängige Lehr-Lernformate in hochschulischen Kontexten setzen stets die Zusammenarbeit verschiedener Institutionen und Personen voraus, da Studierende mit einem Praktikum den Lernort der Universität verlassen und in einen beruflichen Handlungszusammenhang mit den zugehörigen organisationalen Strukturen versetzt werden. Praktika werden unter anderem als Elemente der Berufsorientierung gesellschaftliche Implikationen zugeschrieben. Als Format innerhalb eines hochschulischen Bildungsgangs sind sie darüber hinaus mit didaktischen Begründungen verbunden und durch die Beteiligung verschiedener Personen auch mit individuellen Interessen. Studierende sind während eines Praktikums in der Rolle als Praktikant*in in besonderer Weise individuell gefordert. Ergänzt werden diese Perspektiven durch die Betrachtung disziplinärer und professioneller Implikationen, die sich für Praktika erziehungswissenschaftlicher Studiengänge ergeben. Zusammenarbeit findet in Praktika zwischen Organisationen, in Organisationen und zwischen Personen statt. Der geringe Forschungsstand zu Perspektiven auf Fragen der Zusammenarbeit für in erziehungswissenschaftliche Studiengänge integrierte Praktika bietet den Anlass der Studie. Um die verschiedenen Perspektiven auf Praktika als Zusammenarbeit zu erheben, werden qualitative episodische Interviews sowohl mit den Studierenden und Lehrenden einer Universität, als auch mit für Praktika verantwortlichen Tätigen aus dem beruflichen Bereich durchgeführt, die nach der qualitativen inhaltlich strukturierenden Inhaltsanalyse ausgewertet werden. Aus der Auswertung der geführten Interviews mit den drei Akteur*innen-Gruppen ergibt sich ein Einblick darin, wie sich Zusammenarbeit zwischen pädagogisch tätigen Institutionen, Universitäten und Studierenden in und durch Praktika konkretisiert. Es werden beispielsweise Aspekte der Interaktionsbezogenen Dimensionen beschrieben, wie auftauchende Dilemmata, Resonanzen, Kulturen des Umgangs, Interessenslagen und Konstellationen von Akteur*innen. Diese werden ergänzt um Aspekte der Dimensionen mit Bezug zu Institutionen, Umwelt, Aufgaben und Personen. Die Interviewaussagen von drei interviewten Akteur*innen-Gruppen Studierende, Praxisanleiter*innen, universitäre Lehrende werden vergleichend anhand dieser Dimensionen betrachtet und als Ergebnisse dieser Studie dargestellt. Die Ergebnisse liefern Aussagen dazu, wie Zusammenarbeit in Praktika erziehungswissenschaftlicher Studiengänge von den beteiligten Akteur*innen-Gruppen wahrgenommen wird. Dies kann dazu beitragen die differierenden Perspektiven anschlussfähig zu machen für die didaktische und organisatorische Gestaltung von Praktika durch Institutionen wie Universitäten und Praktikumseinrichtungen, aber auch durch Initiative von Studierenden in der Rolle als Praktikant*innen während eines erziehungswissenschaftlichen Studiums. Auch für weitere Forschungsprojekte zum Zusammenwirken der Beteiligten in Praktika kann die Studie Anstöße bieten.