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Portfolios können sowohl Beurteilungsinstrumente zur Verbesserung der Leistungsbeurteilung als auch Lehr- und Lerninstrumente mit dem Potenzial zur Unterrichtsreform sein. Beide Sichtweisen wurden im Rahmen einer Befragung in ein Rahmenmodell mit verschiedenen Beurteilungsdimensionen integriert, wie z.B. der Lerner- vs. Lehrerauswahl der Inhalte oder der Entwicklungs- vs. Niveauorientierung des Lernens. Außerdem wurden Items zu den Portfolioprinzipien formuliert. Weitere Fragebereiche waren Expertise und Expertiseerwerb sowie Einstellungen zu Portfolios. An der schriftlichen Befragung im Jahr 2008 und 2009 nahmen 275 Grundschullehrerinnen und -lehrer aus Rheinland-Pfalz teil. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass etwa 77% der Befragten sich in der Arbeit mit Portfolios als Neulinge bezeichnen, die ihr Wissen überwiegend durch eigene Anwendungsversuche erworben haben. Die Lehrpersonen berichten eine Vielzahl positiver und negativer Erfahrungen mit Portfolios. Sie geben z.B. mehrheitlich an, dass die Arbeit mit Portfolios weder zur Qualitätsentwicklung des Unterrichts, noch zur Anregung außerschulischer Aktivitäten beigetragen hat. Im Hinblick auf die Beurteilungsdimensionen bestätigen die Ergebnisse, dass sich das rheinland-pfälzische Fremdsprachenportfolio insgesamt durch eine besondere Leistungs- und Ergebnisorientierung auszeichnet. Es fragt sich, ob es genügt, im Primarbereich die Fremdsprachenleistungen lediglich summativ-bilanzierend zu dokumentieren, anstelle den pädagogischen Anspruch eines formativ-diagnostischen, stärken- und förderorientierten Leistungsverständnisses einzulösen.
Software is vital for modern society. The efficient development of correct and reliable software is of ever-growing importance. An important technique to achieve this goal is deductive program verification: the construction of logical proofs that programs are correct. In this thesis, we address three important challenges for deductive verification on its way to a wider deployment in the industry: 1. verification of thread-based concurrent programs 2. correctness management of verification systems 3. change management in the verification process. These are consistently brought up by practitioners when applying otherwise mature verification systems. The three challenges correspond to the three parts of this thesis (not counting the introductory first part, providing technical background on the KeY verification approach). In the first part, we define a novel program logic for specifying correctness properties of object-oriented programs with unbounded thread-based concurrency. We also present a calculus for the above logic, which allows verifying actual Java programs. The calculus is based on symbolic execution resulting in its good understandability for the user. We describe the implementation of the calculus in the KeY verification system and present a case study. In the second part, we provide a first systematic survey and appraisal of factors involved in reliability of formal reasoning. We elucidate the potential and limitations of self-application of formal methods in this area and give recommendations based on our experience in design and operation of verification systems. In the third part, we show how the technique of similarity-based proof reuse can be applied to the problems of industrial verification life cycle. We address issues (e.g., coping with changes in the proof system) that are important in verification practice, but have been neglected by research so far.
Schwere chronische Erkrankungen beeinträchtigen nicht nur das Leben des Patienten; sie haben auch Auswirkungen auf dessen gesamtes soziales Umfeld: Besonders psychische Erkrankungen wie Schizophrenie, die mit Störungen des Denkens, des Bewusstseins und des (Selbst-)Erlebens einhergehen, führen oft zum Abbruch der meisten sozialen Kontakte, so dass als Bezugspersonen für den Patienten in der Regel nur die engsten Familienangehörigen bleiben. Durch die Erkrankung verändert sich dabei der gewohnte, vertrauensvolle Umgang zwischen Patient und Familie sowie zwischen den einzelnen Familienangehörigen untereinander. Die Umstände der stationären Behandlung in akuten Krankheitsphasen sowie die Folgen und/oder (Neben)Wirkungen der Nachbehandlung in stabilen Phasen haben oft weit reichende Konsequenzen für den Alltag der mit dem Patienten lebenden Angehörigen. Neben der professionellen, institutionell verankerten psychiatrischen Versorgung ist die Betreuung durch die Angehörigen in ihrer Rolle als Laienhelfer die tragende Säule der ambulanten Patientenversorgung. Daher wird seit einigen Jahren in der psychiatrischen Forschung gefordert, die Angehörigen als Kotherapeuten in Therapie und Nachsorge einzubeziehen. Vor diesem Hintergrund untersucht die qualitativ ausgerichtete Arbeit, wie behandelnde Psychiater und Angehörige von schizophren Erkrankten in Nachsorgeterminen, sog. Katamnesegesprächen, miteinander reden. Das Hauptaugenmerk der empirischen Gesprächsanalysen liegt darauf, wie die Angehörigen versuchen, die Therapie "ihres" Patienten zu beeinflussen und wie sie ihre eigenen Befindlichkeiten in den Gesprächen mit dem Arzt thematisieren. In 24, an den Grundsätzen von Handlungssemantik und Sequenzanalyse orientierten, Detailanalysen einer Auswahl zentraler sprachlicher Handlungen zeigt sich, dass die Psychiater es keineswegs mit Angehörigen zu tun haben, deren Verhalten einzig von Schüchternheit oder unhinterfragter Akzeptanz professionell-medizinischer Therapie-Maßnahmen geprägt ist. Vielmehr sehen sie sich durchaus mitteilungsbedürftigen und kritischen Klienten gegenüber: Neben Widersprüchen und Vorschlägen vollziehen die Angehörigen besonders im Hinblick auf die Behandlung des Patienten vor allem Handlungen, die dem Muster Kritisieren zuzuordnen sind. In Bezug auf ihre eigenen Bedürfnisse stellt sich das Handlungsmuster Belastungen äussern als zentral heraus. Die Handlungen mit Bezug auf die Therapie des Patienten gehen dabei oft Hand in Hand mit denjenigen, die sich auf die eigenen Belastungen der Angehörigen beziehen: Zum einen machen sich die Angehörigen Gedanken um den Patienten und dessen Zustand; zum anderen zeigt sich in ihren Äußerungen, dass sie in ihren Gedanken und Gefühlen selbst zutiefst von der Krankheit ihres geliebten Kindes, (Ehe-)Partners, Bruders, der Schwester oder Schwägerin mit betroffen und verunsichert sind. Die Analysen widmen sich daher auch der Frage, ob und wie die Anmerkungen der Angehörigen vom jeweiligen Arzt konstruktiv umgesetzt werden bzw. werden können. Die Arbeit plädiert für eine doppelt ausgerichtete Unterstützung der Angehörigen: zum einen im Hinblick auf ihre Funktion als Kotherapeuten sowie zum anderen im Hinblick auf ihre Bedürfnisse als von der Erkrankung (Mit)Betroffene und (Mit-)Leidende.
Over the last three decades researchers of Cognitive Metaphor Theory have shown conclusively that metaphor is motivated rather than arbitrary and often used to systematically map out conceptual territory. This cognitive semantic proposal holds the potential for alternative L2 teaching strategies. As an abstract domain, business discourse is naturally rich in metaphors and is additionally filled with consciously used metaphorical language to strategically manipulate clients and business partners. Business English courses especially stand to profit from metaphor-oriented language teaching, as (future) managers aim to quickly improve their language performance to be prepared for international business communication. In using metaphors, speakers as well as hearers conceptualize and thus experience one thing in terms of another. Having been made aware of the conceptual linkage, students are immediately equipped with a whole set of vocabulary they may already have learned for a concrete domain and are then able to elaborate in the more abstract area of business discourse. Enhanced metaphor awareness may thus prove to be a valuable vehicle for vocabulary acquisition as well as for vocabulary retention. This thesis is subdivided into ten chapters. With each successive chapter, the focus will increasingly sharpen on the main hypothesis that metaphor awareness raising and explicit teaching in the business English classroom assists the students to dip into their savings' and transfer already acquired vocabulary to abstract business discourse and thus to become more proficient business communicators. After an introduction to the main objectives, chapter two critically looks at the different strands of Cognitive Linguistic contributions to metaphor theory made within the last three decades and discusses the structure, function and processing of figurative language to single out relevant aspects of the language classroom applications. Chapter three narrows the perspective to the socio-economic discourse as the very target domain in focus and surveys the conceptual metaphors that have been identified for this target domain, namely the source domains most productive for the target and therefore most valuable for the language classroom. In chapter four Cognitive Linguistic findings are put in contact with language didactics; i.e., the Cognitive Linguistic basis is discussed in the context of language teaching and learning theories and a first classification of metaphor teaching in the theoretical framework of language didactics is proposed. Ten cornerstones summarize the theoretical output of the previous chapters and the respective didactic consequences are considered. Theories of cognitive psychology pertaining to noticing, processing, and storing metaphors are systematically revisited and expanded to formulate further didactic implications for metaphor teaching. The consequences drawn from both linguistic as well as didactic theory are translated into a list of ten short guidelines identifying essentials for the explicit integration of metaphors into the language classroom. In chapter five those experimental studies that have already been conducted in the field of Cognitive Linguistic-inspired figurative language teaching are systematically summarized and possible contributions to set up a didactic framework for metaphor teaching are investigated. Chapters six to nine then present a piece of original research. Starting out from five research questions tackling receptive and productive vocabulary acquisition and retention as well as the influence of and on the learner- level of language proficiency, a three-fold study was designed and conducted in a regular business English classroom and results are discussed in detail. The last chapter deals again with specific implications for teaching. Earlier statements about and claims for the language classroom are revisited and refined on the basis of the theoretical linguistic, didactic and empirical findings, and an agenda for further empirical investigations is sketched out.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Raytracer auf Voxel-Octrees für SSE-fähige CPUs implementiert. Als Grundlage diente das Augenblick-SDK der Firma Numenus. Es konnte gezeigt werden dass das Raytracing von Volumendaten exzellent skaliert und sich vor allem für sehr große, statische Datenmengen eignet.
Die Arbeit entwickelt eine eigenständige medienphilosophische Lesart der Philosophie Jaques Derridas, die zu einer sprachtheoretischen Grundlegung von Sprache als Medium herangezogen wird. Im Rahmen dieser Konzeption wird der Grundbegriff der Vermittlung eingeführt von dem ausgehend deutlich wird, inwiefern jedes Vermittlungsgeschehen in einer ästhetischen Erfahrung gründet.
Die Entwicklung im Bereich der Videospiele generierte in den letzten Monaten durch innovative Konzepte und neue Steuerungsmöglichkeiten ein hohes Maß an Aufmerksamkeit. Einen Meilenstein setzte die Firma Nintendo R mit dem sogenannten WiiTM Balance BoardTM . Dies ist ein Eingabegerät in Form eines Brettes, auf das sich der Spieler stellen muss, um ein Spiel mittels seiner Körperbalance steuern zu können. Mit dieser Form der Steuerung konnten neue Spielkonzepte erstellt und umgesetzt werden. Dadurch wurden erstmals Personengruppen angesprochen, die zuvor wenig bis gar kein Interesse an Videospielen hatten. Die Computerspielebranche hingegen verfolgt weiter das Ziel eine möglichst reale Spielumgebung zu schaffen und hält an ihren gewöhnlichen Steuerungen mittels Tastatur, Maus und Joystick fest. Im Rahmen dieser Studienarbeit wurde ein 3D-Computerspiel entwickelt, welches das Konzept der Videospiele verfolgt und die Möglichkeit bietet, mittels eigener Körperbalance zu steuern.
Das sichere Befahren von komplexen und unstruktierten Umgebungen durch autonome Roboter ist seit den Anfängen der Robotik ein Problem und bis heute eine Herausforderung geblieben. In dieser Studienarbeit werden drei Verfahren basierend auf 3-D-Laserscans, Höhenvarianz, der Principle Component Analysis (PCA) und Tiefenbildverarbeitung vorgestellt, die es Robotern ermöglichen, das sie umgebende Terrain zu klassifizieren und die Befahrbarkeit zu bewerten, sodass eine sichere Navigation auch in Bereichen möglich wird, die mit reinen 2-D-Laserscannern nicht sicher befahren werden können. Hierzu werden 3-D-Laserscans mit einem 2-D-Laserscanner erstellt, der auf einer Roll-Tilt-Einheit basierend auf Servos montiert ist, und gleichzeitig auch zur Kartierung und Navigation eingesetzt wird. Die einzeln aufgenommenen 2-D-Scans werden dann anhand des Bewegungsmodells der Roll-Tilt-Einheit in ein emeinsames 3-D-Koordinatensystem transformiert und mit für die 3-D-Punktwolkenerarbeitung üblichen Datenstrukturen (Gittern, etc.) und den o.g. Methoden klassifiziert. Die Verwendung von Servos zur Bewegung des 2-D-Scanners erfordert außerdem eine Kalibrierung und Genauigkeitsbetrachtung derselben, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen und Aussagen über die Qualität der 3-D-Scans treffen zu können. Als Ergebnis liegen drei Implementierungen vor, welche evolutionär entstanden sind. Das beschriebene Höhenvarianz-Verfahren wurde im Laufe dieser Studienarbeit von einem Principle Component Analysis basierten Verfahren, das bessere Ergebnisse insbesondere bei schrägen Untergründen und geringer Punktdichte bringt, abgelöst. Die Verfahren arbeiten beide zuverlässig, sind jedoch natürlich stark von der Genauigkeit der zur Erstellung der Scans verwendeten Hardware abhängig, die oft für Fehlklassifikationen verantwortlich war. Die zum Schluss entwickelte Tiefenbildverarbeitung zielt darauf ab, Abgründe zu erkennen und tut dies bei entsprechender Erkennbarkeit des Abgrunds im Tiefenbild auch zuverlässig.
Entwicklung eines Regelungsverfahrens zur Pfadverfolgung für ein Modellfahrzeug mit Sattelanhänger
(2009)
Neben der fortschreitenden Automatisierung im innerbetrieblichen Warenverkehr ist auch die Automatisierung in ausgewählten Bereichen des ausserbetrieblichen Waren- und Güterverkehrs erstrebenswert. Durch den Einsatz von fahrerlosen Lkw-Gespannen auf Speditionshöfen kann die ökonomische Effizienz, der dort anfallenden Abläufe, erheblich erhört werden. Insbesondere werden dazu präzise Regelungsverfahren benötig, die auch für Sattelzüge ein exaktes Abfahren vorgegebener Wege gewährleisten. Das allgemeine Ziel dieser Arbeit ist die Adaption und Evaluation eines Regelverfahrens zur Pfadverfolgung für Sattelzuggespanne. Die Unterschiede im kinematischen Verhalten zwischen LKW mit einem einachsigen Starrdeichselanhänger und Sattelzügen herausgearbeitet werden. Im Weiteren werden die charakteristischen kinematischen Eigenschaften von Sattelzügen bei der Adaption eines Regelverfahrens berücksichtigt, das zunächst speziell für Fahrzeuge mit Starrdeichselanhänger konzipiert wurde. Das Regelungsverfahren zur Pfadverfolgung muss sowohl für vorwärts als auch rückwärtsgerichtete Fahrmanöver geeignet sein. Das Regelungsverfahren wird als abgeschlossene Komponente in die Steuersoftware eines Modellfahrzeugs integriert. Dazu werde für die Geometrie des Modellfahrzeugs spezifische mit dem Ziel, Grenzen möglicher Regelabweichungen zu bestimmen. Die Arbeit dokumentiert darüber hinaus die zentralen Softwarekomponenten des implementierten Regelungsverfahrens
Globale Beleuchtung im Bildraum unter besonderer Berücksichtigung der Sichtbarkeitsbestimmung
(2009)
Die Simulation einer globalen Beleuchtung im dreidimensionalen Objektraum ist sehr rechenintensiv und hängt von der Komplexität der Szene ab. Dabei ist besonders die Berechnung der Sichtbarkeit aufwändig, also der Test, ob sich zwei Punkte in der Szene gegenseitig sehen können. Verfahren, die die globale Beleuchtung vom Objektraum in den Bildraum verlagern (Screen-Space, Image-Space), umgehen das Problem der Szenenkomplexität und haben somit einen wesentlichen Geschwindigkeitsvorteil. Auf diese Weise erzeugte Effekte sind zwar naturgemäß nicht physikalisch korrekt, da die aus Sicht der Kamera verdeckte Geometrie ignoriert wird, dennoch können sie für die menschliche Wahrnehmung überzeugend sein und realistisch wirken. Schlagworte hierfür sind "Fake-"Global-Illumination oder auch "Quasi-"Global-Illumination. Ein bekanntes Beispiel für ein bildraum-basiertes Verfahren zur Annäherung einer globalen Beleuchtung mithilfe weicher Schatten ist Screen Space Ambient Occlusion (SSAO). In dieser Studienarbeit wird untersucht, inwieweit sich die Sichtbarkeitsbestimmung im Bildraum nicht nur für nah gelegene Geometrie wie beim Ambient Occlusion, sondern in Bezug auf die gesamte Szene realisieren lässt. Aktuelle Ansätze werden dahingehend untersucht und das geeignetste Verfahrend wird als Grundlage für die Implementierung eines Testszenarios für Screen-Space Global Illumination genutzt. Das umgesetzte Verfahren wird anhand verschiedener Testszenen bewertet.