Generating Interest in Mathematics Using Discussion in the Middle School Classroom

In this action research study of my classroom of 8th grade algebra, I investigated students’ discussion of mathematics and how it relates to interest in the subject. Discussion is a powerful tool in the classroom. By relying too heavily on drill and practice, a teacher may lose any individual student insight into the learning process. However, in order for the discussion to be effective, students must be provided with structure and purpose. It is unrealistic to expect middle school age students to provide their own structure and purpose; a packet was constructed that would allow the students to both show their thoughts and work as a small group toward a common goal. The students showed more interest in the subject in question as they related to the algebra topics being studied. The students appreciated the packets as a way to facilitate discussion rather than as a vehicle for practicing concepts. Students still had a need for practice problems as part of their homework. As a result of this research, it is clear that discussion packets are very useful as a part of daily instruction. While there are modifications that must be made to the original packets to more clearly express the expectations in question, discussion packets will continue to be an effective tool in the classroom.

Aufbau von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) durch eine dezentrale Datenstruktur

Um die Ansprüche der Betreiber von Fahrerlosen Transportsystemen zu erfüllen, entwickeln sich diese immer stärker zu autonomen Fahrzeugen. Die durch diese Entwicklung erweiterte Flexibilität der Anlagen ermöglicht die Erschließung neuer Anwendungsfelder und den wirtschaftlichen Betrieb von Systemen mit einer geringen Anzahl von Fahrzeugen. Dadurch ausgelöst werden Sensorsysteme und installierte Rechenleistung in den Fahrerlosen Transportfahrzeugen immer umfangreicher. Die Fahrzeuge verwenden virtuelle Karten und eine hochgenaue Odometrie zur Navigation, die über eine geringe Anzahl von Marken eine Fahrzeugsteuerung erlaubt. Die Reduzierung dieses hohen technischen Aufwandes würde einen günstigeren Aufbau flexibler Fahrerloser Transportsysteme erlauben. Transponder bieten als Wegmarken große Vorteile zu herkömmlichen Systemen, welche auch über den Bereich der im Einsatz befindlichen Systeme hinausgehen. Zum einen bieten sie die Möglichkeit der Speicherung von Daten im Fahrweg, zum anderen ermöglicht die flache Form von Folientranspondern die Aufbringung auf den Fahrweg ohne baulichen Aufwand. Dadurch können im Fahrweg dezentrale Datenstrukturen abgebildet werden, die die zu speichernde Datenmenge im Fahrzeug sowie die notwendige Odometrie durch eine größere Zahl von Wegmarken reduzieren.

Prüftechnik für RFID bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen im Transportwesen

Im Rahmen des Forschungsprojektes TagDrive wird die Applikation von passiven Transpondern auf 13,56 MHz-Basis untersucht, die auf der Fahrbahn befestigt und zur Spurführung und Navigation von Fahrzeugen verwendet werden. Um den Einsatz von Folientranspondern (Smart Labels) bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten in Zusammenhang mit Transponderlesegeräten am Fahrzeug zu testen, wurde ein Hochgeschwindigkeitsprüfstand für Relativgeschwindigkeiten zwischen Transponder und Lesegerät von bis zu 100 km/h entwickelt und Versuche bei variierenden Leseabständen durchgeführt. Für mechanische Prüfungen der applizierten Transponder inklusive Gehäuse wurden Druckprüfungen mit Hilfe einer servohydraulischen Prüfeinrichtung durchgeführt und ein neuer pneumatischer Prüfstand entwickelt, der den Überrollvorgang durch ein Rad nachbildet. Für klimatische Tests unter anderem nach DIN EN 60068-2-67 bzw. IEC 68-2-67 wurde ein Klimaschrank verwendet.

A Latex Metabolite Benefits Plant Fitness under Root Herbivore Attack

Plants produce large amounts of secondary metabolites in their shoots and roots and store them in specialized secretory structures. Although secondary metabolites and their secretory structures are commonly assumed to have a defensive function, evidence that they benefit plant fitness under herbivore attack is scarce, especially below ground. Here, we tested whether latex secondary metabolites produced by the common dandelion (Taraxacum officinale agg.) decrease the performance of its major native insect root herbivore, the larvae of the common cockchafer (Melolontha melolontha), and benefit plant vegetative and reproductive fitness under M. melolontha attack. Across 17 T. officinale genotypes screened by gas and liquid chromatography, latex concentrations of the sesquiterpene lactone taraxinic acid β-D-glucopyranosyl ester (TA-G) were negatively associated with M. melolontha larval growth. Adding purified TA-G to artificial diet at ecologically relevant concentrations reduced larval feeding. Silencing the germacrene A synthase ToGAS1, an enzyme that was identified to catalyze the first committed step of TA-G biosynthesis, resulted in a 90% reduction of TA-G levels and a pronounced increase in M. melolontha feeding. Transgenic, TA-G-deficient lines were preferred by M. melolontha and suffered three times more root biomass reduction than control lines. In a common garden experiment involving over 2,000 T. officinale individuals belonging to 17 different genotypes, high TA-G concentrations were associated with the maintenance of high vegetative and reproductive fitness under M. melolontha attack. Taken together, our study demonstrates that a latex secondary metabolite benefits plants under herbivore attack, a result that provides a mechanistic framework for root herbivore driven natural selection and evolution of plant defenses below ground.

A below-ground herbivore shapes root defensive chemistry in natural plant populations

Plants display extensive intraspecific variation in secondary metabolites. However, the selective forces shaping this diversity remain often unknown, especially below ground. Using Taraxacum officinale and its major native insect root herbivore Melolontha melolontha, we tested whether below-ground herbivores drive intraspecific variation in root secondary metabolites. We found that high M. melolontha infestation levels over recent decades are associated with high concentrations of major root latex secondary metabolites across 21 central European T. officinale field populations. By cultivating offspring of these populations, we show that both heritable variation and phenotypic plasticity contribute to the observed differences. Furthermore, we demonstrate that the production of the sesquiterpene lactone taraxinic acid β-d-glucopyranosyl ester (TA-G) is costly in the absence, but beneficial in the presence of M. melolontha, resulting in divergent selection of TA-G. Our results highlight the role of soil-dwelling insects for the evolution of plant defences in nature.