Optimizing immobilized cultivation of Haematococcus pluvialis for astaxanthin production

Die Produktion von Astaxanthin mittels Haematococcus pluvialis ist eines der wichtigsten Fachgebiete der Mikroalgen Biotechnologie. Kommerzielles Interesse ist zurückzuführen auf dessen Anwendungen als Pigment in der Tierzucht und neuerdings auch im Bereich des Gesundheitswesens, begründet auf seiner starken anti-oxidativen Wirkung. Allerdings begrenzen die Herausforderungen in der industriellen Produktion von H. pluvialis, in Bezug auf den Metabolismus der Alge wie gleichermaßen auch die Kultivierungsstrategie, immer noch den Markt für natürliches Astaxanthin. Die derzeit gängigen Kultivationstechnologien basieren auf Suspensionssystemen, welche weitgehende Nachteile mit sich führen, wie hoher Wasser-, Energie und Technikaufwand. Diese Probleme können durch die Anwendung einer immobilisierten Kultivation vermieden werden, weshalb diesem Verfahren immer mehr Aufmerksamkeit zu Teil wird. In dieser Arbeit wurde H. pluvialis als immobilisierte Kultur in einem Twin-Layer PSBR verwendet. Insgesamt wurden 26 verschiedene Arten von H. pluvialis gefunden, die als Biofilm wachsen und Astaxanthin produzieren konnten, wobei der Stamm CCAC 0125 zur weiteren Optimierung des Prozesses ausgewählt wurde. Biomasse und Astaxanthin Produktion stiegen zunehmenden in Abhängigkeit zu der Lichtintensität, bis einschließlich 1,015 µmol Photonen m-2 s-1, ohne Anzeichen von Photoinhibition. Maximale Biomasse Produktivität von 19.4 g m-2 d-1 wurde unter starken Lichtverhältnissen verzeichnet. Nährstofflimitierungen und Salinität unterstützen die Astaxanthin Produktion hinderten allerdings das Wachstum der Biomasse. Nichtdestotrotz, wurde die höchste Astaxanthin Produktivität von 0.507 g m-2 d-1 mit einem Biomasseanteil von 3.5% in der Trockenmasse durch starke Belichtung sowie Stickstoff- und Phosphatmangel erreicht. Diese Ergebnisse bestärken die Verwendung der immobilisierten Kultivation von H. pluvialis als Alternative zu den derzeitigen Technologien. Die Verknüpfung von hoher Biomasse mit der Produktion von Astaxanthin bei starkem Lichtintensitäten wurde nur durch die Anordnung in einem Biofilm ermöglicht. Es kann einen Durchbruch in der kommerziellen Herstellung von H. pluvialis darstellen, da hierbei das Vorziehen der Kulturen bei geringen Licht entfällt, was wiederum den derzeit verwendeten komplexen Zwei-Stufen Prozess stark vereinfacht.

L’expérience mimétique dans l’apprentissage adulte: le cas des formations par simulation

L’objectif cet article est de discuter la pertinence de la notion de mimétisme dans l’apprentissage adulte en prenant appui sur une recherche effectuée au cours d’une formation sur simulateur de pleine-échelle pour des infirmiers en anesthésie. Les résultats montrent que les participants engagés dans des dispositifs de formation par simulation font une expérience particulière, qualifiée de mimétique, qui ne peut être réduite entièrement au travail de référence. Nos résultats soulèvent la question du rapport de "similarité-différence" entre l’activité de travail et l’activité de formation. Nous faisons l’hypothèse que l’expérience mimétique est également présente dans d’autres environnements d’apprentissage qui sont considérés comme «sérieux»: c’està-dire ne nécessitant pas d’engagement explicitement ludique ou mimétique de la part des participants. (DIPF/Orig.)

MicroRNA-induced polarization of microglia and macrophages after focal cerebral ischemia

Der ischämische Schlaganfall ist nicht nur die zweithäufigste Todesursache weltweit, sondern auch eine der Hauptursachen für körperliche Beeinträchtigungen im Erwachsenenalter. Das Ausmaß der durch den Schlaganfall hervorgerufenen Gewebeschädigung ist stark durch das Immunsystem geprägt. Die im Zentralnervensystem (ZNS) ansässigen Mikroglia und die aus dem Blutsystem infiltrierenden Makrophagen sind die Schlüsselzellen der lokalen und systemischen Entzündungsantwort nach dem ischämischen Schlaganfall. Sowohl Mikroglia als auch Makrophagen spielen in der Entwicklung der Gewebeschädigung eine duale Rolle. Zum einen phagozytieren sie Zelltrümmer und unterstützen neuroregenerative Prozesse, zum anderen sind diese Zellen in der Lage den Zustand der Gewebsschädigung zu verschlimmern und einer Regeneration des ZNS entgegenzuwirken. Die Polarisierung der Mikroglia/Makrophagen hin zu verschiedenen Phänotypen ist abhängig von der jeweiligen Phase der Gewebeschädigung. Der destruktive, proinflammatorische Phänotyp (M1) steht dabei dem protektiven, antiinflammatorischen Phänotyp (M2) gegenüber. Die Notwendigkeit einer zielgerichteten Regulierung der polarisierten Mikroglia/Makrophagen zum protektiven M2-Phänotyp wurde bereits mehrfach im Zusammenhang mit der Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen erwähnt. In der vorliegenden Dissertation soll die immunregulierende und neuroprotektive Wirkung der microRibonukleinsäure-124 (miRNA-124) in Bezug auf die Polarisierung von Mikroglia/Makrophagen zu verschiedenen Zeitpunkten nach Verschluss der Arteria cerebri media (ACM) im Gehirn von Mäusen gezeigt werden. Zu diesem Zweck wurde die liposomierte miRNA-124 zu einem frühen Zeitpunkt (Tag 2) und zu einem späten Zeitpunkt (Tag 10) nach Verschluss der ACM verabreicht. Die Behandlung mit der miRNA-124 zu einem frühen Zeitpunkt resultierte dabei in einem signifikanten Anstieg in der Anzahl der M2-positiven Mikroglia/Makrophagen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Gleichzeitig nahm die Anzahl der M1-positiven Mikroglia/Makrophagen signifikant ab. Im Wesentlichen resultierte die Behandlung mit der miRNA-124 zu beiden Zeitpunkten in einem geringeren Verhältnis von proinflammatorischen (M1) zu antiinflammatorischen (M2) Mikroglia/Makrophagen. Zu den weiteren Erkenntnissen einer frühzeitigen Behandlung im Rahmen dieser Dissertation gehören: (i) eine signifikante Zunahme des neuronalen Überlebens, das zudem positiv mit der Anzahl der M2-positiven Mikroglia/Makrophagen korreliert, (ii) eine verbesserte funktionelle Erholung, welche in Verbindung mit den veränderten neuroinflammatorischen Ereignissen steht und (iii) ein signifikant verkleinertes Läsionsareal, welches durch reaktive Astrozyten zum gesunden Gewebe hin abgegrenzt wird. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass die Verabreichung von miRNA-124 eine neue Möglichkeit zur Regulierung der Immunantwort und der Neuroprotektion im Rahmen der Behandlung des ischämischen Schlaganfalls darstellt.

Schulsozialarbeit und soziale Disparität. Potenziale und Implikationen aus bildungswissenschaftlicher Perspektive, diskutiert am Beispiel des saarländischen Landesprogramms „Schoolworker“

In der Monografie stehen Effekte der Schulsozialarbeit auf eine Reduktion sozialer Disparitäten im Fokus. Anhand gesellschaftlicher, institutioneller, milieuspezifischer und individueller Faktoren werden Zusammenhänge herausgearbeitet, im Praxisfeld verankert und um Implikationen ergänzt, die zu einer Institutionalisierung des Handlungsfeldes der Schulsozialarbeit beitragen. Weiterhin stellt die Ausarbeitung die wissenschaftliche Grundlage der Hauptstichwörter „Institutionalisierung“ und „Kulturtheorie“ dar, welche die Essenzen dieser Untersuchung zusammenfassen und Anfang 2017 im "Lexikon der Schulsozialarbeit" (Nomos-Verlag) erscheinen. (DIPF/Autor)

Viel bringt viel? Effekte lernzeitverlängernder Maßnahmen auf die Lese- und Mathematikleistungen von Grundschülerinnen und Grundschülern mit ungünstiger Lernausgangslage

Der vorliegende Beitrag untersucht die Effekte von lernzeitverlängernden Maßnahmen für Grundschülerinnen und Grundschüler in Mecklenburg-Vorpommern mit einer ungünstigen Lernausgangslage zum Zeitpunkt der Einschulung. Dazu wurde über die gesamte Grundschulzeit hinweg die Leistungsentwicklung von 67 Kindern in den Bereichen Lesen und Rechnen erfasst. Bei 19 Kindern wurde eine Lernzeitverlängerung durch Diagnoseförderklassen (DFK) realisiert, bei 18 durch eine Klassenwiederholung (KW) und 30 Kinder lernten in regulären Grundschulklassen (GSK) ohne eine Lernzeitverlängerung. Die Auswertungen der Daten mittels Hierarchisch-linearer Modelle (HLM) weisen auf gleiche Entwicklungsverläufe der drei Untersuchungsgruppen in den Bereichen Lesen und Mathematik hin. Zum Ende der Klasse 4 erreichten die drei Gruppen ähnliche Leistungsniveaus. In allen drei Settings fiel auf, dass die Entwicklung mathematischer Kompetenzen über die Schulzeit hinweg verzögert erfolgte. Ungünstige Lernausgangslagen im Bereich Mathematik konnten den Analysen zufolge durch keine der untersuchten Beschulungsformen ausreichend kompensiert werden. (DIPF/Orig.)

Schulzeitverkürzung und Studiendauer

Der vorliegende Wiederabdruck eines 1937 publizierten Textes rückt die Aktualität der damaligen bildungspolitischen Reformbemühungen zur Schulzeitverkürzung und Studiendauer in den Vordergrund. (DIPF/Bal)

Beiträge zum Mathematikunterricht 2015. Vorträge auf der 49. Tagung für Didaktik der Mathematik vom 09.02.2015 bis 13.02.2015 in Basel [Band 2]

Die Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik fand im Jahr 2015 zum dritten Mal in der Schweiz statt. [...] Mit rund 300 Vorträgen, 16 moderierten Sektionen, 15 Arbeitskreistreffen und 21 Posterpräsentationen eröffnete sich ein breites Spektrum an Themen und unterschiedlichen Zugangsweisen zur Erforschung von Fragen rund um das Lernen und Lehren von Mathematik. (DIPF/Orig.)

Unterricht aus Sicht der Lehrerinnen und Lehrer. Subjektive Theorien zur Unterrichtsgestaltung und ihre Veränderung durch ein Training zu neuen Unterrichtsmethoden

Guter Schulunterricht bildet eine wichtige Basis für die Entwicklung unserer Gesellschaft. Ein zentraler Aspekt guten Unterrichts ist das Wissen und Denken der Lehrerinnen und Lehrer. In dieser Arbeit werden dazu die subjektiven Theorien zur Unterrichtsgestaltung erforscht. Dabei wird auch überprüft, welche Effekte ein Training auf die Veränderung dieser Unterrichtstheorien hat. Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Lehrkräfte sehr differenzierte Vorstellungen davon haben, wie sie im Unterricht vorgehen. Diese Vorstellungen lassen sich als subjektive Theorien rekonstruieren, die ähnlich wie wissenschaftliche Theorien aufgebaut sind und vergleichbare Funktionen erfüllen. Diese subjektiven Theorien stimmen auch inhaltlich in vielen Punkten mit wissenschaftlichen Theorien überein. Es ist daher kaum verwunderlich, dass Trainingsprogramme, die von einem defizitären Wissen bei Lehrkräften ausgehen, nur geringe Effekte aufweisen. Fazit: Lehrerinnen und Lehrer sind klüger als mancher Wissenschaftler (und vielleicht auch die Öffentlichkeit) denkt! Der Autor verdeutlicht, dass wir in Zukunft mehr auf den Erfahrungsschatz der Lehrkräfte schauen und diesen als Fundus wissenschaftlicher Theorienbildung nutzen sollten. (DIPF/Orig.)

‚Verständige Musikpraxis’ als Gegenstand von Musikunterricht zwischen Leiblichkeit und diskursivem Lernen

This article deals with a pedagogical concept called "Verständige Musikpraxis". It wants to elicit whether and if how its effects might be empirically relevant. Starting point is an analysis of a suite of 4 videotaped music lessons with an emphasis on singing in the classroom in primary schools. The taped lessons show a similarity in structure: a phase of practising is mostly followed by a phase of practical learning and reflection, which in turn is interrupting the process. In the phenomenological theory of learning this moment of irritation is a hallmark of the learning process per se. (DIPF/Orig.)

How do teachers prepare their students for statewide exit exams? A comparison of Finland, Ireland, and the Netherlands

Statewide exit exams are often believed to have a positive impact on school effectiveness and the alignment between instructional practice and state standards because of their mandatory nature and the stakes attached for students and teachers. They may also, however, lead to teaching to the test and to a perceived de-professionalization of the teaching role. While some studies suggest a narrowing of contents and an increase in teacher-centered instruction, little is known about how the impact on instructional practices and teacher cognitions varies between different exam systems. This study compares the strategies teachers use to prepare their students for the exams at the end of upper secondary education in Finland, Ireland, and the Netherlands using a standardized questionnaire survey with responses from 385 teachers. The goal was to develop hypotheses about the relationship between differences in the exam procedures and the stakes attached, and the differences in teacher preparation strategies. The results suggest country-specific variations regarding teacher beliefs as to how much time should be spent on exam preparation; however, there were smaller differences in the strategies applied. Regression analyses indicated that the way in which preparation intensity was associated with the stakes for students and schools, and the attitudes towards the exams themselves varied across the three countries. The different exam systems appeared to affect preparation in markedly different ways, but nevertheless led to the exercise of comparable strategies. (DIPF/Orig.)

Memes als moderne Bildungsmedien: Humor als Medium pädagogischer Interaktion zur Wissenskonstruktion im Physikunterricht

Memes stellen ein modernes Bildmedium dar. Im Beitrag wird die Frage verfolgt, ob Memes mit ihrem inhärenten Humor innerhalb des Unterrichts auch als Bildungsmedium dienen und didaktisch genutzt werden können. Dazu wird Humor als generalisiertes Kommunikationsmedium pädagogischer Interaktion beschrieben, um Memes als moderne Bildmedien - in ihrer Wirkung als humorvolle Form der affektiven und kognitiven Inkongruenzstiftung - zur Entwicklung von Fachkonzepten im Physikunterricht fassen zu können. (DIPF/Orig.)

When theories become practice - a metaphorical analysis of adult-education school-leaders’ talk

Marketization has changed the education system. If we say that education is a market, this transforms the understanding of education and influences how people act. In this paper, adult-education school-leaders’ talk is analysed and seven metaphors for education are found: education as administration, market, matching, democracy, policy work, integration and learning. Exploring empirical metaphors provides a rich illustration of coinciding meanings. In line with studies on policy texts, economic metaphors are found to dominate. This should be understood not only as representing liberal ideology, as is often discussed in analyses of policy papers, but also as representing economic theory. In other words, contemporary adult education can be understood as driven by economic theories. The difference and relation between ideology and theory should be further examined since they have an impact on our society and on our everyday lives. (DIPF/Orig.)

Von der Minderheit zur Mehrheit? Psycho-soziale Einflüsse bei der Verbreitung klima-schonender Innovationen

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und weiterer Zukunftsherausforderungen stellt sich in drängenderem Maße die Frage, wie der Wandel zu einer nachhaltigen Gesellschaft gelingen kann. Im Zuge dessen rücken zunehmend solche Lösungsansätze in den Fokus, die an der Schnittstelle von technischen und sozialen Systemen nachhaltige und klimaschonende Innovationen entwickeln. Die vorliegende Dissertation beschäftigte sich in diesem Kontext mit der Frage, welche psychologischen und sozialen Faktoren und Mechanismen bei der individuellen Übernahme (Adoption) klimaschonender Innovationen von Bedeutung und für deren weitere Verbreitung (Diffusion) förderlich sind. Auf theoretischer und konzeptioneller Ebene wurden einerseits persönliche Eigenschaften von Adoptern wie der eigene Lebens- und Informationsverarbeitungsstil und andererseits die Charakteristika klimaschonender Innovationen und deren individuelle Wahrnehmung und Bewertung betrachtet und in einem umfassenden Modell integriert. Die Arbeit untersuchte zunächst mit Hilfe einer breit angelegten Fragebogenstudie (N = 778), wie weit die Innovationen Bezug von Ökostrom und Beteiligung an Bürger-Solaranlagen in verschiedenen sozialen Milieus bereits verbreitet waren und wie diese in milieuspezifischer Perspektive beurteilt und kommunikativ rezipiert wurden. Mittels Strukturgleichungsmodellierung wurde untersucht, inwiefern sich die Bewertungs- und Entscheidungsstrukturen von frühen und späteren Adoptern unterschieden. Es zeigten sich klare milieuspezifische Schwerpunkte: Personen aus dem postmateriellen und den hedonistischen Milieus bewerteten diese Innovationen positiver und waren häufiger unter den Adoptern zu finden als traditionelle und Mainstream-Milieus. Zudem deuteten die Ergebnisse auf eine stärker deliberativ ausgeprägte Entscheidungsstruktur bei frühen Adoptern hin – zumindest hinsichtlich des Bezugs von Ökostrom, der zum Zeitpunkt der Untersuchung bereits weiter verbreitet war als die Beteiligung an Bürger-Solaranlagen. In einer ergänzenden experimentellen Erhebung (N = 356) wurden die Teilnehmende zufällig einer von drei Untersuchungsbedingungen zugeordnet: In einem Informationstext über Smart Meter war eine (fingierte) entweder starke soziale Norm (Mehrheitsbedingung), eine schwache soziale Norm (Minderheitsbedingung) oder keine derartige soziale Information (Kontrollbedingung) enthalten. In einem nachfolgenden Test auf Wissenstransfer – als Indikator der Informationsverarbeitungstiefe – schnitten Personen mit geringerem Interesse an Smart Metern (also solche, die keine weiteren Informationen nachfragten) in der Mehrheitsbedingung am besten ab, wohingegen Personen mit größerem Interesse (fragten weitere Informationen nach) in der Minderheitsbedingung die beste Leistung erzielten. Auch diese Ergebnisse deuten auf unterschiedliche Informationsverarbeitungs- und Entscheidungsstrukturen je nach Wahrnehmung des bisherigen Verbreitungsgrads in Interaktion mit persönlichen Dispositionen hin. Aus den Ergebnissen lassen sich vielfältige Implikationen für ein verbessertes Marketing klimaschonender Innovationen, die umweltpolitische Praxis und für die weitere Forschung ableiten. Es wird empfohlen, bei der Kommunikation (z.B. im Rahmen zielgruppenspezifischer Kampagnen) soziale Normen und deren differentielle Wirkung auf die Verarbeitung innovationsbezogener Informationen gezielter zu nutzen. Da unter den aktuellen Rahmenbedingungen mit keiner hundertprozentigen Diffusion der betrachteten Innovationen in alle gesellschaftlichen Gruppen hinein zu rechnen ist, werden auf politischer Ebene neben „weichen“ politischen Instrumenten auch fiskalische oder ordnungsrechtliche Maßnahmen erforderlich sein. Schließlich erscheint es sinnvoll, sich in der weiteren Forschung stärker mit kommunikativen Prozessen wie beispielsweise Meinungsführerschaft oder dem Einfluss von Medienkampagnen und medialer Berichterstattung auseinander zu setzen.