Multimediale, interaktive und patientennahe Lehrszenarien in der medizinischen Ausbildung

MeduMobile ist ein im Rahmen der Ausschreibung „Notebook-University“ vom bmb+f gefördertes Projekt. Ziel des Projektes ist es, die Ausbildung am Krankenbett im Medizinstudium zu verbessern, indem bestimmte Lehrveranstaltungen mit Hilfe von WLAN und Notebook ubiquitär auf dem Campus verfügbar gemacht werden. Hierzu werden neue, so genannte OnCall-Lehrszenarien entwickelt und erprobt, bei denen die auf Abruf bereit stehenden Medizinstudierenden alarmiert und zur Teilnahme gebeten werden, wenn akute und/oder seltene Fälle in die Klinik eingeliefert werden. Die Studierenden nehmen aktiv an den vielfach interdisziplinären Lehrveranstaltungen teil. Der Unterricht findet vor, während und nach der Live-Session statt. Der Hochschullehrer und die Studierenden können den Fall gemeinsam besprechen und die Diagnose bzw. Therapie u.a. an Hand bildgebender Verfahren (CT, Mikroskop, Röntgen, Ultraschall, ...) erarbeiten. Parallel dazu können die Studierenden Lehrmaterialen aus multimedialen Datenbanken, Medline und Internet nutzen sowie eigene Videokonferenzen für die Gruppenarbeit einsetzen. Eine solche Lehrveranstaltung kann somit mehrere didaktische Elemente beinhalten: instruktives, konstruktives, kognitives und kooperatives Lernen. An der Erprobung nehmen etwa 80 Studierende an Veranstaltungen aus 8 Fachgebieten teil. Es werden Studien zur Evaluation des didaktischen Mehrwerts sowie technischer und organisatorischer Qualität durchgeführt. Endgültige Ergebnisse werden Ende 2003 vorliegen.(DIPF/Orig.)

M-Learning im Notebook-Seminar

Das Notebook-Seminar stellte ein M-Learning-Szenario dar, welches durch die Integration des Notebooks in die Lehre eine Verbesserung derselben erwirken soll. Methodischer Schwerpunkt ist das projektorientierte Lernen, welches neben der Vermittlung von Fachinhalten zum Ziel hat, auch fachübergreifende Kompetenzen zu vermitteln. Auf Basis einer ein Semester umfassenden Projektaufgabe werden bestimmte Lernhandlungen von den Studierenden absolviert. Diese Lernhandlungen fassen bestimmte Lernziele, die in Fach-, Methoden und Sozialkompetenz aufgeteilt sind. Das Paper beleuchtet Aspekte des M-Learnings und konzipiert vor diesem Hintergrund das Notebook-Seminar. Danach wird das in die Praxis umgesetzte Konzept vorgestellt und die gemachten Erfahrungen, sowie die Ergebnisse der Evaluation diskutiert.(DIPF/Orig.)

Transportable setup for amplifier phase fidelity measurements

One possible laser source for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) consists of an Ytterbium-doped fiber amplifier originally developed for inter-satellite communication, seeded by the laser used for the technology demonstrator mission LISA Pathfinder. LISA needs to transmit clock information between its three spacecraft to correct for phase noise between the clocks on the individual spacecraft. For this purpose phase modulation sidebands at GHz frequencies will be imprinted on the laser beams between spacecraft. Differential phase noise between the carrier and a sideband introduced within the optical chain must be very low. We report on a transportable setup to measure the phase fidelity of optical amplifiers.

Das Labor im Rucksack – mobile computing in der psychologischen Grundlagenausbildung

Mobile Notebooks, die einen campusweiten Zugriff auf das Hochschulnetzwerk erlauben, eröffnen neue Möglichkeiten der Integration netzbasierter Ressourcen in die reguläre Lehre. Es wird über Entwicklung und gebündelten Einsatz netzbasierter Tools in der psychologischen Grundlagenausbildung berichtet. Spezifische Funktionalitäten mobiler Notebooks wurden in vielfältigen Anwendungen – von Online-Feedback-Instrumenten bis zum virtuellen Experimentallabor – zur Förderung von Lehr-Lern-Prozessen nutzbar gemacht. Sie fördern die individuelle Wissenskonstruktion, indem sie selbstreguliertes und kooperatives Lernen vernetzen, unmittelbares Feedback gewährleisten sowie darüber hinaus die Entwicklung sozialer Bezugsnormen unterstützen. So schaffen sie einen Rahmen, in dem die Studierenden – dem Cognitive Apprenticeship Ansatz folgend – auf ihrem Weg in die wissenschaftliche Community experimentell arbeitender Psychologen von Mitlernenden und Lehrenden unterstützt werden. Innerhalb nur eines Semesters konnten mobile Notebooks und netzbasierte Tools erfolgreich in die reguläre Lehre integriert werden. Die kognitiven und affektiven Grundlagen einer nachhaltigen Verbesserung der Lehr-Lern-Qualität durch den Einsatz derartiger Instrumente werden diskutiert.(DIPF/Orig.)

A brief comparison of optical pathlength difference and various definitions for the interferometric phase

To this paper we discuss that the phase readout in low noise laser interferometers can significantly deviate from the underlying optical pathlength difference (OPD). The cross coupling of beam tilt to the interferometric phase readout is compared to the OPD. For such a system it is shown that the amount of tilt to phase readout coupling depends strongly on the involved beams and their parameters, as well as on the detector properties and the precise definition of the phase. The unique single element photodiode phase is therefore compared to three common phase definitions for quadrant diodes. It is shown that neither phase definition globally shows the least amount of cross coupling of angular it

X-Ray Absorption Spectroscopy and Computer Modelling Study of Nanocrystalline Binary Alkaline Earth Fluorides

Nanocrystalline samples of Ba1-xCaxF2 prepared by high-energy milling show an unusually high F-ion conductivity, which exhibit a maximum in the magnitude and a minimum in the activation energy at x = 0.5. Here, we report an X-ray absorption spectroscopy (XAS) at the Ca and Sr K edges and the Ba L-3 edge and a molecular dynamics (MD) simulation study of the pure and mixed fluorides. The XAS measurements on the pure binary fluorides, CaF2, SrF2 and BaF2 show that high-energy ball-milling produces very little amorphous material, in contrast to the results for ball milled oxides. XAS measurements of Ba1-xCaxF2 reveal that for 0 < x < 1 there is considerable disorder in the local environments of the cations which is highest for x = 0.5. Hence the maximum in the conductivity corresponds to the composition with the maximum level of local disorder. The MD calculations also show a highly disordered structure consistent with the XAS results and similarly showing maximum disorder at x = 0.5.

Das Mobile Hardware-Praktikum

Im Rahmen der wissenschaftlichen Ausbildung sind Praktika vielerorts ein wichtiger Bestandteil der Lehre. Sie zeichnen sich im Regelfall dadurch aus, dass die Studierenden die gestellten Versuche an speziell ausgestatteten Laborplätzen durchführen, was neben extrem hohen Kosten zu einer Begrenzung der maximalen Teilnehmerzahl führt. In diesem Zusammenhang scheint es auf den ersten Blick nicht möglich, Konzepte einer Virtuellen Universität umzusetzen, da die Studierenden „vor Ort“ sein müssen. In diesem Dokument stellen wir das so genannte Mobile Hardware-Praktikum vor, das den Studierenden die Teilnahme zu jeder Zeit und von jedem beliebigen Ort aus erlaubt und dennoch ein Gefühl der Präsenz im Labor vermittelt. Gleichzeitig kann weit mehr als 100 Studierenden die Teilnahme ermöglicht werden. Erreicht wird dies durch ein speziell für diesen Zweck entwickeltes webbasiertes Learning Management System in Kombination mit Hardware-Komponenten, die einem voll ausgestatteten Labor-Arbeitsplatz entsprechen und den Teilnehmern für die Zeit des Praktikums auf Leihbasis zur Verfügung gestellt werden. Die Experimente werden von den teilnehmenden Gruppen in Eigenregie gelöst und elektronisch abgegeben. Die Bewertung erfolgt ebenfalls elektronisch.(DIPF/Orig.)

Effect of Geometric Uncertainties on the Aerodynamic Characteristic of Offshore Wind Turbine Blades

Offshore wind turbines operate in a complex unsteady flow environment which causes unsteady aerodynamic loads. The unsteady flow environment is characterized by a high degree of uncertainty. In addition, geometry variations and material imperfections also cause uncertainties in the design process. Probabilistic design methods consider these uncertainties in order to reach acceptable reliability and safety levels for offshore wind turbines. Variations of the rotor blade geometry influence the aerodynamic loads which also affect the reliability of other wind turbine components. Therefore, the present paper is dealing with geometric uncertainties of the rotor blades. These can arise from manufacturing tolerances and operational wear of the blades. First, the effect of geometry variations of wind turbine airfoils on the lift and drag coefficients are investigated using a Latin hypercube sampling. Then, the resulting effects on the performance and the blade loads of an offshore wind turbine are analyzed. The variations of the airfoil geometry lead to a significant scatter of the lift and drag coefficients which also affects the damage-equivalent flapwise bending moments. In contrast to that, the effects on the power and the annual energy production are almost negligible with regard to the assumptions made.

Iron(III) Complexes on a Dendrimeric Basis and Various Amine Core Investigated by Mössbauer Spectroscopy

Dendrimers of various generations were synthesized by the divergent method. Starting from various amine cores (G(0a), G(0b), G(0c)) the generations were built by reaction of the amine with acrylnitrile followed by hydrogenation with DIBAL-H. Treatment with salicylaldehyde creates a fivefold coordination sphere for iron in the molecular periphery. The resulting multinuclear coordination compounds are investigated by Mossbauer spectroscopy.

Kollaboratives Lernen mit WikiWikiWebs

WikiWikiWebs sind ein asynchrones webbasiertes Kommunikationsinstrument, das vergleichbar mit Diskussionsforen, Weblogs und anderen CSCW1-Umgebungen in verschiedenen Szenarien einsetzbar ist. Es basiert auf zwei zentralen Prinzipien: „Jeder kann jeden Text ändern“ und „Strukturen entstehen bottom-up durch Verlinkung.“ Als Lernumgebungen können WikiWikiWebs zentrale Kommunikationsplattformen für asynchrone, ortsverteilte Veranstaltungen sein oder veranstaltungsbegleitend die Kommunikation über die Präsenzveranstaltungen hinaus ausdehnen. Idealerweise verändern WikiWikiWebs die Textproduktion hin zu einem kooperativen Prozess, der selbst organisierendes Lernen in Arbeitsgruppen begünstigt. Anhand von drei Anwendungsszenarien werden Bedingungen und Möglichkeiten eines solchen Lernens diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass WikiWikiWebs kollaboratives Lernen und Arbeiten unter geeigneten Einsatzbedingungen ermöglichen, aber nicht von selbst herbeiführen.(DIPF/Orig.)

Mössbauer Spectroscopic Study andMagnetic Investigation of Iron(III) Complexes on a DendrimericBasis

The functionalization of the molecular surface of various dendrimer generations with a phosphorous core and external amine groups is obtained by converting those amine groups into the corresponding imines of salicylaldehyde creating multiple coordination sites for the iron atoms. Treatment with iron(III) chloride yields multinuclear iron(III) complexes on a dendrimeric basis. The obtained multinuclear molecular systems exhibit extremely high total spin values. The influence of the generation growth on this type of coordination compounds is investigated by Mossbauer spectroscopy and SQUIDmagnetometry.

Wind turbine rotor blade monitoring using digital image correlation: a comparison to aeroelastic simulations of a multi-megawatt wind turbine

Optical full-field measurement methods such as Digital Image Correlation (DIC) provide a new opportunity for measuring deformations and vibrations with high spatial and temporal resolution. However, application to full-scale wind turbines is not trivial. Elaborate preparation of the experiment is vital and sophisticated post processing of the DIC results essential. In the present study, a rotor blade of a 3.2 MW wind turbine is equipped with a random black-and-white dot pattern at four different radial positions. Two cameras are located in front of the wind turbine and the response of the rotor blade is monitored using DIC for different turbine operations. In addition, a Light Detection and Ranging (LiDAR) system is used in order to measure the wind conditions. Wind fields are created based on the LiDAR measurements and used to perform aeroelastic simulations of the wind turbine by means of advanced multibody codes. The results from the optical DIC system appear plausible when checked against common and expected results. In addition, the comparison of relative out-of-plane blade deflections shows good agreement between DIC results and aeroelastic simulations.

Teaching by chat

This paper discusses some didactical aspects of chat usage for instructional purposes. Areas covered range from the choice of course type and student group for using chats, to the preparation and moderation of chats, and discussing how to manage both troublemaking students and systems. In February 1998 I was the chair of a committee at my previous university that was authoring a recommendation list about the Internet to the president of the school. One of our recommendations was to eliminate the IRC server (Internet Relay Chat), since it was only causing traffic and was just being used for games. We stated that we could not envision a use for chatting either for research or for instructional purposes. Five years later here I am: teaching 4 of my 5 courses by way of chat. There has been an enormous growth in the use of chat-based instruction, but also quite a lot of problems encountered. Much of the available literature addresses technical problems, or discusses chats from an educational psychology perspective. This paper will address ten of the didactical issues in chat-based instruction, summarizing the experiences that I have made in many years of chat experience (DIPF/Orig.)

Aerodynamic behavior of an airfoil with morphing trailing edge for wind turbine applications

The length of wind turbine rotor blades has been increased during the last decades. Higher stresses arise especially at the blade root because of the longer lever arm. One way to reduce unsteady blade-root stresses caused by turbulence, gusts, or wind shear is to actively control the lift in the blade tip region. One promising method involves airfoils with morphing trailing edges to control the lift and consequently the loads acting on the blade. In the present study, the steady and unsteady behavior of an airfoil with a morphing trailing edge is investigated. Two-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) simulations are performed for a typical thin wind turbine airfoil with a morphing trailing edge. Steady-state simulations are used to design optimal geometry, size, and deflection angles of the morphing trailing edge. The resulting steady aerodynamic coefficients are then analyzed at different angles of attack in order to determine the effectiveness of the morphing trailing edge. In order to investigate the unsteady aerodynamic behavior of the optimal morphing trailing edge, time-resolved RANS-simulations are performed using a deformable grid. In order to analyze the phase shift between the variable trailing edge deflection and the dynamic lift coefficient, the trailing edge is deflected at four different reduced frequencies for each different angle of attack. As expected, a phase shift between the deflection and the lift occurs. While deflecting the trailing edge at angles of attack near stall, additionally an overshoot above and beyond the steady lift coefficient is observed and evaluated.

Magnetoresistance in a High Mobility Two-Dimensional Electron System as a Function of Sample Geometry

In a high mobility two-dimensional electron gas (2DEG) realized in a GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum well we observe changes in the Shubnikov-de Haas oscillations (SdHO) and in the Hall resistance for different sample geometries. We observe for each sample geometry a strong negative magnetoresistance around zero magnetic field which consists of a peak around zero magnetic field and of a huge magnetoresistance at larger fields. The peak around zero magnetic field is left unchanged for different geometries.