Durchlässigkeit als mehrdimensionale Aufgabe. Bedingungen für flexible Bildungsübergänge

Ein institutionell durchlässiges Bildungssystem ist … eine grundlegende Voraussetzung für die Ermöglichung flexibler Bildungsbiographien und damit auch die Verwirklichung von gleichen Bildungschancen. Aber wie kann institutionelle Durchlässigkeit zwischen beruflicher und akademischer Bildung in Deutschland gefördert werden? Und wie kann dafür Sorge getragen werden, dass trotz einer Flexibilisierung die jeweilige Kernlogik von beruflicher und akademischer Bildung aufrecht erhalten wird, die von vielen Akteuren in ihrer Komplementarität als Träger eines erfolgreichen Bildungssystems gesehen werden? In dieser Expertise werden … die Teildimensionen institutioneller Durchlässigkeit genauer betrachtet: (I.) Zugang in Bildungsbereiche, (II.) Anrechnung von Erlerntem, (III.) organisationale Verbindung von Bildungsbereichen und (IV.) Umgang mit heterogenen Bedürfnissen (Abschnitt 2). Im nächsten Schritt wird ein Überblick über wichtige Initiativen und Regelungen zu Durchlässigkeit in Deutschland gegeben (Abschnitt 3). Es folgt eine kurze Vorstellung des methodischen Vorgehens und Begründung der Fallauswahl (Sektion 4.1). Darauf aufbauend werden drei (über-)regionale Initiativen, in denen Durchlässigkeit zwischen Berufs- und Hochschulbildung innovativ gefördert wird, genauer vorgestellt und analysiert. Dabei handelt es sich um die "Offene Hochschule Niedersachsen", die Duale Hochschule Baden-Württemberg und den Modellversuch "Duale Berufsausbildung mit Abitur in Sachsen" (DuBAS) (Abschnitt 4). Übergeordnetes Ziel ist es, anhand des Überblicks über durchlässigkeitsfördernde Programme, aber insbesondere auch durch die vertiefende Darstellung der regionalen Fallstudien, mögliche Bedingungen für erfolgreiche Durchlässigkeitsstrukturen zwischen Berufs- und Hochschulbildung, aber auch Barrieren zu identifizieren und daraus relevante Schlussfolgerungen abzuleiten (Abschnitt 5). (DIPF/Orig.)

Characterization of Novel Fabry Pérot Filter Arrays for Nanospectrometers in Medical Applications

Optische Spektroskopie ist eine sehr wichtige Messtechnik mit einem hohen Potential für zahlreiche Anwendungen in der Industrie und Wissenschaft. Kostengünstige und miniaturisierte Spektrometer z.B. werden besonders für moderne Sensorsysteme “smart personal environments” benötigt, die vor allem in der Energietechnik, Messtechnik, Sicherheitstechnik (safety and security), IT und Medizintechnik verwendet werden. Unter allen miniaturisierten Spektrometern ist eines der attraktivsten Miniaturisierungsverfahren das Fabry Pérot Filter. Bei diesem Verfahren kann die Kombination von einem Fabry Pérot (FP) Filterarray und einem Detektorarray als Mikrospektrometer funktionieren. Jeder Detektor entspricht einem einzelnen Filter, um ein sehr schmales Band von Wellenlängen, die durch das Filter durchgelassen werden, zu detektieren. Ein Array von FP-Filter wird eingesetzt, bei dem jeder Filter eine unterschiedliche spektrale Filterlinie auswählt. Die spektrale Position jedes Bandes der Wellenlänge wird durch die einzelnen Kavitätshöhe des Filters definiert. Die Arrays wurden mit Filtergrößen, die nur durch die Array-Dimension der einzelnen Detektoren begrenzt werden, entwickelt. Allerdings erfordern die bestehenden Fabry Pérot Filter-Mikrospektrometer komplizierte Fertigungsschritte für die Strukturierung der 3D-Filter-Kavitäten mit unterschiedlichen Höhen, die nicht kosteneffizient für eine industrielle Fertigung sind. Um die Kosten bei Aufrechterhaltung der herausragenden Vorteile der FP-Filter-Struktur zu reduzieren, wird eine neue Methode zur Herstellung der miniaturisierten FP-Filtern mittels NanoImprint Technologie entwickelt und präsentiert. In diesem Fall werden die mehreren Kavitäten-Herstellungsschritte durch einen einzigen Schritt ersetzt, die hohe vertikale Auflösung der 3D NanoImprint Technologie verwendet. Seit dem die NanoImprint Technologie verwendet wird, wird das auf FP Filters basierende miniaturisierte Spectrometer nanospectrometer genannt. Ein statischer Nano-Spektrometer besteht aus einem statischen FP-Filterarray auf einem Detektorarray (siehe Abb. 1). Jeder FP-Filter im Array besteht aus dem unteren Distributed Bragg Reflector (DBR), einer Resonanz-Kavität und einen oberen DBR. Der obere und untere DBR sind identisch und bestehen aus periodisch abwechselnden dünnen dielektrischen Schichten von Materialien mit hohem und niedrigem Brechungsindex. Die optischen Schichten jeder dielektrischen Dünnfilmschicht, die in dem DBR enthalten sind, entsprechen einen Viertel der Design-Wellenlänge. Jeder FP-Filter wird einer definierten Fläche des Detektorarrays zugeordnet. Dieser Bereich kann aus einzelnen Detektorelementen oder deren Gruppen enthalten. Daher werden die Seitenkanal-Geometrien der Kavität aufgebaut, die dem Detektor entsprechen. Die seitlichen und vertikalen Dimensionen der Kavität werden genau durch 3D NanoImprint Technologie aufgebaut. Die Kavitäten haben Unterschiede von wenigem Nanometer in der vertikalen Richtung. Die Präzision der Kavität in der vertikalen Richtung ist ein wichtiger Faktor, der die Genauigkeit der spektralen Position und Durchlässigkeit des Filters Transmissionslinie beeinflusst.

Wille zur Erkenntnis

Thema der vorliegenden Untersuchung ist die erkenntnistheoretische Funktion des Ästhetischen für das philosophische System Arthur Schopenhauers. Der epistemologischen Kohärenz des Gesamtsystems wird dabei größere Bedeutung zugemessen als den in der Sache begründeten Diskrepanzen und systemimmanenten Brüchen.Als zentrale Problematik ergibt sich die des Überganges zwischen zwei Erkenntnisarten, die beschrieben werden können als schematische Welterkenntnis in Ursache-Wirkungs-verhältnissen einerseits und „grundloses' Wissen um die Bedeutung der Welt andererseits. Im Fortgang der Untersuchung rückt die Möglichkeit des Zusammenwirkens der Erkenntnis-vermögen selbst im Bewusstsein – und damit die Frage nach dessen Struktur – in den Mittelpunkt. Das führt letztlich zu philosophischen Grundfragen: Kann ein Übergang vom Stoff ins Bewusstsein gedacht werden? Wie geschieht er? Schopenhauers Konzeption der Idee und der ästhetischen Kontemplation können Antworten geben: Sie dokumentieren die Durchlässigkeit der Erkenntnisvermögen als Spezifikum des „menschlichen Intellekts', und erweisen sich – so die Hauptthese der Arbeit – als Wesenserkenntnis im Erleben von Wollen und Erkennen als ungeschiedenem Ganzen.Diese Interpretation von Schopenhauers Ideenlehre will die erkenntnistheoretische Relevanz des philosophischen Entwurfs eines menschlichen Selbst- und Weltverständnisses als Wille und Vorstellung aufzeigen, das ein wesensadäquates ist, weil es vom lebeendigen „Gegenstand' ausgeht: An ihm allein ist das in Erscheinung getretene/tretende Wesen fassbar, an empfindungslosen anorganischen wie auch an erkenntnisfähigen organischen Körpern, die dennoch mehr sind als bloße Materie. Im Immateriellen sind sie identisch, und davon gibt es ein Bewusstsein: die Idee des Menschen.

Complex tracer mobilities in polymer networks revealed by fluorescence correlation spectroscopy

Gels are elastic porous polymer networks that are accompanied by pronounced mechanical properties. Due to their biocompatibility, ‘responsive hydrogels’ (HG) have many biomedical applications ranging from biosensors and drug delivery to tissue engineering. They respond to external stimuli such as temperature and salt by changing their dimensions. Of paramount importance is the ability to engineer penetrability and diffusion of interacting molecules in the crowded HG environment, as this would enable one to optimize a specific functionality. Even though the conditions under which biomedical devices operate are rather complex, a bottom-up approach could reduce the complexity of mutually coupled parameters influencing tracer mobility. The present thesis focuses on the interaction-induced tracer diffusion in polymer solutions and their homologous gels, probed by means of Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS). This is a single-molecule-sensitive technique having the advantage of optimal performance under ultralow tracer concentrations, typically employed in biosensors. Two different types of hydrogels have been investigated, a conventional one with broad polydispersity in the distance between crosslink points and a so-called ‘ideal’, with uniform mesh size distribution. The former is based on a thermoresponsive polymer, exhibiting phase separation in water at temperatures close to the human body temperature. The latter represents an optimal platform to study tracer diffusion. Mobilities of different tracers have been investigated in each network, varying in size, geometry and in terms of tracer-polymer attractive strength, as perturbed by different stimuli. The thesis constitutes a systematic effort towards elucidating the role of the strength and nature of different tracer-polymer interactions, on tracer mobilities; it outlines that interactions can still be very important even in the simplified case of dilute polymer solutions; it also demonstrates that the presence of permanent crosslinks exerts distinct tracer slowdown, depending on the tracer type and the nature of the tracer-polymer interactions, expressed differently by each tracer with regard to the selected stimulus. In aqueous polymer solutions, the tracer slowdown is found to be system-dependent and no universal trend seems to hold, in contrast to predictions from scaling theory for non-interacting nanoparticle mobility and empirical relations concerning the mesh size in polymer solutions. Complex tracer dynamics in polymer networks may be distinctly expressed by FCS, depending on the specific synergy among-at least some of - the following parameters: nature of interactions, external stimuli employed, tracer size and type, crosslink density and swelling ratio.

Transdisziplinäre Forschung weiterentwicklen: Eine Synthese mit 15 Empfehlungen

Inter- und Transdisziplinarität erfährt in Lehre und Forschung heutzutage eine vielversprechende Entwicklung, nicht nur im Schweizer Hochschulsystem, sondern auch auf europäischer und globaler Ebene. Sollen die Probleme unserer Zeit adäquat verstanden, analysiert und schliesslich gelöst werden, ist es unabdingbar, die disziplinären Kompetenzen in einen konstruktiven Austauschprozess und Dialog zu bringen. Die Behandlung unserer komplexen, menschlichen, sozialen, politischen und die Umwelt betreffenden Probleme drängt zunehmend auf die Durchlässigkeit des disziplinären Wissens und Wissenssystems. Dieses Buch richtet sich an all jene, die sich in ihrer täglichen Arbeit in Lehre, Forschung oder Studium mit komplexen Fragenstellungen beschäftigen und sich dabei nicht auf die Reduktion auf eine einzelne Disziplin beschränken können. Es zeigt den aktuellen Stand der inter- und transdisziplinären Lehre und Forschung in der Schweiz auf. Schwerpunkt liegt bei der Präsentation von erfolgreichen Projekten, ihren konzeptuellen, theoretischen und methodologischen Grundlagen sowie den daraus gewonnenen Erfahrungen.

Der Einfluss der kantonsspezifischen Bildungssysteme auf die Stärke der primären und sekundären Herkunftseffekte in der Schweiz

Verschiedene internationale Studien haben sich mit dem Einfluss institutioneller Settings auf die Bildungsungleichheit beschäftigt (vgl. den Überblicksartikel über den bisherigen Stand von Van de Werfhorst und Mijs 2010). Ländervergleiche bergen jedoch das Problem, dass weitere länderspezifische Eigenheiten, welche die Bildungsungleichheit beeinflussen, nur schwer kontrolliert werden können. Gründe dafür liegen darin, dass diese Variablen entweder nicht bekannt sind oder aufgrund der geringen Fallzahl an Makrobeobachtungen eine Kontrolle aller kritischen Drittvariablen (z.B. wohlfahrtsstaatlicher Massnahmen) nicht möglich ist (sogenannte Small-N-Problematik). Darüber hinaus besteht oft eine hohe Multikollinearität zwischen der Ausgestaltung des Bildungs- und der Ausgestaltung des Wohlfahrtssystems eines Landes, was die Separierung der Effekte des Bildungssystems von anderen Makrofaktoren verunmöglicht. Die dadurch hervorgerufene unbeobachtete Heterogenität kann zu verzerrten Schätzern führen, wenn versucht wird, länderübergreifend den Einfluss institutioneller Designs auf die Bildungsungleichheit abzuschätzen. Eine Möglichkeit, diese Problematik zu verringern, besteht darin, verschiedene institutionelle Arrangements in einem einzigen Land zu betrachten. Der Einfluss der kantonalen Bildungsinstitutionen auf die Chancenungleichheit wurde bislang einzig von Bauer und Riphahn (2006) analysiert. Zudem schlagen Van de Werfhorst und Mijs in ihrem Überblick (2010: 413) vor, den Einfluss der strukturellen Ausgestaltung des Bildungssystems auf die Stärke der primären und sekundären Effekte der sozialen Herkunft (vgl. Boudon 1974) zu untersuchen. Daher bietet sich eine Analyse des Einflusses der kantonalen Bildungssysteme auf das Ausmass der primären und sekundären Herkunftseffekte in verschiedenen Schweizer Kantonen an. Insbesondere ermöglicht dieses Design näherungsweise, dass die Effekte der kantonal variierenden Bildungssysteme von den innerhalb der Schweiz relativ konstant gehaltenen wohlfahrtsstaatlichen Arrangements separiert werden können. Eine Dekompositionsanalyse von Neugebauer (2010) für spezifische Bundesländer Deutschlands zeigt, dass unverbindliche Schulempfehlungen bei der 1. Transition zu einer Vergrösserung des sekundären Herkunftseffektes führen. Ich werde in meinem Beitrag mit den PISA 2000-Daten sowie den daran anschliessenden TREE-Daten die Wirkung weiterer struktureller Merkmale (das Ausmass des Trackings, der Zeitpunkt des Trackings, die Durchlässigkeit zwischen den Tracks) auf die Bildungsungleichheit untersuchen. Zu diesem Zweck soll der Einfluss der sozialen Herkunft und der schulischen Leistung eines Kindes auf seine Schullaufbahn entsprechend der Methode von Karlson et al. (2010) in den primären und sekundären Herkunftseffekt dekomponiert werden.

Konstruktive und funktionale Entwicklung eines selbststeuernden Unterflurbewässerungsverfahrens

Unter Einfluss des gegenwärtigen Klimawandels sowie dem Anstieg der Erdbevölkerung ist der effiziente Umgang mit den vorhandenen Wasserressourcen ein zentrales Thema in der Bewässerungslandwirtschaft. Die Unterflurbewässerung ist ein seit Jahrtausenden bekanntes Verfahren, bei dem das Bewässerungswasser unterhalb der Erdoberfläche aufgebracht wird und der Pflanze direkt im Wurzelraum zur Verfügung steht. Die Gefäßbewässerung ist ein selbststeuerndes Verfahren wobei die Wassergabe aus dem unglasierten Tongefäß aufgrund der im umgebenden Boden anliegenden Saugspannung erfolgt. Diese wassersparende und dem Wasserbedarf der Pflanze angepasste Bewässerungsweise ist Grundlage der Überlegungen und Untersuchungen der vorliegenden Arbeit. Ausgehend von dem Gedanken der Kombination der Vorteile der Gefäßbewässerung mit denen moderner Materialien, die eine maschinelle Installation ermöglichen und eine lange Lebensdauer aufweisen, wurde die Entwicklung einer selbststeuernden Bewässerung verfolgt. Materialrecherchen und eine Auswahl als geeignet identifizierter Materialien führten zu Laboruntersuchungen an Hand derer die Darcy-Eigenschaften (linearer Zusammenhang zwischen Volumenstrom und anliegendem Druck) überprüft wurden. Membranen erwiesen sich danach als geeignet, so dass an einer ausgewählten Schlauchmembran weitergehende Untersuchungen zum Einsatz für die Bewässerung vorgenommen wurden. Diese umfassten Langzeitlaborversuche im Boden zur Untersuchung der Entwicklung der Durchlässigkeit der Schlauchmembran über die Zeit, sowie zum Nachweis der Selbststeuerung des Systems. Mit den gewonnenen Ergebnissen war es möglich großmaßstäbliche Versuche im Gewächshaus zu realisieren, bei der die Schlauchmembran im Vergleich zur Tropfbewässerung hinsichtlich Wasserverbrauch und Ernteertrag an Standorten in Deutschland und Algerien getestet wurde. Diese Gewächshausversuche zeigten vielversprechende Ergebnisse für die Membranschlauchbewässerung mit im Vergleich zur Tropfbewässerung erhöhten Erträgen bei gleichzeitig geringerem Wasserverbrauch. Dies wurde besonders bei Verwendung von Bewässerungswasser mit erhöhtem Salzgehalt deutlich. Sorgfältiger Beachtung bedarf die Wasserqualität, da die Membranschlauchbewässerung auf Wasserverunreinigungen mit Durchflussverminderung reagiert, die sich nachteilig auf die Pflanzenentwicklung auswirkt. Aufgabe weiterer Forschungen muss es demnach sein, technische Verfahren zu entwickeln, die die langfristige Leistungsfähigkeit der Membran im Bewässerungsbetrieb aufrechterhalten.