Visualisierung meteorologischer Daten mit Python und Matplotlib

<p>Die Programmiersprache <em>Python</em> hat mittlerweile Einzug gefunden in den wissenschaftlichen Programmieralltag. Ihre Vorzüge sind ihre leichte Erlernbarkeit und gleichzeitige Komplexität, die es erlaubt, eine Vielzahl verschiedener Problemstellungen zu lösen. Insbesondere ermöglicht <em>Python</em> neben der Verarbeitung wissenschaftlicher Daten die Darstellung selbiger, sodass sich in sich geschlossene Pakete zur Datenverarbeitung und -präsentation zusammenstellen lassen, für die man sonst mehrere Prozessierungsschritte mit verschiedener Software benötigen würde. Grundlage der Datenvisualisierung stellt dabei das <em>Matplotlib</em>-Paket dar. Dabei handelt es sich um ein umfangreiche <em>Python</em>-Erweiterung zur Visualisierung verschiedenster Arten von Daten.<br /><br />In dieser Präsentation sollen die verschiedenen Möglichkeiten und Features des <em>Matplotlib</em>-Paketes aufgezeigt werden. Dabei kommen Beispieldatensätze zum Einsatz, deren Formate im Bereich der Meteorologie oft Verwendung finden, wie zum Beispiel Modell- und Fernerkundungsdaten. Neben der grundlegenden Methodik zur Darstellung der Daten als solches soll auch auf Aspekte des Layouts eingegangen um aufzuzeigen, wie sich mit <em>Matplotlib</em> erzeugte Plots für wissenschaftliche Publikationen und Präsentationen auf geeignete Art und Weise verwenden lassen. <br /><br />Neben <em>Matplotlib</em> existieren noch weitere <em>Python</em>-Module, die für die Visualisierung meteorologischer Daten geeignet sind. An erster Stelle steht dabei das Modul <em>Cartopy</em>, welches insbesondere für die Darstellung von Geodaten auf entsprechenden Karten essentiell ist. Daneben sind auch weitere Pakete wie zum Beispiel <em>MetPy </em>verfügbar, die eine unkomplizierte Darstellung auch speziellerer und komplexerer Formate wie zum Beispiel von Soundings im Skew-T-Format ermöglichen.</p>

Finden ohne Suchen: Automatische Benachrichtigungen über relevante wissenschaftliche Publikationen mit regelbasierter KI

Zusammenfassung Jeden Tag erscheint eine Flut neuer wissenschaftlichen Publikationen. Für Forscher ist es schwierig, dabei den Überblick zu behalten. Aktualität und Relevanz der Ergebnislisten von Suchmaschinen wie Google, scholar.google.com und wissenschaftlichen Suchportalen entsprechen oft nicht den Erwartungen der Forscher. Vorgestellt wird eine Methode, die als Finden ohne Suchen (FwS = finding without searching) bezeichnet wird. Diese Methode nutzt künstliche Intelligenz in Kombination mit ausdrucksstarken benutzerdefinierten Regeln für Benachrichtigungen über neue Publikationen über eine App.

MathCityMap - Eine Bildungs-App für mathematische Wanderpfade

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der theoriegeleiteten Entwicklung eines digitalen Werkzeugs namens MathCityMap (MCM) für das außerschulische Lehren und Lernen von Mathematik. Den Ausgangspunkt des Projekts bilden die sogenannten Mathtrails. Dies sind Wanderpfade zum Entdecken mathematischer Sachverhalte an realen Objekten in der Umwelt. Eine didaktische, methodische sowie lernpsychologische Analyse konstatiert Mathtrails zahlreiche Potentiale für den Lernprozess wie beispielsweise die Möglichkeit, Primärerfahrungen zu sammeln, das Interesse am Fach Mathematik zu steigern sowie das Lernen aktiv und konstruktiv zu gestalten. Trotz der genannten Vorteile wird deutlich, dass die Vorbereitung und Umsetzung der mathematischen Wanderpfade mit einem immensen Aufwand verbunden sind. Eine weitere Herausforderung für Lernende liegt im offenen Charakter der Mathtrails, die in der Regel in autonomen Kleingruppen abgelaufen werden. Aus der Literatur ist bekannt, dass insbesondere für schwächere Lerner die Gefahr besteht, durch die Anforderungen einer selbstständigen Arbeitsweise überfordert zu werden. Als Lösungsansatz für die zuvor genannten Probleme wird im Rahmen dieser Arbeit die Entwicklung eines digitalen Werkzeugs für Mathtrails erläutert. Die erste Forschungsfrage beschäftigt sich mit den theoretischen Anforderungen an solch ein Tool: 1. Welchen Anforderungen muss ein digitales Werkzeug genügen, um die Vorzüge der Mathtrails zu erhalten, deren Aufwand zu minimieren und die Gefahren zu kompensieren? Unter Berücksichtigung der theoretischen Grundlagen digitaler Werkzeuge und des „Mobile Learnings“ werden zunächst Möglichkeiten identifiziert, den Vorbereitungsaufwand zu minimieren. Konkret erscheinen die automatische Datenverarbeitung, das digitale Zusammen-arbeiten sowie das Teilen und Wiederverwenden von digitalen Aufgaben und Trails als theoretisch zielführende Bestandteile von MCM. Weiterhin sollen zur Unterstützung der Lerner bei der eigenständigen Bearbeitung von Mathtrails didaktisch bewährte Konzepte – wie gestufte Hilfestellungen und Feedback – eingesetzt werden. Vor dem Hintergrund der soeben formulierten Anforderungen bilden der Entwicklungsprozess sowie die Beschreibung des aktuellen Ist-Zustandes des MCM-Systems zentrale Bestand-teile dieser Arbeit. Das System setzt sich aus zwei Komponenten für jeweils unterschiedliche Zielgruppen zusammen: das MCM-Webportal zum Erstellen von Mathtrails und die MCM-App zum Ablaufen selbiger. Die Hauptziele von MCM können in der Minimierung des Vorbereitungsaufwands sowie der Kompensation einer Überforderungsgefahr gesehen werden. In ersten Feldversuchen konnte MCM bereits in einem frühen Stadium erfolgreich mit Lernenden der Sekundarstufe I getestet werden. Gleichzeitig fiel jedoch auf, dass das implementierte Feedback-System Schwächen aufwies und von Lernenden zum systematischen Erraten von Lösungen genutzt werden konnte. In der Folge wurden Spielelemente (Gamification), denen nicht nur eine motivationssteigernde Wirkung nachgesagt wird, sondern auch das Potential das Verhalten zu beeinflussen, Bestandteil der MCM-App. Die zweite Forschungs-frage dieser Arbeit zielt auf die Auswirkungen der Gamification-Integration ab und lautet: 2. Welchen Einfluss haben Gamification-Elemente auf die Motivation sowie auf das Nutzungs-verhalten des digitalen Werkzeugs von Neuntklässlern bei der Bearbeitung eines Mathtrails? Zur Beantwortung der zweiten Forschungsfrage wurde eine empirische Studie mit 16 Schulklassen (304 Schülerinnen und Schüler) der neunten Jahrgangsstufe im Sommer 2017 durch-geführt. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Die Implementierung einer Rangliste (Leaderboard) in die MCM-App führte zwar nicht zu einer höheren Motivation, jedoch spornte der Wettbewerb die Teilnehmer an, viele Aufgaben zu bearbeiten. Im Ver-gleich zu der Kontrollgruppe ohne Gamification-Elemente löste die Experimentalgruppe signifikant mehr Aufgaben, legte die doppelte Strecke zurück und nutzte das Feedbacks-System seltener aus, um Lösungen zu erraten. Die Studie konnte empirisch den gewünschten Einfluss von Spielelementen auf die Benutzung eines digitalen Werkzeugs für das außerschulische Lernen von Mathematik aufzeigen. Die Evaluation der Ziele von MCM erfolgt indirekt über die Analyse der Verbreitung der Mathtrail-Idee ohne MCM und mit MCM. Die dritte Forschungsfrage lautet dementsprechend: 3. Welchen Beitrag hat das digitale Werkzeug zur Verbreitung der Mathtrail-Idee nach 4 Jahren Projektlaufzeit geleistet? Zur Beantwortung der dritten Forschungsfrage werden wissenschaftliche Publikationen zu Mathtrails analysiert. Es wird insbesondere in Publikationen mit und ohne Stichwort „MathCityMap“ unterschieden, um eine Aussage über den Einfluss des MCM-Projekts auf den wissenschaftlichen Diskurs treffen zu können. Stand August 2020 enthält bereits jede dritte Mathtrail-Publikation einen Bezug zu MCM. Weiterhin wird ein Vergleich zu vorherigen, ähnlichen Bemühungen – gemeint sind Online-Mitmach-Projekte für Mathtrails – gezogen. So existierten im Zeitraum 2000 bis 2010 im anglo-amerikanischen Raum erste Webseiten für mathematische Wanderpfade. Diese boten zusammengenommen 131 Mathtrails an. Im Vergleich hierzu existieren bereits über 2.500 MCM-Mathtrails in 57 Ländern. Sowohl die Publikationen als auch die Anzahl der erstellten Trails stellen erste Indizien dafür dar, dass mit MCM die Realisation eines theoretischen Konzepts für ein digitales Mathtrail-Werkzeug gelungen ist und die Idee der Mathtrails verbreitet werden konnte.

Open-Access-Publikationsworkflow Für akademische Bücher

Die zeitnahe, transparente und nachhaltige Verbreitung nachprüfbarer wissenschaftlicher Ergebnisse ist eine der wesentlichen Anforderungen an die wissenschaftliche Kommunikation und Infrastruktur. Open Access, also die offene und kostenfreie Nutzung von wissenschaftlicher Literatur, ist hierfür die Grundvoraussetzung. Hochschulen und Universitäten sind in der Regel die Institutionen, an denen Wissenschaftler neue Forschungsergebnisse erzeugen und zur Veröffentlichung als Buch vorbereiten. Neben klassischen Wissenschaftsverlagen veröffentlichen daher immer mehr Hochschulverlage wissenschaftliche Publikationen. Das vorliegende Handbuch beschreibt einen nachhaltigen, allgemeingültigen State-of-the-Art-Workflow zur Herstellung und Distribution von akademischen Büchern, der es Hochschulen und Universitäten ermöglicht, bei weitest möglicher Verbreitung, Sichtbarkeit und Zugänglichkeit eigene Forschungsarbeiten und Graduierungsschriften in digitaler Form im Open Access und als gedrucktes Buch zu veröffentlichen. Dieses Workflow-Modell wird anhand ausgewählter Fallbeispiele als Proof of Concept demonstriert und spiegelt den aktuellen Stand der derzeit im Verlagsbereich technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten wider. Anhand der Fallbeispiele wurden zudem der Zeit-, Kosten- und Personalaufwand erfasst, sodass anderen Hochschulen und Universitäten Anhaltspunkte für nötige Investitionen bei der Gründung und dem Betrieb eigener OA-Hochschulverlage gegeben werden.

Zapomniana rewolucja? Niemcy 50 lat po rewolcie studenckiej

Die vergessene revolution? Deutschland 50 jahre nach der StudentenrevolteDie 68er-Bewegung war eins der wichtigsten Ereignisse in der Nachkriegsgeschichte Deutschlands. Bis 1966 bringt man die christdemokratische Regierung in der BRD vor allem mit der boomenden Wirtschaft und immer stärkeren Integration mit den Strukturen des Westens in Verbindung. Die Versuche der westdeutschen Regierung, die Glaubwürdigkeit auf internationaler Ebene wiederaufzubauen, waren erfolgreich — innerhalb kurzer Zeit wurde die Bundesrepublik Deutschland einer der wichtigsten Partner der Vereinigten Staaten von Amerika, auch in der NATO. Diese Erfolge überzeugten die junge Generation jedoch nicht, sie forderte vor allem Reformen, die die internen Probleme betrafen. Unter den Postulaten der Studenten befanden sich u. a.: die notwendige Liberalisierung der Sitten, die Emanzipation der Frauen, die Hochschulreform oder auch der Abschluss der Denazifi zierung, die in der Nachkriegszeit lediglich oberfl ächlich durchgeführt wurde. Die geballten sozialen Spannungen mündeten in die organisierte revolutionäre Bewegung, die ihr eigenes weltanschauliches und politisches Programm vorbereitet hat und sich bemühte, dieses durch aktives Handeln zu verwirklichen. Obwohl die Studentenbewegung kurzlebig war und wegen fehlender messbarer Ergebnisse schnell ausbrannte, sind ihre Folgen und Konsequenzen in dem kollektiven Gedächtnis der deutschen Bevölkerung bis heute erhalten geblieben. Unter den wichtigsten sind folgende zu nennen: deutsche Debatte über die Mythologisierung der Studentenbewegung und ihrer Teilnehmer, das wachsende soziale Bewusstsein betreff end Sexualität, zunehmende Popularität der feministischen Bewegungen und die Entwicklung politischer Karrieren der ehemaligen Revolutionäre wie z. B. von Joschka Joseph Fischer.Trotz ihrer großen Bedeutung für die innerstaatlichen Beziehungen nimmt die 68er-Bewegung nicht so viel Raum in dem deutschen politischen Diskurs ein. Zu ihrem 50. Jahrestag erschienen zahlreiche wissenschaftliche Publikationen, es gab aber keine landesweiten Feierlichkeiten oder Gedächtnisfeiern. Das ist ein Zeichen dafür, dass die Ereignisse von vor 50 Jahren, obwohl bedeutsam, für die jetzige deutsche Generation kein wichtiger Identitätsbezugspunkt darstellen.

Register – Auswertung von multizentrischen Daten

ZusammenfassungEin Register dokumentiert aktiv und standardisiert Patientendaten zu vorab definierten Fragestellungen. Der Begriff „Register“ (lat. regerere – „eintragen“) hebt den datenhaltenden Aspekt hervor mit dem Ziel epidemiologische Zusammenhänge und Unterschiede zu beschreiben, die Qualitätssicherung und -verbesserung sowie die klinische Forschung zu unterstützen. Die Evaluation der Wirksamkeit in der Versorgungsroutine, das Monitoren der Patientensicherheit sowie die ökonomische Evaluation und die Mindestmengenforschung sind weitere Aufgaben von Registern. Patienten und meldende Einrichtungen bestimmen maßgeblich die Registerqualität durch Vollständigkeit, Vollzähligkeit und hohe Datenvalidität. Dies ist bei der Konzeption, der Finanzierung und dem Betrieb eines Registers zu berücksichtigen. Bei der Auswertung der multizentrischen Daten des Registers kommt der Analyse von potenziell konfundierender oder Effekt modifizierender Variablen eine hohe Bedeutung zu. Regelmäßiges Feedback an die Meldeeinrichtungen, Patienteninformationen, öffentliche Mitteilungen sowie wissenschaftliche Publikationen erhöhen ebenso wie die Einhaltung des Datenschutzes die Transparenz des Registers. Die Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde hat bis auf die Integration in das Krebsregister und dem sich im Aufbau befindenden Neugeborenen Hörscreening-Register wenig Berührungspunkte mit Registern. Die Vielzahl messbarer Parameter in den einzelnen Schwerpunkten des Fachgebiets, wie z. B. der Otologie, Phoniatrie, Rhinologie, Allergologie, usw., stellt die Grundlage für verschiedene potenzielle Register dar. Klinische Fragestellungen, Präventionsmaßnahmen, Qualitätssicherung, Versorgungsforschung und Empfehlungen für die Gesundheitspolitik wären wissenschaftlich fundiert und evidenzbasiert.

Risiko Mobilfunk

SummaryWLAN und Mobilfunk wurden von Industrie und Politik konsequent in alle Lebensbereiche eingeführt, vom Klassen bis zum Schlafzimmer, mit gesundheitlichen Folgen. Beispielhaft für die eindeutige Studienlage wertet der Beitrag über 50 wissenschaftliche Publikationen aus, die signifikante Gesundheitsschäden durch WLAN und Mobilfunk feststellen, insbesondere durch oxidativen Stress. Zu den dokumentierten Mobilfunkfolgen zählen Tumoren unter anderem des Gehirns, Unfruchtbarkeit, Erbgutschäden und Burnout.