Journal articles on the topic 'Theorie und Modellierung'

Der vorliegende Artikel thematisiert die Topologie transdisziplinӓrer Konzepte vor dem Hinter-grund ausgewӓhlter Annahmen der Blending-Theorie. Der erste Teil widmet sich der Rolle des transdisziplinӓren Forschungsansatzes in der Modellierung komplexer linguistischer Phӓnomene. Im Mittelpunkt der Erwӓgungen steht die konzeptuelle Verbindung von Komplexitӓtstheorie bzw. Systemtheorie und linguistischen Fragen, wie die Operationalisierung sprachlicher Regeln und das Problem der distinktiven Funktion sprachlicher Entitӓten. Im Fokus des zweiten und dritten Teils steht die Dynamik sprachlicher Eigenschaften der Menschen und eine Analyse transdisziplinӓrer Modellierung linguistischer Forschungsprobleme vor dem Hintergrund der Blending-Theorie.

Zusammenfassung. Im vorliegenden Beitrag wird über eine Wissensmodellierung im Gebiet der elementaren Teilbarkeitslehre berichtet. Die Wissensmodellierung basiert auf einer Erweiterung der Theorie der Wissensräume von Doignon und Falmagne im Rahmen eines Kompetenz-Performanz-Ansatzes. Im Mittelpunkt dieser erweiterten Theorie steht das Konzept der vereinigungstreuen Diagnostik, welches definiert ist als ein 6-Tupel, bestehend aus einem Performanzraum zur Beschreibung erwarteter Aufgaben-Lösungsmuster, einem Kompetenzraum zur Modellierung der dem beobachtbaren Aufgaben-Lösungsverhalten zugrundeliegenden “Fähigkeiten” und zwei Abbildungen (mit besonderen Eigenschaften), welche die beiden Strukturen auf Kompetenz- bzw. Performanzebene in Beziehung setzen. Als Anwendung dieser Modellierungskonzeption wird die bereichsspezifische Konstruktion eines Kompetenz-Performanz-Modells im Gebiet der Teilbarkeitslehre dargestellt. Die Ergebnisse aus einer empirischen Erhebung liefern positive Hinweise auf die Validität dieser Modellierung.

Zusammenfassung. Beim computerisierten adaptiven Testen (CAT) werden geschätzte Itemparameter als bekannt und gültig für alle möglichen Darbietungspositionen im Test angesehen. Diese Annahme ist jedoch problematisch, da sich geschätzte Itemparameter empirisch wiederholt als abhängig von der Darbietungsposition erwiesen haben. Die Nichtbeachtung existierender Itempositionseffekte würde zu suboptimaler Itemauswahl und verzerrter Merkmalsschätzung bei CAT führen. Als Lösungsansatz wird ein einfaches Vorgehen zum Umgang mit Itempositionseffekten bei der CAT-Kalibrierung vorgeschlagen. Hierbei werden Item-Response-Theorie-Modelle mit zunehmender Komplexität bezüglich der Modellierung von Itempositionseffekten geschätzt und das angemessenste Modell aufgrund globaler Modellgeltungskriterien ausgewählt. Das Vorgehen wird an einem empirischen Datensatz aus der Kalibrierung von drei adaptiven Tests (N = 1 632) illustriert. Es zeigten sich Itempositionseffekte, die unterschiedlich differenziert in den einzelnen Tests ausfielen. Durch die Modellierung der Itempositionseffekte wird eine Überschätzung von Varianz und Reliabilität vermieden. Die Nutzung der ermittelten Itempositionseffekte bei nachfolgenden CAT-Anwendungen wird erläutert.

Das Interview mit Ernst Stadlober wurde von Herwig Friedl und Matthias Templ am 18.12.2015 gefuhrt. Es zeichnet ein Bild des beruflichen Werdeganges von Ernst Stadlo- ¨ ber, von seinen Anf¨angen wo er mit fix gesetztem seed auf deterministischem Wege uber ¨ die Random Number Generation zu seiner sehr breiten Ausrichtung der Statistik fand. Viele erfolgreich angewandte Forschungsprojekte mit Partnern aus Verwaltung, Industrie und Wirtschaft bezeugen ebenso seine Erfolgsgeschichte als auch die beispiellose intensive Betreuung von Studenten an der TU Graz. Man kann zurecht behaupten, dass Ernst Stadlober ein breites Methodenspektrum aus dem Gebiet der Statistik beherrscht und es trotzdem schaffte in viele Spezialgebiete auch tiefer vorzudringen.Ernst Stadlobers berufliche Heimat war und ist das Statistikinstitut der TU Graz, das er seit 1998 auch leitet. Dazwischen war er auf Forschungsaufenthalten an der Stanford University/USA und der TH Darmstadt und hatte eine Lehrstuhlvertretung an der Universit¨at Kiel. Bis heute hat er 12 Dissertationen und mehr als 90 Diplom-/Masterarbeiten betreut. Zum Repertoire seiner Lehre z¨ahlt die (Angewandte) Statistik, Zeitreihenanalyse, Stochastische Modellierung und Simulation, Versuchsplanung und einiges mehr. Zus¨atzlich blickt er heute auf uber eine Reihe von ¨ 100 Vortr¨agen sowie auf etwa 80 Publikationen aus dem Bereich der Biostatistik, Computerstatistik und Angewandten Statistik zuruck.

Zusammenfassung Im Rahmen dieses Aufsatzes wird eine effiziente Methode zur Modellierung von Verbunddeckensystemen im Brandfall, die aus Stahlbeton oder Verbundplatten mit geschützten und ungeschützten Stahlträgern bestehen, aufbauend auf der Methode von Stadler [1] vorgestellt. Diese Methode berücksichtigt durch eine Modellierung des gesamten Verbunddeckensystems mit anschließender geometrisch nicht-linearer Berechnung (Theorie III. Ordnung) die im Brandfall günstig wirkende Membranwirkung. Ziel der Methode ist es, einen möglichst geringen Modellierungsaufwand bei gleichzeitig möglichst wirklichkeitsnahen Ergebnissen zu generieren. Der geringe Modellierungsaufwand wird zum einen über eine Modellierung der Stahlbetonplatte mittels Schalenelementen, die mithilfe von Layer-Elementen einen geschichteten Temperaturverlauf über die Dicke abbilden können, erzielt. Diese geschichteten Layer-Elemente sind in diversen kommerziellen Softwarepaketen, wie beispielsweise in Sofistik [22], implementiert. Zum anderen werden die Stahlträger mit einfachen Stabelementen modelliert. Um die Ergebnisse der vorgestellten Methode validieren zu können, werden Ergebnisse aus Brandversuchen [2], die von der Technischen Universität München durchgeführt wurden, herangezogen. Die vorgestellte Methode ist darüber hinaus weitgehend unabhängig von der thermischen Einwirkung, sodass neben der üblichen Beanspruchung durch die Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) [3] ebenso Naturbrandmodelle, wie die parametrisierte Naturbrandkurve nach Nationalem Anhang des Eurocodes 1 Teil 1–2 [4], berücksichtigt werden können.

ZusammenfassungDie Modellierung von akademischen Wissensdomänen, deren Wissensinhalte sich schnell verändern, ist wegen des großen Aufwandes, ständiger Anpassungen und großer Datenmengen eine Herausforderung. Dieser Artikel stellt eine Lösung für eine neue, epistemologische Domänenmodellierung vor, die auf der Theorie menschlicher mentaler Modellbildung basiert und es erlaubt, akademische Wissensdomänen abzubilden, die ständigen Veränderungen unterworfen sind. Diese neue Art der Domänenmodellierung erweitert das vorhandene technologische Spektrum der Wissensmodellierung (knowledge engineering) um eine neue Methodenklasse und schließt die bisher bestehende konzeptuelle Lücke in der Vermittlung zwischen maschineller Wissensaufbereitung und der menschlichen Nutzung. Menschliches Wissen zeichnet sich durch eine kontextabhängige Vernetzung von Informationen aus. Diese Vernetzungen sind assoziativer Natur. Entsprechend dieser grundlegenden Funktionsweise menschlichen Wissens analysiert das validierte Textanalyseprogramm T-MITOCAR (Text Model Inspection Trace of Concepts and Relations) die in Text enthaltenen semantischen Wissensstrukturen computerlinguistisch und bildet sie als Assoziationsnetze (Landkarten des Wissens) ab. Die resultierenden Wissenslandkarten ähneln in ihrem Erscheinungsbild einer Mindmap. Ziel dabei ist es, eine adäquate Re-Repräsentation menschlichen Wissens auf der Grundlage von Text bereitzustellen. Die Methoden können ebenfalls ganze Textkorpora in einem zweiten Schritt zu einer Wissensdomänenlandkarte aggregieren. Mittels dieser Technologien kann eine vollständige akademische Wissensdomäne automatisch als Wissenslandkarte abgebildet werden. Solche Wissensdomänenmodelle können von Institutionen mit schnelllebigen Wissensdomänen, wie z. B. Universitäten und Fachinformationsdiensten (FDI), als Instrumente des innovativen Wissens- und Informationsmanagements eingesetzt werden. Die Methoden ermöglichen Bibliotheken beispielsweise, aus verschiedenen Textkorpora automatisch je eine Wissenslandkarte zu generieren, diese zu vergleichen und inhaltliche Überschneidungen der zugrunde liegenden Wissensdomänen zu identifizieren. Veränderungen an der Wissensdomäne werden überblicksartig analysierbar und Literaturempfehlungen lassen sich auf der Grundlage von bereits Geschriebenen ausgeben.

Zusammenfassung: Multinomiale Verarbeitungsbaummodelle (MVB-Modelle) werden in der kognitiven Psychologie seit über 15 Jahren angewendet. Der Vorteil der Überführung einer Theorie in ein MVB-Modell ist zunächst in der mathematisch exakten Formulierung zu sehen; derart formulierte Hypothesen gewinnen an Überprüfbarkeit und empirischem Gehalt. Darüber hinaus erlaubt ein validiertes MVB-Modell die Interpretation seiner Parameter als Wahrscheinlichkeiten der zugrunde liegenden Prozesse und damit die getrennte Erfassung dieser Prozesse. In der Sozialpsychologie wurden MVB-Modelle unter anderem in der Forschung zur illusorischen Korrelation, zum Inkongruenzvorteil im Gedächtnis für schemarelevantes Material, und zu sozialer Kategorisierung eingesetzt und haben in diesen Bereichen entscheidend zum Erkenntnisgewinn beigetragen. Eine methodische Weiterentwicklung ermöglicht die Modellierung von Parameterheterogenität und eröffnet damit neue Möglichkeiten der Anwendung von MVB-Modellen in der Sozialpsychologie.

Soziale Dilemmastrukturen werden besonders in der Ökonomik verwendet, um den Konflikt zwischen eigenen und kollektiven Interessen sowie zugrundeliegende Strukturen zu modellieren. Anhand der Finanzkrise, der Bevölkerungsentwicklung und des Wachstums der Biobranche werden die Möglichkeiten und Grenzen des Modells sowie daraus folgende Handlungsempfehlungen untersucht.

ZusammenfassungEines der wichtigsten Anliegen adaptiver Informationssysteme ist die Modellierung menschlichen Verhaltes, um unter anderem Benutzerpersonalisierung und Empfehlungen anbieten zu können. Dies geschieht gewöhnlich durch die Beobachtung der Nutzerinteraktionen und durch das direkte Befragen der Benutzer selbst. Wie im Alltag, so auch im Umgang mit Informationssystemen, erweisen sich Menschen in ihren Entscheidungen als unbeständig und sprunghaft; komplexe Kognitionen führen nicht immer zu demselben Ergebnis, sodass sich Wahrscheinlichkeiten für eine Vielzahl möglicher Entscheidungen ergeben. Dieses Phänomen besitzt einen großen Einfluss auf heutige Informationssysteme. Daher stellt sich die Frage nach einer effektiven Modellierung dieser Unsicherheit in der menschlichen Entscheidungsfindung. In diesem Beitrag betrachten wir die Grundidee der Unsicherheit aus drei verschiedenen Perspektiven: der Mensch-Maschine-Interaktion, der Metrologie bzw. Physik sowie der Neurowissenschaft. Durch das Zusammenführen dieser Theorien bzw. der Übertragung ihrer spezifischen Methoden können wir eine wichtige Quelle der Unsicherheit menschlicher Entscheidungsfindung identifizieren und die begrenzte Möglichkeit ihrer Vermessung thematisieren. Der Einfluss dieser Unsicherheit wird dabei exemplarisch am Beispiel der komparativen Bewertung von Empfehlungsdiensten illustriert. Basierend auf unseren Ergebnissen diskutieren wir die möglichen Auswirkungen auf Informationssysteme im Allgemeinen und geben einen kurzen Überblick über mögliche Lösungsstrategien.

Zusammenfassung. Im Unterschied zur Lehrerforschung ist über das professionelle Wissen frühpädagogischer Fachkräfte kaum etwas bekannt. Der Beitrag stellt eine Testbatterie vor, die auf die Diagnose unterschiedlicher Ausprägungen des pädagogischen, mathematikdidaktischen und mathematischen Wissens angehender Frühpädagogen auf Gruppenebene ausgerichtet ist. In Mehrebenen-Mehrgruppen-Analysen basierend auf einer Vier-Kohorten-Stichprobe (N = 1851) weisen die Tests konfigurale und metrische sowie annäherungsweise skalare Messinvarianz über die Kohorten, das Geschlecht und die sprachliche Herkunft auf. Die aus der Lehrerforschung übernommene dreidimensionale Wissensstruktur konnte repliziert werden (faktorielle Validität), allerdings weist eine sparsamere zweidimensionale Modellierung eine ebensogute Passung auf. Vorhergesagte Zusammenhänge zwischen Testscores und Mathematik- bzw. Deutschnoten indizieren konvergente und diskriminante Validität. Die Tests sind sensitiv, indem sie vorhergesagte Unterschiede zwischen Fachschülern und Fachhochschülern sowie Ausbildungsbeginn und -ende abbilden. Fachschüler lösen selten Items, die basale Fachsprachlichkeit oder Bezüge auf Theorien erfordern.

ZusammenfassungDer Forschungsstand zu diagnostischen Kompetenzen von Lehrkräften – als wesentliche Voraussetzung für Feedback oder adaptives Unterrichten – wird zurzeit als unbefriedigend angesehen, da kaum überzeugende Theorien über die kognitiven Prozesse bei der Genese diagnostischer Urteile bestehen. An dieser Stelle setzt das Rahmenmodell DiaCoM (Explaining Teachers’ Diagnostic Judgements by Cognitive Modeling) an. Das DiaCoM-Rahmenmodell bietet eine theoretische Basis für Forschungsansätze, die diagnostische Urteile von Lehrkräften als Informationsverarbeitungsprozesse erklären wollen. Es konzeptualisiert diagnostisches Urteilen in Bildungskontexten als kognitive Prozesse einer Lehrkraft über Schülerinnen und Schüler (z. B. deren Fähigkeit) oder über Anforderungen (z. B. Aufgabenschwierigkeiten) auf der Grundlage der Informationen, die explizit oder implizit in einer diagnostischen Situation bestehen. Es bezieht sich auf Theorien der kognitiven Informationsverarbeitung und erfordert eine Spezifikation von vier Komponenten: die Personencharakteristika, die Situationscharakteristika, das diagnostische Denken als Informationsverarbeitung und schließlich das Diagnoseverhalten. Der Beitrag stellt dar, wie das DiaCoM-Rahmenmodell als forschungsheuristisches Modell eingesetzt werden kann, um Erklärungswissen zur Genese diagnostischer Urteile zu generieren: Durch Spezifikation der informationsverarbeitenden Prozesse können theoretische Voraussagen darüber getroffen werden, welche Personen- und Situationscharakteristika zu welchem diagnostischen Verhalten führen. Diese Annahmen sind dann einer experimentellen Prüfung durch systematische Variation der Situation oder der Personen (z. B. durch Instruktion) zugänglich.

Zusammenfassung In der letzten Dekade wurde (nicht nur) in Deutschland eine Reihe von Maßnahmen zur Erhöhung der weiblichen Erwerbsbeteiligung eingeführt (Ausbau der Kinderbetreuungseinrichtungen, Elterngeld etc.). Während sich die Erwerbsquote der Frauen deutlich erhöht hat, fallen die Effekte auf das Arbeitsvolumen deutlich schwächer aus. Ziel des Beitrags ist es, diejenigen Faktoren zu identifizieren, die zu höheren Arbeitszeiten von Frauen beitragen. Hierfür vergleichen wir auf Grundlage des European Social Surveys die Arbeitszeiten von Frauen in der EU-27 und entwickeln ein Mehrebenenmodell, das uns ermöglicht, Einflüsse von Makro- und Mikroebene auf die Arbeitszeiten gleichzeitig zu beobachten. Auf der Mikroebene kontrollieren wir die individuelle Qualifikation, die Lebensphase und verschiedene Arbeitsplatzcharakteristika, auf der Makroebene soziostrukturelle und familienpolitische Unterschiede in den EU-Ländern. Aufbauend auf der Theorie der Geschlechterkulturen von Pfau-Effinger modellieren wir zusätzlich die Geschlechterkultur als mit Makrostrukturen interagierende Variable. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung familienfreundlicher Maßnahmen, wie die Verfügbarkeit von Kinderbetreuungseinrichtungen oder flexibler Arbeitszeitmodelle, durch länderspezifische Geschlechterrollenvorstellungen beeinflusst werden. Wir schließen daraus, dass politische und betriebliche Maßnahmen zur besseren Einbindung von Frauen in den Arbeitsmarkt und insbesondere zur Erhöhung ihrer Arbeitszeit nur dann ihre volle Wirksamkeit entfalten können, wenn diese durch die in einer Gesellschaft vorherrschenden Rollen- und Familienleitbilder gestützt werden.

Abstract Der Aufsatz untersucht Victor Hugos geopoetische Modellierung der europäischen Literatur, ihre metaphorische Territorialisierung und Kanonisierung im Horizont deutsch-französischer kultureller Kommunikation. Die Lektüre von Hugos Texten vollzieht einen doppelten Perspektivwechsel der Interpretation von der Romantik zum Orientalismus, von der Ästhetik zur Ideologie des laïzistischen Republikanismus. In diesen Zusammenhängen wird Hugos Konzeptualisierung eines geeinten Europas in Bezug auf die von ihm propagierten Ein- und Ausschlusskriterien kritisch reflektiert.This paper aims to investigate Victor Hugo’s geopoetic approach of european literature. In the horizon of german-french cultural communication it focuses on the metaphorical process of territorialisation and canonisation of european literature. By the twofold interpretational turn from romanticism to orientalism, from aethetics to ideology, it examines Hugo’s textual strategies of in- and exclusion of cultures, literatures and authors from the european project.

Zusammenfassung:Die Soziologie ökonomischen Wissens und der Wirtschaftswissenschaften stellte lange Zeit ein vernachlässigtes Forschungsfeld dar, das erst in der jüngeren Vergangenheit deutlichere Konturen angenommen hat. Der vorliegende Text versteht sich als Beitrag zu diesem Forschungsfeld und präsentiert eine Fallstudie zur modernen Makroökonomik. Wie verlaufen Prozesse von Wissenschaftswandel in einer Disziplin, die sowohl durch einen starken Einbezug in politische Steuerungskontexte als auch durch eine Fokussierung auf mathematische Modellierung gekennzeichnet ist? Durch Rekurs auf Experteninterviews mit Ökonomen sowie auf einschlägige Literatur werden Durchsetzungschancen und -hindernisse eines alternativen Modellierungs- bzw. Simulationsparadigmas (agentenbasierte Modellierung) ausgelotet. Agentenbasierte Modellierung setzt den in der modernen Makroökonomik ubiquitären Bezug auf die Walrasianische Allgemeine Gleichgewichtstheorie (und ihre diversen Fortentwicklungen, wie die Theorie rationaler Erwartungen) kontingent und konfrontiert makroökonomisches Denken mit ungewöhnlichen Formen von Komplexität.

ZusammenfassungZiel dieses Beitrags ist, die Luhmannsche Systemtheorie auf eine Modellierung mittels Fuzzy-Logik umzustellen und somit die Theorie autopoietischer Sozialsysteme in Richtung einer Theorie der Fuzzy-Systems fortzuentwickeln. Mit Hilfe der Fuzzy-Logik wird es möglich, Vagheiten von Systemzugehörigkeiten und vage Codierungsprozesse zu modellieren, ohne auf akteur- oder organisationstheoretische Modelle zurückgreifen zu müssen. Dies führt u.a. zu einer Neubestimmung der Vorstellung von Polykontexturalität als Poly-Optik sowie von Systemüberschneidungen.

ZusammenfassungIn diesem theoretischen Beitrag wird das Kompetenzmodell der Modellkompetenz durch Integration der Theorie des abduktiven Schließens ausdifferenziert und als Kompetenzmodell der Modellierkompetenz präsentiert. Abduktives Schließen in der Biologie heißt, ein biologisches Phänomen durch einen kausalen Rückschluss theoriebasiert oder kreativ bestmöglich zu erklären. Kreativität innoviert im Sinne der Erkenntnisgewinnung durch neues theoretisches Wissen den Prozess des Modellierens. Im ausdifferenzierten Kompetenzmodell wird abduktiv schließendes Erklären als neues Niveau hinzugefügt. Beim abduktiv schließenden Erklären bildet die Herstellung eines Modells die Basis für einen sich möglicherweise anschließenden deduktiven Überprüfungsprozess. Dieser umfasst bei der Anwendung des Modells das Ableiten von Hypothesen aus dem Modell und deren Testung. Bei dieser Anwendung eines Modells als Forschungswerkzeug stehen, im Gegensatz zur Anwendung als verständniserzeugendes Medium, prozedurale sowie epistemische Aspekte des Modellierens im Vordergrund. Fachdidaktische Arbeiten aus verschiedenen Disziplinen weisen auf die Bedeutung des abduktiven Schließens beim Modellieren hin. Ausgehend davon stellt sich die Frage, ob und wie abduktives Schließen beim Modellieren auf der Basis von theoretischem Fachwissen oder kreativer Innovation die Bedeutung eines Modells als Forschungswerkzeug hervorhebt.Die Berücksichtigung des abduktiven Schließens beim Modellieren stößt Vorhaben in drei Forschungsbereichen an: (1) Bezogen auf Grundlagenforschung gilt es zu klären, inwieweit die erfolgreiche Modellierung eines Phänomens von theoretischen Vorkenntnissen abhängt. (2) Bezogen auf die Erfassung von Modellierkompetenz ist zu prüfen, inwieweit unterschiedliche biologische Kontexte abduktives Schließen anregen. (3) Mit Blick auf eine Förderung von Modellierkompetenz ist zu untersuchen, inwieweit beim Modellieren biologisches Fachwissen für abduktives Schließen bei der Herstellung eines Modells dabei hilft, in eine deduktive Modellanwendung überzuleiten.

ZusammenfassungIn dem Beitrag wird Hartmut Essers Anspruch, eine „general theory of action“ vorgelegt zu haben, kritisch untersucht. Im Ergebnis zeigt sich, dass Essers Handlungstheorie behebbare Inkonsistenzen aufweist, die sich auf die Modellierung der theoretischen Aussagen beziehen. An dieser Stelle wird der Einsatz von Fuzzy-Logic für eine angemessenere und einfachere Modellierung vorgeschlagen. Grundsätzlich wird in Frage gestellt, ob die mit dem Framing- Konzept einhergehende „Psychologisierung der Soziologie“ der richtige Weg für eine Soziologie ist, die an der Erklärung sozialer Aggregationen interessiert ist.

ZusammenfassungDer Aufsatz vergleicht die Theorien sozialer Systeme und sozialer Netzwerke im Hinblick auf ihre jeweilige Problemstellung. Die Systemtheorie konzentriert sich auf Probleme der Differenz und Reproduktion, während sich die Netzwerktheorie mit Problemen der Identität und Kontrolle beschäftigt. Erstere hat es mit Fragen der Kommunikation, letztere mit Fragen der Handlung zu tun. Um diese unterschiedlichen Akzentsetzungen zu verstehen, mag es sinnvoll sein, sich daran zu erinnern, dass die Systemtheorie ein Zeitgenosse der Erfindung des Computers ist, während die Netzwerktheorie trotz älterer Wurzeln ihren Erfolg der Einführung des Internets und damit einhergehender Phänomene verdankt. Der Aufsatz vergleicht die beiden Ansätze im Hinblick auf Fragen der mathematischen Modellierung, der Kultur und der Selbstreferenz, die interessanterweise eng miteinander zusammenhängen. Der Beitrag schließt mit einer Erinnerung an Bronislaw Malinowskis »wissenschaftliche Theorie der Kultur« und macht einen Versuch, diese mithilfe einer Spencer-Brown-Gleichung mathematisch zu modellieren. Man erhält die Form der Unterscheidung von Kommunikation, Bewusstsein und Leben und damit das Netzwerk drei reproduktionsfähiger Systeme.

ZusammenfassungDie Lebenszyklusanalyse wird bereits seit einigen Jahren als Methode im Rahmen der strategischen Marketinganalyse diskutiert. Sie findet sowohl in der Theorie als auch in der Praxis breite Anwendung. Häufig konzentriert sich dieses Modell auf Produkte, d. h. auf die Verbreitung und den Verlauf von Produktinnovationen im Zeitablauf. Die Lebenszyklusanalyse wird hierbei dann meist als Funktion der Zeit dargestellt.Ziel des vorliegenden Beitrags ist es, diese Prämissen kritisch zu diskutieren und eine mathematische Modellierung zu erarbeiten, die die Zeitkomponente im Haupteinfluss außen vorlässt. Im zweiten Schritt soll die Lebenszyklusanalyse auf den Bereich des Städtetourismus übertragen werden.

ZusammenfassungWittgenstein kritisierte in seinen Philosophischen Untersuchungen das philosophische Konzept der »Privatheit« aus der Perspektive der Sprachphilosophie. In Luhmanns Systemtheorie erscheint der Begriff der »Intransparenz«, das Problem also, dass kein Sinnsystem informationellen Zugriff auf ein anderes System haben kann, bisweilen wie eine Variante des philosophischen Begriffs »Privatheit«. Kehren demnach in der Systemtheorie jene epistemologischen Probleme (unter denen vor allem der Solipsismus und der Skeptizismus zu nennen wären) wieder, die sich aus dem privatistischen Konzept ergeben? Luhmann begegnet diesen Problemen, indem er den Begriff der Doppelten Kontingenz in die Theorie der Kommunikation einführt. Eine Gegenüberstellung der Begriffe »Privatheit« und »Intransparenz« soll zeigen, dass das Modell der Doppelten Kontingenz kein Privatheits-Postulat im von Wittgenstein kritisierten Sinne voraussetzt. Im Gegenteil: Die systemtheoretische Modellierung der Doppelten Kontingenz bietet die begrifflichen Mittel, um an Wittgensteins Argumentation gegen die privatistische Skepsis anzuknüpfen, ohne auf eine zu unterstellende integrative Urkraft der ordinary language zurückgreifen zu müssen.

ZusammenfassungViele Gesellschaften setzen ihre Gesetze zur Prohibition von Cannabisprodukten (z.B. Haschisch, Marihuana) und harten Drogen (z.B. Heroin, Kokain) mehr oder weniger rigoros durch. Die Cannabisprohibition wird dabei häufig damit begründet, daß ihre Durchsetzung den Konsum harter Drogen vermindert. Der Beitrag untersucht die Gültigkeit dieser These unter Verwendung von Standardannahmen der Prohibitionsbefürworter. Zur Modellierung des Konsumeinstiegs wird dazu die ökonomische Theorie der Kriminalität mit einigen empirischen Befunden der Drogenforschung kombiniert. Unter der Annahme eines sequentiellen Einstiegs in den Konsum weicher und harter Drogen zeigt eine formale Analyse, daß eine verstärkte Durchsetzung der Cannabisprohibition zu einem erhöhten Konsum harter Drogen führen kann. Sie zeigt zudem, daß eine unzureichend differenzierte Bestrafung des Konsums weicher und harter Drogen die Zahl der Konsumenten harter Drogen vergrößern kann. Insgesamt weist die Analyse damit auf Inkonsistenzen in der Standardargumentation zugunsten der Cannabisprohibition hin.

ZusammenfassungHandlungsentscheidungen kçnnen mit inneren Konflikten verbunden sein, die aufgrund der Interaktion verschiedener Grundorientierungen einer Person (z. B. Normen vs. Ressourcen) bestehen. Zielsetzungen des Aufsatzes sind die Rekonstruktion und Analyse solcher Konflikte im Rahmen eines formalen Modells und die Illustration seiner Anwendungen. Diese Modellierung erfolgt auf der Grundlage der (nichtkooperativen) Spieltheorie, die als Teilgebiet der Rational-Choice-Theorie (RCT) explizit mit Konfliktsituationen befasst ist. Der vorliegende Aufsatz steht damit im Gegensatz zu einer insbesondere im deutschsprachigen Raum zu beobachtenden Tendenz, handlungstheoretische Arbeiten in Abgrenzung zur RCT zu verfassen und dabei deren Unzulänglichkeit zu behaupten. Das hier vorgelegte formale Modell zeigt hingegen, dass die RCT flexibel genug ist, um vermeintliche Abweichungen vom traditionellen Kalkül theoretisch zu erfassen. Verdeutlicht wird dies durch modelltheoretische Diskussionen einiger Beispiele (z. B. Low-Cost-Hypothese, Crowding-Out-These, Wahlteilnahme), deren vermeintliche Unvereinbarkeit mit der RCT oft betont wird. Im Rahmen von Modellerweiterungen werden zudem empirisch prüfbare Hypothesen zu Verhaltenseffekten theoretisch begründet.

Zusammenfassung. Im vorliegenden Beitrag wird die theoriegeleitete Entwicklung und Erprobung eines Instrumentes zur standardisierten Erfassung von Planungskompetenzen angehender Lehrkräfte im Fach Sachunterricht dokumentiert, auf dessen Grundlage das in Nordrhein-Westfalen 2015 als Teil des Masterstudiums implementierte Praxissemester hinsichtlich der damit intendierten Ausbildung von Planungsfähigkeiten evaluiert werden soll. Ausgehend von einem Rahmenmodell, das die Instrumententwicklung in vier zentrale Bereiche untergliedert, wird zunächst das theoretische Konstrukt sachunterrichtlicher Planungskompetenz in Form eines Kompetenzmodells konzeptualisiert. Auf Grundlage eines performanznahen Kompetenzverständnisses erfolgt die Operationalisierung in Form von Qualitätsstandards, durch die das Können der Probanden aus der schriftlichen Bearbeitung von Vignetten inhaltsanalytisch rekonstruiert werden kann. Ein Kodiermanual sichert die Objektivität und formuliert Regeln für die Vergabe von Punkten, durch die mithilfe des dichotomen Raschmodells die individuellen Kompetenzausprägungen geschätzt werden können. Zur Analyse der psychometrischen Qualität des entwickelten Instrumentes wurde eine Pilotierungsstudie mit 106 Studenten durchgeführt. Ein Vergleich konkurrierender Messmodelle mit Methoden der Item-Response-Theorie weist auf Vorteile einer eindimensionalen Modellierung der fokussierten Kompetenz hin. Die Ergebnisse einer durchgeführten Rasch-Analyse sowie die Betrachtung klassischer Kennwerte belegen zudem die Modellkonformität der entwickelten Qualitätsstandards als Items des Testinstrumentes und zeigen, dass die Messung sachunterrichtlicher Planungskompetenz durch das entwickelte Instrument grundsätzlich objektiv, reliabel und valide realisiert werden kann. Der praktische Nutzen des entwickelten Instrumentes für die angestrebte Wirksamkeitsanalyse des Praxissemesters, Möglichkeiten zur Weiterentwicklung sowie Limitationen werden abschließend zusammenfassend diskutiert.

ZusammenfassungDas Thema dieses Aufsatzes ist die Modellierung, Implementierung und Untersuchung von Mechanismen, auf deren Grundlage Multiagentensysteme in der Lage sind, Kommunikationsbeziehungen aufzubauen und zur Steuerung der Interaktion mit anderen Agenten, insbesondere bei konfligierenden Handlungszielen, einzusetzen. In den meisten Situationen, in denen Multiagentensysteme bisher eingesetzt werden, wird - zumeist implizit - die Bereitschaft der Agenten zur Kooperation als a priori gegeben vorausgesetzt und die Problemstellung dadurch auf die Koordination als die gegenseitige Abstimmung von Handlungen reduziert. Komplexe, sich selbst organisierende Systeme rational abwägender und Eigeninteressen verfolgender Agenten erfordern jedoch weit höhere kommunikative Fähigkeiten, für deren Herausbildung die bisherigen Herangehensweisen der künstlichen Intelligenz kein geeignetes experimentelles Umfeld darstellen. Ausgangspunkt dieser Arbeit ist die Ansicht, dass unter derartigen Bedingungen der Prozess der Handlungsmotivation, also die Einigung auf ein gemeinsames Vorgehen, explizit Teil des zu lösenden Problems ist. Ziel ist es daher, Mechanismen und Constraints herauszuarbeiten und zu diskutieren, die Agenten in die Lage versetzen, die Interaktionen innerhalb ihre Umwelt kommunikativ mit Hilfe emergierender Symbolsysteme zu beeinflussen und zu steuern. Die zu betrachtenden Fragen sollen dabei sowohl aus Sicht der künstlichen Intelligenz, mit Blick auf deren Ansatz der Multiagentensysteme, als auch vom Standpunkt der Psychologie und Soziologie aus beleuchtet werden, deren Theorien und postulierten Zusammenhänge die Grundlagen der Arbeit bilden.

ZusammenfassungUm die menschliche Kognition wirklich zu verstehen, ist es von essenzieller Bedeutung, das Gehirn in all seinen multiplen Ebenen zu studieren. Das Gebiet der Computational Connectomics eröffnet einen neuen Zweig in den Neurowissenschaften, in dem versucht wird, verschiedene empirische Beobachtungen mit einem mathematischen Modell des Gehirns zu erklären. Eine bemerkenswerte Innovation stellt hier die Plattform The Virtual Brain (TVB) dar. Sie ermöglicht die Modellierung und Simulation des vollständigen menschlichen Gehirns. Dabei wird die individuelle Konnektivität einer Person, also ein Gerüst von langen Nervenfaserbündeln im Gehirn, mit biologisch realistischen Modellen der lokalen Neuronenpopulationen kombiniert. Das Virtual Brain erlaubt die Simulation und Vorhersage der globalen neuronalen Aktivität, die sich in der gesamten kortikalen und sub-kortikalen grauen Substanz entfaltet. Dabei werden auch diejenigen Signale simuliert, die wir bei individuellen Personen mit invasiven und nichtinvasiven Methoden messen können. TVB wird aktuell genutzt, um strukturelle und funktionelle Veränderungen im erkrankten Gehirn zu untersuchen. Es wurden bereits Erfolge in der Erforschung des Schlaganfalls und der Epilepsie verbucht. Die durch TVB ermöglichten personenbezogenen neuronalen Modelle eröffnen neue Möglichkeiten zur sicheren und effizienten personalisierten Diagnostik, Prognostik und Therapie bei verschiedenen neurologischen und kognitiven Erkrankungen

ZusammenfassungDie vorliegende Arbeit ist ein Beispiel dafür, dass Computermodelle zur Formalisierung von Theorien eingesetzt werden können. Das Modell Dreamscape ist als Multiagentenmodell eine Operationalisierung des Rational- Choice-Ansatzes von Esser. Diese Arbeit will das dynamische Verhalten des Rational-Choice-Ansatzes anhand der Entstehung von Normen aus dem „Naturzustand“ (Hobbes) untersuchen. Das computerbasierte Rational-Choice-Modell Dreamscape stellt eine recht genaue Modellierung des von Hobbes beschriebenen „Naturzustandes“ dar. In einer computerbasierten Analyse zeigt sich für friedfertige Akteure, dass konjunkte Normen entstehen und reproduziert werden können. Im Gegensatz dazu wird nachgewiesen, dass gesellschaftliche Ordnung nicht entsteht, sobald die Akteure gewaltbereit sind. Ein weiteres Ergebnis ist die Forderung nach einer Erweiterung bzw. Konkretisierung der Regeln für die Erstellung von Brückenhypothesen, die die Operationalisierung des Rational-Choice-Ansatzes von Esser leiten.

Synopsis Jumping is a common, but demanding, behavior that many animals employ during everyday activity. In contrast to jump-specialists such as anurans and some primates, jumping biomechanics and the factors that influence performance remains little studied for generalized species that lack marked adaptations for jumping. Computational biomechanical modeling approaches offer a way of addressing this in a rigorous, mechanistic fashion. Here, optimal control theory and musculoskeletal modeling are integrated to generate predictive simulations of maximal height jumping in a small ground-dwelling bird, a tinamou. A three-dimensional musculoskeletal model with 36 actuators per leg is used, and direct collocation is employed to formulate a rapidly solvable optimal control problem involving both liftoff and landing phases. The resulting simulation raises the whole-body center of mass to over double its standing height, and key aspects of the simulated behavior qualitatively replicate empirical observations for other jumping birds. However, quantitative performance is lower, with reduced ground forces, jump heights, and muscle–tendon power. A pronounced countermovement maneuver is used during launch. The use of a countermovement is demonstrated to be critical to the achievement of greater jump heights, and this phenomenon may only need to exploit physical principles alone to be successful; amplification of muscle performance may not necessarily be a proximate reason for the use of this maneuver. Increasing muscle strength or contractile velocity above nominal values greatly improves jump performance, and interestingly has the greatest effect on more distal limb extensor muscles (i.e., those of the ankle), suggesting that the distal limb may be a critical link for jumping behavior. These results warrant a re-evaluation of previous inferences of jumping ability in some extinct species with foreshortened distal limb segments, such as dromaeosaurid dinosaurs. Simulations prédictives de la fonction musculo-squelettique et des performances de saut chez un oiseau généralisé Sauter est un comportement commun, mais exigeant, que de nombreux animaux utilisent au cours de leurs activités quotidiennes. Contrairement aux spécialistes du saut tels que les anoures et certains primates, la biomécanique du saut et les facteurs qui influencent la performance restent peu étudiés pour les espèces généralisées qui n’ont pas d’adaptations marquées pour le saut. Les approches de modélisation biomécanique computationnelle offrent un moyen d’aborder cette question de manière rigoureuse et mécaniste. Ici, la théorie du contrôle optimal et la modélisation musculo-squelettique sont intégrées pour générer des simulations prédictives du saut en hauteur maximal chez un petit oiseau terrestre, le tinamou. Un modèle musculo-squelettique tridimensionnel avec 36 actionneurs par patte est utilisé, et une méthode numérique nommée “direct collocation” est employée pour formuler un problème de contrôle optimal rapidement résoluble impliquant les phases de décollage et d’atterrissage. La simulation qui en résulte élève le centre de masse du corps entier à plus du double de sa hauteur debout, et les aspects clés du comportement simulé reproduisent qualitativement les observations empiriques d’autres oiseaux sauteurs. Cependant, les performances quantitatives sont moindres, avec une réduction des forces au sol, des hauteurs de saut et de la puissance musculo-tendineuse. Une manœuvre de contre-mouvement prononcée est utilisée pendant le lancement. Il a été démontré que l’utilisation d’un contre-mouvement est essentielle à l’obtention de hauteurs de saut plus importantes, et il se peut que ce phénomène doive exploiter uniquement des principes physiques pour réussir; l’amplification de la performance musculaire n’est pas nécessairement une raison immédiate de l’utilisation de cette manœuvre. L’augmentation de la force musculaire ou de la vitesse de contraction au-dessus des valeurs nominales améliore grandement la performance de saut et, fait intéressant, a le plus grand effet sur les muscles extenseurs des membres plus distaux (c'est-à-dire ceux de la cheville), ce qui suggère que le membre distal peut être un lien critique pour le comportement de saut. Ces résultats justifient une réévaluation des déductions précédentes de la capacité de sauter chez certaines espèces éteintes avec des segments de membres distaux raccourcis, comme les dinosaures droméosauridés. Voorspellende simulaties van musculoskeletale functie en springprestaties bij een gegeneraliseerde vogel Springen is een veel voorkomend, maar veeleisend, gedrag dat veel dieren toepassen tijdens hun dagelijkse bezigheden. In tegenstelling tot de springspecialisten zoals de anura en sommige primaten, is de biomechanica van het springen en de factoren die de prestaties beïnvloeden nog weinig bestudeerd voor algemene soorten die geen uitgesproken adaptaties voor het springen hebben. Computationele biomechanische modelbenaderingen bieden een manier om dit op een rigoureuze, mechanistische manier aan te pakken. Hier worden optimale controle theorie en musculoskeletale modellering geïntegreerd om voorspellende simulaties te genereren van maximale hoogtesprong bij een kleine grondbewonende vogel, een tinamou. Een driedimensionaal musculoskeletaal model met 36 actuatoren per poot wordt gebruikt, en directe collocatie wordt toegepast om een snel oplosbaar optimaal controleprobleem te formuleren dat zowel de opstijg-als de landingsfase omvat. De resulterende simulatie verhoogt het lichaamszwaartepunt tot meer dan het dubbele van de stahoogte, en belangrijke aspecten van het gesimuleerde gedrag komen kwalitatief overeen met empirische waarnemingen voor andere springende vogels. De kwantitatieve prestaties zijn echter minder, met verminderde grondkrachten, spronghoogtes en spierpeeskracht. Tijdens de lancering wordt een uitgesproken tegenbewegingsmanoeuvre gebruikt. Aangetoond is dat het gebruik van een tegenbeweging van cruciaal belang is voor het bereiken van grotere spronghoogten, en dit fenomeen hoeft alleen op fysische principes te berusten om succesvol te zijn; versterking van de spierprestaties hoeft niet noodzakelijk een proximate reden te zijn voor het gebruik van deze manoeuvre. Het verhogen van de spierkracht of van de contractiesnelheid boven de nominale waarden verbetert de sprongprestatie aanzienlijk, en heeft interessant genoeg het grootste effect op de meer distale extensoren van de ledematen (d.w.z. die van de enkel), wat suggereert dat de distale ledematen een kritieke schakel kunnen zijn voor het springgedrag. Deze resultaten rechtvaardigen een herevaluatie van eerdere conclusies over springvermogen bij sommige uitgestorven soorten met voorgekorte distale ledematen, zoals dromaeosauride dinosauriërs. Prädiktive Simulationen der muskuloskelettalen Funktion und Sprungleistung bei einem generalisierten Vogel Springen ist ein übliches jedoch anstrengendes Verhalten, das viele Tiere bei ihren täglichen Aktivitäten einsetzen. Im Gegensatz zu Springspezialisten, wie Fröschen und einigen Primaten, sind bei allgemeinen Arten, welche keine ausgeprägten Anpassung für Sprungverhalten aufweisen, die Biomechanik beim Springen und die Faktoren, welche die Leistungsfähigkeit beeinflussen, noch wenig untersucht. Computergestützte biomechanische Modellierungsverfahren bieten hier eine Möglichkeit, dies in einer gründlichen, mechanistischen Weise anzugehen. In dieser Arbeit werden die optimale Steuerungstheorie und Muskel-Skelett-Modellierung zusammen eingesetzt, um die maximale Sprunghöhe eines kleinen bodenlebenden Vogels, eines Perlsteisshuhns, zu simulieren und zu prognostizieren. Es wird ein dreidimensionales Muskel-Skelett-Modell mit 36 Aktuatoren pro Bein verwendet, und durch direkte Kollokation wird ein schnell lösbares optimales Steuerungsproblem formuliert, das sowohl die Abstoss- als auch die Landephase umfasst. Die daraus folgende Simulation bringt den Ganzkörperschwerpunkt auf mehr als das Doppelte seiner Standhöhe und entscheidende Aspekte des simulierten Verhaltens entsprechen qualitativ empirischen Beobachtungen für andere springende Vögel. Allerdings ist die quantitative Leistungsfähigkeit geringer, mit reduzierten Bodenkräften, Sprunghöhen und Muskel-Sehnen-Kräften. Beim Abstossen wird ein ausgeprägtes Gegenbewegungsmanöver durchgeführt. Die Durchführung einer Gegenbewegung ist nachweislich entscheidend für das Erreichen grösserer Sprunghöhen, wobei dieses Phänomen möglicherweise nur physikalische Prinzipien auszuschöpfen braucht, um erfolgreich zu sein. Die Verstärkung der Muskelleistung ist daher möglicherweise nicht zwingend ein unmittelbarer Grund für die Verwendung dieses Manövers. Eine Erhöhung der Muskelkraft oder der Kontraktionsgeschwindigkeit über die Nominalwerte hinaus führt zu einer erheblichen Zunahme der Sprungleistung und hat interessanterweise den grössten Effekt bei den weiter distal gelegenen Streckmuskeln der Beine (d.h. bei denjenigen des Sprunggelenks), was darauf hindeutet, dass die distale Gliedmasse ein entscheidendes Element für das Sprungverhalten sein könnte. Diese Ergebnisse geben Anlass zur Überprüfung früherer Schlussfolgerungen hinsichtlich der Sprungfähigkeit einiger ausgestorbener Arten mit verkürzten distalen Gliedmassen, wie beispielsweise bei dromaeosauriden Dinosauriern.