bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Quo Vadis advanced chemical process control
Authors: Dubljevic Stevan 
Published: June 2022

AbstractThe current state of advanced chemical and materials process control can be determined by reviewing the past contributions and contemporary developments in the field. The past two decades have not closed the large gap between developed novel process control theories and their industrial applications. On the contrary, the undeniable impression is that the ones who develop theories remain out of reach of industrial experts and practitioners who are capable of using them and/or applying them in practice. However, there is still hope that chemical process control will be heading towards more applicable and realizable control formulations and that it shall survive the current rugged terrains of seemingly self‐proclaimed ‘hot topics’ and eye‐catching developments.
Development of an online application for a blended learning STEM teacher training course
Authors: Knie Lisa , Schwarzer Stefan 
Published: June 2022

AbstractDie Fortbildung zu Experimento | 10+, einem Angebot der Siemens Stiftung für MINT‐Lehrkräfte der weiterführenden Schulen, wurde vor Kurzem in ein Blended‐Learning‐Format überführt. Digitale und Präsenzphasen wechseln sich dabei ab. In den digitalen Phasen werden Inhalte zu Wertebildung, Inklusion und Computational Thinking interaktiv vermittelt. In den Präsenzphasen greifen die Lehrkräfte diese Inhalte wieder auf und verknüpfen sie mit verschiedenen lebensnahen Experimenten zu den Themen Energie, Umwelt und Gesundheit. Im vorliegenden Beitrag wird vor allem auf das digitale Modul zu Computational Thinking eingegangen und hier insbesondere der Einsatz eines Selbstbau‐pH‐Meters unter Verwendung eines Arduinos vorgestellt.
Spectrometer build of LEGO®‐bricks – innovations for classes in modern chemistry
Authors: Osterheider Mattis , Bourdon Bjoern , Boettcher Rasmus , Imlau Mirco , Beeken Marco 
Published: June 2022

AbstractIn diesem Artikel wird ein kostengünstiges Czerny‐Turner‐Spektrometer zum Selberbauen vorgestellt, das durch die Kombination von LEGO®‐Bausteinen, professionellen Optiken und Detektoren den Systemspezifikationen professioneller Spektrometer für die Schule entspricht und z. T. übersteigt. Ein modulares Konstruktionskonzept erlaubt die Durchführung aller Spektroskopiemethoden, wie die Transmissions‐, Reflexions‐ und Lumineszenzspektroskopie. Gezeigt werden experimentelle Aufbauten, Abläufe der Experimente und Erfahrungen im Unterricht. Anhand einer offlinefähigen, Python‐basierten Webapplikation wird gezeigt, wie sich Spektroskopiemessdaten im Unterricht in kürzester Zeit auswerten lassen.
Scientific experimentation in the special needs schools for pupils with intellectual disabilities: promoting and recording experimental competence
Authors: Klein Lara‐Sophie , Scholz Markus , Risch Björn 
Published: June 2022

AbstractAn Schulen mit dem Förderschwerpunkt geistige Entwicklung führen Schülerinnen und Schüler nur selten naturwissenschaftliche Experimente durch. Die Gründe dafür sind vielfältig: von fehlenden passgenauen Lernangeboten bis hin zur allgemeinen Skepsis bezüglich der erforderlichen Experimentierkompetenz seitens der Zielgruppe. Im Sinne eines inklusiven Ansatzes sollte jedoch das Ziel sein, allen Kindern und Jugendlichen – unabhängig von ihren persönlichen Lernvoraussetzungen – die Möglichkeit zu eröffnen, an naturwissenschaftsbezogenen Bildungsangeboten partizipieren zu können. Im Rahmen des Beitrags wird ein Projekt vorgestellt, in dem über ein Jahr hinweg regelmäßig mit Schülerinnen und Schülern im Förderschwerpunkt geistige Entwicklung experimentiert wurde. Die Auswertung des genutzten systematischen Beobachtungsbogens zeigt, dass diese Schülerschaft an naturwissenschaftlichen Experimenten partizipieren und ihre experimentelle Kompetenz stetig ausbauen kann.
Intervention studies to compare different model types: challenges and possible solutions
Authors: Przywarra Tobias , Risch Björn 
Published: June 2022

AbstractIm Chemieunterricht gilt der Übergang von der makroskopischen auf die (sub‐)mikroskopische Ebene als Schlüsselstelle. Beim Schritt vom Stoff‐ zum Teilchenkonzept erweisen sich Modelle als vermittelndes Medium lernwirksam. Doch welche Modelltypen eignen sich besonders gut, um beispielsweise Experimente auf Teilchenebene zu deuten? Interventionsstudien könnten eine Antwort auf diese und weitere Fragen geben. Um valide Aussagen treffen zu können, müssen beim Design der Studie jedoch einige Punkte berücksichtig werden: Es sollten qualitativ gleichwertige Modelle in speziell für Vergleichszwecke entwickelte Unterrichtseinheiten eingesetzt werden. Es gilt, den Neuheitseffekt zu berücksichtigen sowie geeignete Erhebungsinstrumente sowohl für die abhängigen als auch für die zu kontrollierenden Variablen zu verwenden. Im vorliegenden Beitrag werden anhand einer Studie zur Wirksamkeit unterschiedlicher Modelltypen Lösungsansätze zu den oben skizzierten Herausforderungen diskutiert.
Titration digital or analog – Is students′ experimental‐practical understanding be supported equally?
Authors: Groos Lukas , Kranz David , Lieber Leonie Sabine , Maaß Kai , Graulich Nicole 
Published: June 2022

AbstractAktuelle Studien zeigen, dass es möglich ist, auch mit digitalen Experimenten das Fachwissen von Lernenden gleichermaßen zu fördern. Selten wird hierbei das experimentell‐praktische Verständnis untersucht, wie beispielsweise das Wissen über konkrete Handlungsabläufe, relevante Sicherheitsaspekte und entscheidende Beobachtungen beim Experimentieren. Wie beim Experimentieren im normalen Labor müssen Lernende auch in digitalen und interaktiven Lernumgebungen experimentell‐praktische Entscheidungen über experimentelle Schritte treffen. In dieser Studie soll daher der Einfluss auf das experimentell‐praktische Verständnis und die Selbsteinschätzung der Studierenden beim Durchführen einer analogen oder einer digitalen Titration (d. h. in Form eines interaktiven, realitätsnahen und lernendenzentrierten Videoexperiments) verglichen werden. Dazu wurde eine Studie im Prä‐Post‐Interventionsdesign mit 490 Studierenden in der Veranstaltung „Chemisches Praktikum für Studiengänge mit Nebenfach Chemie“ durchgeführt.
Keeping an eye on the drawing – Using eye‐tracking to analyze the drawing process of resonance tasks
Authors: Braun Irina , Graulich Nicole 
Published: June 2022

AbstractDas Zeichnen von Strukturformeln ist in der Organischen Chemie von großer Bedeutung, da Strukturdarstellungen ein wichtiges Kommunikationsmittel und Werkzeug im Problemlöseprozess darstellen. Anhand der Konstruktion mesomerer Grenzformeln ist es beispielsweise möglich, Reaktivitäten und Struktureigenschaften von Verbindungen abzuleiten. Obwohl in der fachdidaktischen Forschung herausgestellt wurde, dass Lernenden das Mesomerie‐Konzept Schwierigkeiten bereitet, wurde der Zeichenprozess von mesomeren Grenzformeln bisher nicht betrachtet. Dabei hilft der Einsatz von Eye‐Tracking, das Zeichnen prozessbezogen und detailliert zu beleuchten. Der vorliegende Beitrag präsentiert daher exemplarisch anhand von Ausschnitten einer Studie zur Untersuchung der Zeichenprozesse von Studierenden zu mesomeren Grenzformeln, welche Möglichkeiten die Nutzung von Eye‐Tracking zur Analyse von Zeichenprozessen bietet.
The use of tablets to acquire and internalize knowledge
Authors: Greitemann Lars , Melle Insa 
Published: June 2022

AbstractTablets kommt eine zunehmende Bedeutung im Unterricht zu. Sie ermöglichen die Erweiterung bewährter Unterrichtsformen (z. B. Bearbeitung von Aufgaben), aber auch neue Formate (z. B. Erstellung von Erklärvideos durch die Lernenden). Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchung wird die Wirkung des Tablet‐Einsatzes in der Erarbeitungs‐ und Sicherungsphase analysiert. Dafür wird eine digitale Lernumgebung zur Einführung in das BasiskonzeptChemische Reaktionevaluiert, welche die Schüler:innen durch die beiden Unterrichtsphasen führt. Die Intervention wird im Rahmen eines Projekttags im Chemieanfangsunterricht durchgeführt, wobei sechs Unterrichtsstunden à 45 Minuten zur Verfügung stehen. Während der Erarbeitungsphase erfolgt ein interaktiver Informationsinput. Anschließend werden die Inhalte in Form von Experimenten angewendet und vertieft. Für die Sicherungsphase wird die Klasse in zwei Gruppen eingeteilt: Die eine Hälfte der Lernenden erstellt eigene Erklärvideos, wohingegen die andere Hälfte Aufgaben auf den iPads bearbeitet. Die Evaluation erfolgt unter anderem im Hinblick auf den Fachwissenszuwachs und die Einschätzung der Lernmaterialien durch die Schüler:innen. Der Vergleich beider Gruppen ermöglicht Aussagen über die Effektivität beider Sicherungsmaßnahmen.
Designing chemistry classes for groups with diverse learners – an exemplary lesson for the ChemDive planning model
Authors: Holländer Monika , Böhm Katharina , Jasper Leonie , Melle Insa 
Published: June 2022

AbstractDurch bildungspolitische und gesellschaftliche Veränderungen sind Lehrkräfte im deutschen Schulsystem mit einer zunehmend heterogenen Schülerschaft konfrontiert, nicht nur in inklusiven Lerngruppen. Dieser Diversität gilt es positiv zu begegnen, indem Unterricht von Beginn an für alle Lernenden zugänglich geplant und durchgeführt wird. Ein Konzept für die Gestaltung eines solchen Unterrichts ist das Universal Design for Learning, kurz UDL. Die Implementierung des nicht fachspezifischen UDL‐Rahmenkonzepts in den Fachunterricht kann jedoch für (angehende) Lehrkräfte ein Hindernis darstellen. Vor diesem Hintergrund wurde auf Basis des UDL und anknüpfend an gängige Phasen‐ bzw. Verlaufsplankonzepte aus dem naturwissenschaftsdidaktischen Bereich das Planungsmodell ChemDive entwickelt, das Anregungen für konkrete Umsetzungsmöglichkeiten für einen universell zugänglichen Chemieunterricht bietet. ChemDive wird anhand eines Unterrichtsbeispiels erläutert und veranschaulicht.
A versatile transcription factor: Multiple roles of orthopedia a (otpa) beyond its restricted localization in dopaminergic systems of developing and adult zebrafish (Danio rerio) brains
Authors: Eugenin von Bernhardi Jaime , Biechl Daniela , Miek Laura , Herget Ulrich , Ryu Soojin , Wullimann Mario F. 
Published: June 2022

AbstractMany transcription factors boost neural development and differentiation in specific directions and serve for identifying similar or homologous structures across species. The expression of Orthopedia (Otp) is critical for the development of certain cell groups along the vertebrate neuraxis, for example, the medial amygdala or hypothalamic neurosecretory neurons. Therefore, the primary focus of the present study is the distribution of Orthopedia a (Otpa) in the larval and adult zebrafish (Danio rerio) brain. Since Otpa is also critical for the development of zebrafish basal diencephalic dopaminergic cells, colocalization of Otpa with the catecholamine synthesizing enzyme tyrosine hydroxylase (TH) is studied. Cellular colocalization of Otpa and dopamine is only seen in magnocellular neurons of the periventricular posterior tubercular nucleus and in the posterior tuberal nucleus. Otpa‐positive cells occur in many additional structures along the zebrafish neuraxis, from the secondary prosencephalon down to the hindbrain. Furthermore, Otpa expression is studied in shh‐GFP and islet1‐GFP transgenic zebrafish. Otpa‐positive cells only express shh in dopaminergic magnocellular periventricular posterior tubercular cells, and only colocalize with islet1‐GFP in the ventral zone and prerecess caudal periventricular hypothalamic zone and the perilemniscal nucleus. The scarcity of cellular colocalization of Otpa in islet1‐GFP cells indicates that the Shh‐islet1 neurogenetic pathway is not active in most Otpa‐expressing domains. Our analysis reveals detailed correspondences between mouse and zebrafish forebrain territories including the zebrafish intermediate nucleus of the ventral telencephalon and the mouse medial amygdala. The zebrafish preoptic Otpa‐positive domain represents the neuropeptidergic supraopto‐paraventricular region of all tetrapods. Otpa domains in the zebrafish basal plate hypothalamus suggest that the ventral periventricular hypothalamic zone corresponds to the otp‐expressing basal hypothalamic tuberal field in the mouse. Furthermore, the mouse otp domain in the mammillary hypothalamus compares partly to our Otpa‐positive domain in the prerecess caudal periventricular hypothalamic zone (Hc‐a).
Interleukin‐17A and interleukin‐22 production by conventional and non‐conventional lymphocytes in three different end‐stage lung diseases
Authors: Albrecht Melanie , Halle Olga , Gaedcke Svenja , Pallenberg Sophia T , Camargo Neumann Julia , Witt Marius , Roediger Johanna , Schumacher Marina , Jirmo Adan Chari , Warnecke Gregor , Jonigk Danny , Braubach Peter , DeLuca David , Hansen Gesine , Dittrich Anna‐Maria 
Published: June 2022

AbstractObjectivesThe contribution of adaptive vs. innate lymphocytes to IL‐17A and IL‐22 secretion at the end stage of chronic lung diseases remains largely unexplored. In order to uncover tissue‐ and disease‐specific secretion patterns, we compared production patterns of IL‐17A and IL‐22 in three different human end‐stage lung disease entities.MethodsProduction of IL‐17A, IL‐22 and associated cytokines was assessed in supernatants of re‐stimulated lymphocytes by multiplex assays and multicolour flow cytometry of conventional T cells, iNKT cells, γδ T cells and innate lymphoid cells in bronchial lymph node and lung tissue from patients with emphysema (n = 19), idiopathic pulmonary fibrosis (n = 14) and cystic fibrosis (n = 23), as well as lung donors (n = 17).ResultsWe detected secretion of IL‐17A and IL‐22 by CD4+ T cells, CD8+ T cells, innate lymphoid cells, γδ T cells and iNKT cells in all end‐stage lung disease entities. Our analyses revealed disease‐specific contributions of individual lymphocyte subpopulations to cytokine secretion patterns. We furthermore found the high levels of microbial detection in CF samples to associate with a more pronounced IL‐17A signature upon antigen‐specific and unspecific re‐stimulation compared to other disease entities and lung donors.ConclusionOur results show that both adaptive and innate lymphocyte populations contribute to IL‐17A‐dependent pathologies in different end‐stage lung disease entities, where they establish an IL‐17A‐rich microenvironment. Microbial colonisation patterns and cytokine secretion upon microbial re‐stimulation suggest that pathogens drive IL‐17A secretion patterns in end‐stage lung disease.
Small effects of livestock grazing intensification on diversity, abundance, and composition in a dryland plant community
Authors: Jordan Samuel E. , Palmquist Kyle A. , Burke Ingrid C. , Lauenroth William K. 
Published: June 2022

AbstractLivestock grazing is a globally important land use and has the potential to significantly influence plant community structure and ecosystem function, yet several critical knowledge gaps remain on the direction and magnitude of grazing impacts. Furthermore, much of our understanding of the long‐term effects on plant community composition and structure are based on grazer exclusion experiments, which explicitly avoid characterizing effects along grazing intensity gradients. We sampled big sagebrush plant communities using 68 plots located along grazing intensity gradients to determine how grazing intensity influences multiple aspects of plant community structure over time. This was accomplished by sampling plant communities at different distances from 17 artificial watering sources, using distance from water and cow dung density as proxies for grazing intensity at individual plots. Total vegetation cover and total grass cover were negatively related to grazing intensity, and cover of annual forbs, exotic cover, and exotic richness were positively related to grazing intensity. In contrast, species richness and composition, bunchgrass biomass, shrub density and size, percentage cover of bare ground, litter, and biological soil crusts did not vary along our grazing intensity gradients, in spite of our expectations to the contrary. Our results suggest that the effects of livestock grazing over multiple decades (mean = 46 years) in our sites are relatively small, especially for native perennial species, and that the big sagebrush plant communities we sampled are somewhat resistant to livestock grazing. Collectively, our findings are consistent with existing evidence that indicates the stability of the big sagebrush plant functional type composition under current grazing management regimes.
Intraspecific variation in migration timing of green sturgeon in the Sacramento River system
Authors: Colborne Scott F. , Sheppard Lawrence W. , O'Donnell Daniel R. , Reuman Daniel C. , Walter Jonathan A. , Singer Gabriel P. , Kelly John T. , Thomas Michael J. , Rypel Andrew L. 
Published: June 2022

AbstractUnderstanding movement patterns of anadromous fishes is critical to conservation and management of declining wild populations and preservation of habitats. Yet, the duration of observations for individual animals can constrain accurate descriptions of movements. In this study, we synthesized over a decade (2006–2018) of acoustic telemetry tracking observations of green sturgeon (Acipenser medirostris) in the Sacramento River system to describe major anadromous movement patterns. We observed that green sturgeon exhibited a unimodal in‐migration during the spring months but had a bimodal distribution of out‐migration timing, split between an “early” out‐migration (32%) group during May–June, or, alternatively, holding in the river until a “late” out‐migration (68%), November–January. Focusing on these out‐migration groups, we found that river discharge, but not water temperature, may cue the timing of migration and that fish showed a tendency to maintain out‐migration timing between subsequent spawning migration events. We recommend that life history descriptions of green sturgeon in this region reflect the distinct out‐migration periods described here. Furthermore, we encourage the continued use of biotelemetry to describe migration timing and life history variation, in not only this population but also other green sturgeon populations and other species.
Sporosarcina pasteuriican be used to print a layer of calcium carbonate
Authors: Erdmann Niklas , Kästner Felix , de Payrebrune Kristin , Strieth Dorina 
Published: June 2022

AbstractWhen using microbiologically induced calcium carbonate precipitation (MICP) to produce calcium carbonate crystals in the cavities between mineral particles to consolidate them, the inhomogeneous distribution of the precipitated calcium carbonate poses a problem for the production of construction materials with consistent parameters. Various approaches have been investigated in the literature to increase the homogeneity of consolidated samples. One approach can be the targeted application of ureolytic organisms by 3D printing. However, to date, this possibility has been little explored in the literature. In this study, the potential to use MICP to print calcium carbonate layers on mineral particles will be investigated. For this purpose, a dispensing unit was modified to apply both a suspension ofSporosarcina pasteuriiand a calcination solution containing urea and calcium chloride onto quartz sand. The study showed that after passing through the nozzle,S. pasteuriipreserved consistent cell vitality and therefore its potential of MICP. Applying cell suspension and calcination solution through a printing nozzle resulted in a layer of calcium carbonate crystals on quartz sand. This observation demonstrated the proof of concept of printing calcium carbonate by MICP through the nozzle of a dispensing unit. Furthermore, it was shown that cell suspensions ofS. pasteuriican be stored at 4°C for a period of 17 days while maintaining its optical density, urease activity and cell vitality and therefore the potential for MICP. This initial concept could be extended in further research to printing three‐dimensional (3D) objects to solve the problem of homogeneity in consolidated mineral particles.
Energy management strategy for fuel cell hybrid vehicles considering optimal performance of multiple energy sources combined with ant colony algorithm
Authors: Hu Haoqin , Tan Jiaqi , Chen Cong , Lu Chenlei , Xuan Dongji 
Published: June 2022

AbstractTo compensate for the slow dynamic response of fuel cell system (FCS) in fuel cell hybrid electric vehicles (FCHEVs), battery and supercapacitor are widely used as auxiliary supply energy sources in FCHEVs. How to reasonably allocate the required power among the three energy sources, reduce the fuel consumption and the SOC fluctuations of auxiliary energy sources becomes a tough problem to be solved. In this paper, we propose an energy management strategy (EMS) based on fuzzy control, considering the multiple constraints of hydrogen consumption and auxiliary energy SOC fluctuations of FCHEV. In this paper, the ant colony algorithm (ACA) is used for the first time to optimize the membership functions parameters of the dual fuzzy controller. The results obtained are verified in Matlab/Simulink. The proposed ACA optimized EMS can effectively reduce the equivalent hydrogen consumption and the SOC fluctuation of battery and supercapacitor by proving in four typical driving conditions.
Missed initial appointments at Israeli child development centres: Rate, reasons, and associated characteristics
Authors: Hirsh‐Yechezkel Galit , Glasser Saralee , Gabis Lidia V. , Eden Avi , Savitzki David , Farhi Adel , Luxenburg Osnat , Levitan Gila , Lerner‐Geva Liat 
Published: June 2022

AbstractIntroductionMissed appointments (MAs) at child development centres (ChDCs) cause multiple problems: they preclude timely diagnosis and treatment of both the invited child and children whose appointment was delayed due to overbooking, as well as disrupting efficient organisational management. The aim of this study was to assess the rate and describe the reasons for missed appointments at Israeli ChDCs, and to evaluate the association of socio‐demographic, clinical, and administrative variables with MA rates.MethodsThis nested case‐control study included all children scheduled for initial appointments (N = 1143) at three centres during 1 year. Parents of children who missed their appointment and a sample of those who attended were interviewed by telephone.ResultsThe rate of missed appointments was 26.6%, and the most frequent reasons were unexpected events (26.0%) and lack of insurance coverage (23.4%). Variables associated with lower MA rates were: having had ≥3 types of rehabilitative interventions (odds ratios (OR) = 0.26; 95% confidence interval [CI] 0.16–0.44), detailed referral letter (OR = 0.48; 95%CI 0.30–0.75), telephone reminder (OR = 0.37; 95%CI 0.24–0.57) and health maintenance organisations or private insurance coverage (OR = 0.12; 95%CI 0.06–0.17 and OR = 0.56; 95% CI 0.38–0.89, respectively).ConclusionEncouraging physician's referral letters and personal‐contact reminders can reduce missed appointments. Understanding the family's and the child's personal characteristics, and the organisational/administrative aspects of missed appointments may guide efforts to ensure timely care for every child.