Springer Spektrum

  • International mathematics education researchers give a differentiated overview of views and beliefs of both teachers and students. Beliefs about how to teach mathematics have a high impact on the instructional practice of teachers. In the same way, views and beliefs about mathematics are an essential factor to explain achievement and performance of students. The 19th MAVI conference added a variety of research perspectives to the international discussions of mathematics related beliefs. The authors of this volume have compiled a rich selection of research results, which may further enhance the discussion of MAVI topics in the future.

  • Der
    Band erschließt erstmals systematisch die schreibtechnischen Anforderungen an
    Qualifikationsschriften in den natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fächergruppen.
    Dabei werden nahezu alle relevanten Themen und Debatten der aktuellen Forschung
    zum Wissenschaftlichen Schreiben aufgegriffen und zugleich auf ihre
    Praxistauglichkeit hin diskutiert. Die beitragenden Autoren dokumentieren so
    erstmals den aktuellen Forschungsstand der überfachlichen Schreibforschung und
    geben einen grundlegenden Einblick in die Praxis der gegenwärtigen
    Schreibdidaktik. Auch im Blick auf alternative Schreibformen außerhalb des
    Studiums formulieren sie Perspektiven für eine zukünftige Entwicklung der
    Forschung und Lehre des Wissenschaftlichen Schreibens in den Natur- und
    Ingenieurwissenschaften.

     

  • Was derzeit als Klimakatastrophe diskutiert wird, scheint nicht die einzige Bedrohung, der wir gegenüberstehen. Wissenschaften berichten ergänzend über den fatalen Umgang mit natürlichen Ressourcen und weitere Gefahren sozialer und politischer Art. Einiges spricht dafür, dass wir eine Situation erreichen, in der verständliche wissenschaftliche Expertise überlebensnotwendig wird. Zumindest theoretisch sind Demokratien als offene Gesellschaften imstande, auf diesen Rat zu reagieren. Sie müssen dazu einige Strfeuer abwehren, die auf den uninformierten Bürger setzen. Wissenschaftliche Erkenntnis, präsentiert in einer einfachen Sprache, kann dabei helfen. Das essential diskutiert dazu einige populärwissenschaftliche Verffentlichungen und schaut auf den immerwährenden Kampf des Neuen in der Wissenschaft gegen eine verkarstete Gesellschaft. Mit welchen schwerwiegenden Veränderungen wir rechnen müssen, zeigen Arbeiten des Wuppertaler Instituts. Wenn wir diese Transformation der Gesellschaft nicht in Angriff nehmen, werden die Konsequenzen sehr wahrscheinlich fatal sein.

  • Schreiben für den fachfremden, gut ausgebildeten Leser: Worauf muss ein Autor achten? Was geschieht, wenn jemand einen Text versteht, wie kann man ihn dabei unterstützen? Was ist einfache Sprache in Wissenschaft und Technik? Wer eine Vorstellung vom Leser hat, kann auch für diesen schreiben. Mit einfacher Sprache, korrektem und stilistisch hochwertigem Deutsch unterstützt der Schreiber die Prozesse im Gehirn des Lesers. Dieses essential sieht das Arbeitsgedächtnis und seine Anbindung an das Langzeitgedächtnis als entscheidend für das Verstehen. Dessen Aufgaben knnen Autoren unterstützen und dem Leser so die Lektüre erleichtern. Einfache Sprache fällt dem Leser nur dadurch auf, dass er einen Text gut versteht. Voraussetzung ist immer, dass dieser Text für die Zielgruppe geschrieben ist, der ein Leser angehrt.

  • Werden wir in den kommenden Jahren in unserem eigenen Plastikmüll ersticken? Oder schaffen wir es, noch rechtzeitig die Kurve zu kriegen? Die stetig wachsende Plastikmüllmenge ist problematisch für die Umwelt und den Mensch, der den Plastikmüll in Form von Mikroplastik aufnimmt. Der Autor Andreas Fath erklärt wissenschaftlich fundiert, aber allgemein verständlich, was Mikroplastik ist, wo es herkommt und welche Gefahren damit verbunden sind.

  • Andreas Romer informiert in diesem essential über Lehrerberuf und Lehramtsstudium und bietet so eine kompakte Orientierungshilfe für die Berufswahl. Basierend auf seinen Erfahrungen aus vielen Jahren in der Lehramtsberatung einer großen Universität werden häufige Fragen von Einsteigern und Spätberufenen thematisiert, beispielsweise: Welche Aufgaben haben Lehrer? Was macht gute Lehrer aus? Wie sind die Berufsaussichten? Wie finde ich einen passenden Studienplatz?

  • Die Lehre und das Lernen der Hochschulmathematik kosten viel Zeit. Lässt sich der Aufwand reduzieren, ohne die Qualität der Lehre zu beeinträchtigen?

    Mit einem klaren Ja beantwortet das vorliegende Buch diese Frage und stellt hierfür einen vom Autorenteam entwickelten und erprobten Lsungsansatz vor: die Open Source Software MATeX. Durch eine programmiertechnische Kopplung eines Computeralgebrasystems mit einem Textverarbeitungsprogramm ist MATeX in der Lage, in Sekunden mathematische Übungsaufgaben zu lsen und die Lsungswege in LaTeX und PDF auszugeben. So knnen über eine intuitive webbasierte Schnittstelle vom Benutzer individuell gestaltete oder zufällig generierte Aufgabentypen zu über 30 Themen der Hheren Mathematik gestellt, gelst und die Lsungen zur Verfügung gestellt werden.

    Inhaltlich spannt sich der Bogen von elementaren Grundlagen über die Analysis einer Veränderlichen, die lineare Algebra, Wahrscheinlichkeitsrechnung, die Analysis mehrerer Veränderlicher bis hin zu fortgeschrittenen Themen der Analysis, wie z. B. die Fourier-Reihe, die Laplace-Transformation und Optimierungsprobleme mit Nebenbedingungen.

    Informationen zum programmiertechnischen und konzeptionellen Hintergrund sowie Vorschläge für einen wirkungsvollen Einsatz der Software in der Lehre runden das Buch ab.

    Herausragende Merkmale sind:Dank der ca. 130 klickbaren QR-Codes stellt dieses Werk als PDF aber auch in gedruckter Form selbst eine Schnittstelle zur mathematischen Software MATeX dar.
    Insgesamt ca. 300 Links auf die MATeX-Webschnittstelle erleichtern den Einstieg und das Bedienen der Software.
    Über 140 Beispielaufgaben spiegeln das breite Leistungsspektrum der Software.
    Aufträge zum Erstellen von zufälligen Aufgaben knnen direkt aus dem Buch via klickbaren QR-Codes erteilt werden.

    Mit diesem Buch und der Software MATeX lassen sich Aufgaben und Lsungen in PDF-Form um zwei Grßenordnungen schneller erzeugen.

  • In Johann Sebastian Bachs Musik werden Grenzgänge hrbar, die unser Leben begleiten: In seiner Kirchenmusik wird die Grenze zwischen Weltlichem und Gttlichem an vielen Themen durchgespielt, und in der Kunst der Fuge glaubt man den Tod zu hren, wenn eine Stimme nach der anderen verklingt. Andreas Kruse, führender Altersforscher, Gerontopsychologe und ausgebildeter Musiker beschreibt in diesem faszinierenden Buch die Grenzgänge des alten Bach als kreative und auch psychologisch spannende Lebenskunst. Johann Sebastian Bach als biografisches Fallbeispiel für Krisenbewältigung im Leben wird beim Lesen zu einer psychologischen Entdeckung, die auch beim musikalischen Spätwerk aufhorchen lässt.

  • Dieses Buch präsentiert das Themenfeld Anpassung an den Klimawandel erstmals aus unterschiedlichen, disziplinären Sichtweisen - von der Ökonomie über Geographie und Rechtswissenschaft bis hin zu Politikwissenschaft und Soziologie. Darüber hinaus werden Vulnerabilität und Resilienz sowie Indikatoren und Leitfäden für die Anpassung diskutiert. Konkrete Beispiele aus der urbanen Anpassung und dem Komplex Klimaschutz/Anpassung/Ökosystemdienstleistungen runden die Thematik ab. Erkenntnisse über die Anpassung an den Klimawandel haben nach der gesellschaftlichen Diskussion längst auch Entscheidungsträger auf europäischer sowie kommunaler Ebene erreicht. Das Buch behandelt das Thema Anpassung auf diesen unterschiedlichen Ebenen. Vor allem auf der lokalen Entscheidungsebene liegen bis heute wenig wissenschaftlich gesicherte Daten zu Klimawandel und seinen Auswirkungen vor. Das Buch zeigt, dass und warum Handeln unter Unsicherheit, das Arbeiten mit Szenarien oder das Zusammenführen von natur- und sozialwissenschaftlichen Informationen auf der Tagesordnung der Anpassungsforschung und -politik stehen. 

  • Das Buch weitet den Blick über die kurzfristige Verfügbarkeit von kritischen Metallen auf die grundlegende Frage: Kritisch für wen? Die Autoren nehmen alle Akteure in den Blick und behandeln geologische, chemische, technische, konomische und soziale Aspekte wie auch Fragen des Recyclings und verbinden diese. Auch auf Fragen nach dem guten Leben und des Bergbaus aus der Sicht von Ländern des Südens, Fragen der Ressourcenpolitik und -gerechtigkeit gehen sie ein. Ein weiteres Thema sind das UN-Tiefseebergbauregime und dessen Perspektiven, wie sich zukünftig unkonventionell Erz aus der Tiefsee gewinnen lässt. Kritische Metalle werden in den übergreifenden Zusammenhang der anstehenden Großen Transformation eingeordnet. Das Buch beleuchtet insbesondere die grundlegende Bedeutung der stofflichen Voraussetzungen der Energiewende und die energetischen Voraussetzungen der Stoffwende wie auch der Digitalisierung. Damit lässt sich zeigen, dass nicht nur seltene Erden kritisch sind, sondern ebenso Industriemetalle wie etwa Kupfer.Ressourcenpolitik zielt unter anderem auf Sicherung der Primärversorgung mit Technologiemetallen, auf Ressourceneffizienz, Recycling und Substitution kritischer Stoffe. Trotz erster Erfolge ist die Dynamik in Richtung einer zunehmenden Dissipation wertvoller kritischer Metalle ungebrochen. Ntig ist eine rasche Umsteuerung mit dem Ziel, kritische Metalle nicht länger im großen Stil zu verbrauchen, sondern sie klug zu gebrauchen.

  • Mathematische Grundvorstellungen sind im Bereich der Arithmetik und Algebra umfassend bearbeitet worden, für die Geometrie gilt dies bislang nicht. Dieser Band beleuchtet erste wesentliche Schritte in diese Richtung und versucht die fehlenden Konzepte der Grundvorstellungen in der Geometriedidaktik aufzuarbeiten. In engem Zusammenhang mit Grundvorstellungen stehen Begriffsbildungen, denen ein hoher Stellenwert im Geometrieunterricht zukommt. Das Buch enthält die ausformulierten Vorträge der 30. Herbsttagung 2013 des Arbeitskreis Geometrie in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM).

  • Vier von zehn oder jeder Vierte ...Ein Blick in eine beliebige Tageszeitung genügt: Statistiken sind ohne Zweifel ein wesentlicher Bestandteil unserer Informationsgesellschaft. Dennoch ist das Image des Faches Statistik denkbar schlecht. Die Diskrepanz zwischen offenkundiger Bedeutung und schlechtem Ruf beruht zum Teil auf dem fundamentalen Irrtum, die Qualität der statistischen Methoden mit der Qualität ihrer Anwendung zu verwechseln. Denn ob aus Unachtsamkeit, Unverständnis oder Unvermgen: In den Medien wird mit Statistiken allzu oft Des-Information statt Information betrieben. Dieses Buch lädt die Leser zu einer kritischen und amüsanten Irrfahrt durch falsche Schlagzeilen und unsinnige Interpretationen statistischer Ergebnisse in Tageszeitungen oder Zeitschriften ein. Staunen Sie darüber, dass ein Viertel aller Studierenden alkoholabhängig ist, dass Männer ihren Rasierern treuer sind als ihren Partnerinnen, dass hherer Schokoladenkonsum mehr Nobelpreisträger erzeugt und warum das alles blanker Unsinn ist.Aber Achtung: Dieses Buch kann Sie zu einem mündigeren Zeitungsleser machen!

  • Dieses Buch führt Sie ein in die abenteuerliche Welt der Mineralien und Gesteine. In kaum einem naturwissenschaftlichen Feld knnen die Menschen so spannende Naturphänomene erleben wie in der Mineralogie. Die Urkräfte von Vulkanausbrüchen nehmen den Betrachter sofort gefangen. Das Funkeln von Edelsteinen, die seit Jahrmillionen im Erdinneren gewachsen sind, fasziniert Laien wie den Fachmann gleichermaßen. Alle Mineralien und Kristalle, die heute in Bergwerken und Steinbrüchen aus den Tiefen der Erde ans Tageslicht gelangen, sind älter als die gesamte Menschheitsgeschichte.  Im vorliegenden Buch findet der Leser spannende Bilder von Mineralien, Edelsteinen und geologisch interessanten Orten, die der Autor als 350 Reisen besucht hat. Erlebnisse beim Mineraliensuchen geben dem Leser einen lebendigen Eindruck von Steinbrüchen und Bergwerken. Dazu wird anschaulich erklärt, wie die Kristalle zu ihren faszinierenden geometrischen Formen kommen. Für Sammler finden sich viele Mineralien- Bestimmungstipps. Mehr als 150 Bilder der wichtigsten Mineralien zeigen Ihnen die ganze Schnheit dieser Naturschätze.

  • Andreas Folkers stellt in diesem Buch einen Regelalgorithmus zur Steuerung eines autonomen Fahrzeugs vor. Um eine nichtlineare Bewegungsdynamik bei gleichzeitig kurzer Rechenzeit zu berücksichtigen, wird der Regler als Neuronales Netz definiert und dessen Parameter im Vorfeld gelernt. Dieser Trainingsschritt wird im Setting des Deep Reinforcement Learning durch die Proximal-Policy-Optimierung innerhalb einer Simulation durchgeführt. Die Qualität des resultierenden Reglers wird schließlich sowohl durch die Simulation als auch bei der Anwendung auf ein reales Fahrzeug in einem Parkplatz-Szenario evaluiert.?

  • Andreas Hengstermann untersucht am Beispiel  von Lebensmittel-Discountern die Wirksamkeit aktiver Bodenpolitik im Vergleich zu einer traditionellen, passiven Bodennutzungsplanung und zeigt auf, welche Vorgehensweise stärker zu einer Steuerung der räumlichen Entwicklung beiträgt. Diese bislang theoretisch begründete Annahme bildet die Grundlage des aktuellen Wandels des Schweizer Planungssystems und wird in ein empirisch untersuchbares Forschungsdesign übertragen. Die Wahl von Discounter-Filialen ermglicht vergleichbare und aussagekräftige Rückschlüsse zur Wirksamkeit bodenpolitischer Strategien ffentlicher Planungsträger.

  • Sind Zeitreisen wirklich mglich? In diesem Buch werden allgemein verständlich die physikalischen Grundlagen für Zeitreisen und drei verschiedene Arten von Zeitmaschinen vorgestellt, wobei es auch um die technische Umsetzbarkeit solcher Maschinen sowie die gesellschaftlichen und politischen Folgen von Zeitreisen geht. Auf unterhaltsame Weise wird eine spekulative Vision vom Jahr 2100 gezeichnet, wie es in den Bereichen Gesellschaft, Politik und Wirtschaft, Medizin, Technik und Verkehr sowie den Naturwissenschaften aussehen knnte. Um diese Vision besser beurteilen zu knnen, wird ihr eine Rückschau in das Jahr 1910 entgegengestellt. Hätte ein Mensch aus dem Jahr 1910 eine Ahnung von den technischen Errungenschaften wie dem Computer oder der Entdeckung der Ausdehnung des Universums gehabt? Der Wissenschaftsautor Andreas Müller nimmt den Leser mit auf abenteuerliche Reisen durch die Zeit.

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