As wastewater treatment plants transition to water resource recovery facilities, the need for improved control and consequently supervision increases. Despite the large volume of research that has been performed on this topic, the use in industry is scarce. Practical implementation is challenging due to the nature of the process, and a lack of standardisation in the research results in uncertainty as to the state of the art. This is one of the main challenges identified.  Experimental work is performed using the Benchmark Simulation Model No. 1 to identify monitoring requirements and evaluate the performance of univariate fault detection methods. For the former, residual based process fault signatures are used to determine minimal sensor requirements based on detectability and isolability goals. Sensor faults are the focus of the latter issue, using the Shewhart, cumulative sum, and exponentially weighted moving average control charts to detect bias and drift faults in a controlled variable sensor.  The use of a standard model and known fault detection methods is useful to establish a baseline for future work. Given the lack of standardised use in industry this is considered critical. Both proposed methods emphasise ease of visualisation which is beneficial for industrial implementation.

Die zunehmende Gewöhnung von Benutzern an neue Interaktionskonzepte und Endgeräte ermöglicht deren Einführung in industriellen Umgebungen. Daraus folgen Anwendungsszena-rien, in denen es, selbst während der Bearbeitung einer einzelnen Arbeitsaufgabe, zu häufigen Änderungen in der Zusammensetzung der verwendeten Geräte kommt. Dies motiviert die Entwicklung migrierbarer Benutzungsschnittstellen (MUI). In diesem Beitrag stellen wir zu-nächst die anerkannte Theorie der MUIs vor, inklusive verschiedener Klassifikationsmerkma-le und spiegeln diese an den Anforderungen der Automatisierungstechnik. Anhand dessen diskutieren wir anschließend zwei Anwendungsszenarien. Die Analyse verwandter Arbeiten zeigt auf, dass existierende Ansätze nur eingeschränkt in diesen Szenarien eingesetzt werden können. Am Ende stellen wir eine Fallstudie vor, die die Anwendbarkeit von MUIs in industriel-len Prozessvisualisierungen demonstriert.:1. Einleitung 2. Migratorische Benutzungsschnittstellen 2.1 Einführung 2.2 Klassifikationsmerkmale 3. Anforderungen industrieller Visualisierungen an ein migratorisches UI 3.1 Anforderungen an Software und Engineering 3.2 Struktur und Funktionalität 3.3 Diskussion 4. Beispielhafte Anwendungsszenarien 5. Fallstudie 5.1 Existierende Prototypen 5.2 Konzeption einer Migrationslösung 6. Zusammenfassung und Ausblick / Due to familiarization of users with modern interaction concepts and devices, they become interesting for industrial environments as well. These devices enable use cases where users change the set of applied devices, even during handling one single task. This fosters the de-sign of migratory user interfaces (MUI) which can be transferred freely between devices, in order to follow according to a user’s device changes. Hence, in this paper the generally ac-cepted theory, including a set of identified classifiers for MUIs, is being analyzed with respect to the demands of the domain of industrial process visualizations. Moreover, we discuss two use cases. Our review of the related work revealed only a limited applicability in those use cases. In order to demonstrate an MUI’s usefulness in industrial process visualizations, we finally present our own case study.:1. Einleitung 2. Migratorische Benutzungsschnittstellen 2.1 Einführung 2.2 Klassifikationsmerkmale 3. Anforderungen industrieller Visualisierungen an ein migratorisches UI 3.1 Anforderungen an Software und Engineering 3.2 Struktur und Funktionalität 3.3 Diskussion 4. Beispielhafte Anwendungsszenarien 5. Fallstudie 5.1 Existierende Prototypen 5.2 Konzeption einer Migrationslösung 6. Zusammenfassung und Ausblick

The main focus of situation assessment is to decide on the adequacy of process behaviour with respect to specifications. When is not possible to have a mathematical model to represent the system operation, other non-model-based techniques must be considered. Classification methods are typically proposed as strategies for diagnosis. Here, identification of the functional states is reduced to recognising the current shapes of variables as well-known states, commonly taking advantage of a process expert or past experiences. However, human knowledge is related to concepts and symbols whereas process acquisition systems provide monitoring systems with numerical data. Consequently, these type of knowledge-based decision systems are usually forced to work in a higher level of abstraction using symbolic representations. This thesis deals with the study of classification methods when performing qualitative trends analysis. The aim is to obtain qualitative trends and their classification by means of the extracted knowledge from past experiences. This doctoral dissertation deals with the study of classification methods when performing qualitative trends analysis. The aim is to obtain qualitative trends and their classification by means of the extracted knowledge from past experiences. / El objetivo principal de la evaluación de situaciones es decidir sobre la adecuación del comportamiento del proceso con respecto a las especificaciones. Cuando no es posible tener un modelo matemático para representar el funcionamiento del sistema, otras técnicas deben considerarse. Los métodos de clasificación suelen ser propuestos como estrategias para el diagnóstico. La identificación de los estados funcionales se reduce a reconocer las formas de las variables como estados conocidos, comúnmente adquiriendo conocimiento de un experto o experiencias anteriores. Sin embargo, el conocimiento humano se relaciona con conceptos y símbolos, mientras que los sistemas de adquisición proporcionan datos numéricos. En consecuencia, este tipo de sistemas basados en el conocimiento de decisiones trabajan en un nivel superior de abstracción a través de representaciones simbólicas. Esta tesis aborda el estudio de métodos de clasificación de las tendencias cualitativas. El objetivo es clasificarlas por medio del conocimiento extraído de las experiencias pasadas.

En la darrera dècada, el disseny de sistemes de supervisió per a processos industrials ha rebut força atenció. Aquest fet s'explica per l'augment de la demanda en prestacions, flexibilitat i seguretat causada per la creixent conscienciació en qüestions de qualitat , legislació ambiental, i productivitat. L'interès principal d'aquesta Tesi es centra en el disseny d'un Sistema de Supervisió Intel·ligent (SIS). La tasca encomanada al SIS és la vigilància del procés, que consisteix en identificar i notificar a l'operador el seu estat de funcionament. Així per exemple, si el SIS detecta un estat de fallada, l'operador podrà emprendre les accions correctores adequades.La originalitat d'aquest treball es basa en la proposta d'una metodologia de disseny basada en la interpretació d'esdeveniments significatius, detectats en els senyals mesurats. En aquesta metodologia, l'expert té un paper rellevant, proporcionant el seu coneixement heurístic del procés. Es proposa una arquitectura de supervisió estructurada en dos nivells: la interfície i el supervisor.La interfície és l'encarregada d'abstraure informació significativa del procés, a partir de l'anàlisi dels senyals mesurats. Per aquest nivell, s'ha formalitzat una metodologia de disseny fonamentada en el paradigma de les finestres lliscants. Una finestra és un conjunt de dades consecutives d'un senyal, caracteritzada per una amplada i un desplaçament. Aplicant un càlcul determinat sobre aquestes dades és possible obtenir una nova dada. Així, l'anàlisi de diverses finestres consecutives proporciona un nou senyal sobre el que es pot aplicar un procediment similar. Continuant aquest procés iteratiu, es pot arribar a abstraure un senyal amb un contingut prou significatiu per a l'expert. Aquesta informació és transmesa al supervisor en forma d'esdeveniments.El supervisor s'encarrega d'interpretar els diversos encadenaments d'esdeveniments observats, i notifica l'estat de funcionament del procés a l'operador. Per aquest nivell, s'ha desenvolupat una metodologia per a l'obtenció d'un model comportamental de la planta, com a màquina d'estats finits. El procediment de modelatge proposat considera la definició de models associats a diversos components del procés i a les interaccions que s'estableixen entre ells. L'autòmat final s'obté per composició de tots aquests models.Ambdós nivells es nodreixen del coneixement heurístic de l'operador: definint els esdeveniments significatius a detectar mitjançant l'anàlisi dels senyals, i associant els encadenaments esperats a estats de funcionament.La metodologia de disseny del SIS ha estat validada satisfactòriament mitjançant l'aplicació a un procés biotecnològic i a una estació de mecanitzat.Diversos resultats d'aquest treball han estat presentats a congressos nacionals i internacionals. / OF THE THESISOver the last decade, the design of supervisory systems for industrial processes has received a great deal of attention. One reason for this is the increased demands on performance, flexibility, and safety caused by increased awareness, environmental regulations, and customer-driven productivity.The main purpose of this Thesis is the design of a Supervisory Intelligent System (SIS). The proposed SIS is concerned with process monitoring, consisting in process functional state identification and its notification to the operator. For example, on faulty state detection, the operator could apply the appropriate corrective action.The originality of this work consists in proposing a design methodology based on the interpretation of significative events, detected from measured signals. In this methodology, heuristic knowledge supplied by operators and experts is very important. A two level supervision architecture is proposed: the interface and the supervisor.The interface deals with abstracting significative process information by means of measured signals data analysis. For this level, a design methodology based on the sliding window paradigm has been formalised. A window is a signal data set, characterised by a duration and a sliding time. Running a specific computation on this data set produces new data. So, the analysis of different consecutive windows leads to a new signal on which a similar procedure can then be applied. Following this iterative process, a signal can be derived which carries enough significative information according to the operator. This information is transmitted to the supervisor as events. The supervisor translates observed event sequences into process states, which later are notified to the operator. For this level, we propose a design methodology that supplies a behavioural plant model by means of a finite state machine description. This procedure is based on modelling process components and interactions between them. The final automaton is obtained by the composition of all these models.Both SIS levels depend on the available operator heuristic knowledge: defining significative events which are to be detected using data analysis, and linking expected event sequences to functional states.The SIS design methodology has been successfully validated through its application to a biotechnological process and a milling machine.Several results in this dissertation have been presented at national and international conferences.

Bc. Jana Vyskočilová, FHS Řízení a supervize, Abstrakt k diplomové práci. ABSTRACT The first part of the study deals with theoretical issues of supervision, especially supervision in cognitive behavioral therapy. The practical part is focused to mapping the expectations of supervision of trainees of CBT training in various phases of their training (after 1 year of training and after the fourth year of training, prior to training) and expectations of supervision of trainees training in CBT supervision. ABSS (Attitudes and Beliefs about Supervision Scale) was used as an evaluation instrument to assessed the expectations and beliefs of supervision. The expectations of probands with different experience in supervision were compared to find out where are consensual and where differ. The results show that trainees in supervision (Supervisors) emphasize particularly the importance of self-reflection and structures, Intermediate and advanced training students differ in their attitudes and expectations of supervision minimally (increased emphasis on counter-transference in intermediate students). Probands who are just going into training and have no previous experiences with supervision generally have higher expectations of supervision than trainees, who are already undergoing training. The finding that...

An increasing number of university freshmen has been observable in absolute number as well as percentage of population over the last decade. However, at the same time the drop-out rate has increased significantly. While a drop in attendance could be observed at the same time, statistics show that young professionals consider only roughly thirty percent of their qualification to originate in their university education. Taking this into consideration with the before mentioned, one conclusion could be that students fail to see the importance of fundamental classes and choose to seek knowledge elsewhere, for example in free online courses. However, the so acquired knowledge is a non-attributable qualification. One solution to this problem must be to make on-site activities more attractive. A promising approach for raised attractiveness would be to support students in self-regulated learning processes, making them experience importance and value of own decisions based on realistic self-assessment and self-evaluation. At the same time, strict ex-cathedra teaching should be replaced by interactive forms of education, ideally activating on a meta-cognitive level. Particularly, as many students bring mobile communication devices into classes, this promising approach could be extended by utilising these mobile devices as second screens. That way, enhanced learning experiences can be provided. The basic idea is simple, namely to contribute to psychological concepts with the means of computer science. An example for this idea are audience response systems. There has been numerous research into these and related approaches for university readings, but other forms of education have not been sufficiently considered, for example tutorials. This technological aspect can be combined with recent didactics research and concepts like peer instruction or visible learning. Therefore, this dissertation presents an experimental approach at providing existing IT solutions for on-site tutorials, specifically tools for audience responses, evaluations, learning demand assessments, peer discussion, and virtual interactive whiteboards. These tools are provided under observation of anonymity and cognisant incidental utilisation. They provide insight into students\' motivation to attend classes, their motivation to utilise tools, and into their tool utilisation itself. Experimental findings are combined into an extensible system concept consisting of three major tool classes: anonymous peer discussion means, anonymous control facilities, and learning demand assessment. With the exception of the latter, promising findings in context of tutorials are presented, for example the reduction of audience response systems to an emergency brake, the versatility of (peer) discussion systems, or a demand for retroactive deanonymisation of contributions. The overall positive impact of tool utilisation on motivation to attend and perceived value of tutorials is discussed and supplemented by a positive impact on the final exams\' outcomes. / Über die vergangene Dekade ist eine zunehmende Zahl Studienanfänger beobachtbar, sowohl in der absoluten Anzahl, als auch im Bevölkerungsanteil. Demgegenüber steht aber eine überproportional hohe Steigerung der Abbruchquote. Während gleichzeitig die Anwesenheit in universitären Lehrveranstaltungen sinkt, zeigen Statistiken, dass nur etwa ein Drittel der Berufseinsteiger die Grundlagen ihrer Qualifikation im Studium sieht. Daraus könnte man ableiten, dass Studierende den Wert und die Bedeutung universitärer Ausbildung unterschätzen und stattdessen Wissen in anderen Quellen suchen, beispielsweise unentgeltlichen Online-Angeboten. Das auf diese Art angeeignete Wissen stellt aber eine formell nicht nachweise Qualifikation dar. Ein Weg aus diesem Dilemma muss die Steigerung der Attraktivität der universitären Lehrveranstaltungen sein. Ein vielversprechender Ansatz ist die Unterstützung der Studierenden im selbst-regulierten Lernen, wodurch sie die Wichtigkeit und den Wert eigener Entscheidung(sfindungsprozesse) auf Basis realistischer Selbsteinschätzung und Selbstevaluation erlernen. Gleichzeitig sollte Frontalunterricht durch interaktive Lehrformen ersetzt werden, idealerweise durch Aktivierung auf meta-kognitiver Ebene. Dies ist vielversprechend insbesondere, weil viele Studierende ihre eigenen mobilen Endgeräte in Lehrveranstaltungen bringen. Diese Geräte können als Second Screen für die neuen Lehrkonzepte verwendet werden. Auf diese Art kann dann eine verbesserte Lernerfahrung vermittelt werden. Die Grundidee ist simpel, nämlich in der Psychologie bewährte Didaktik-Konzepte durch die Mittel der Informatik zu unterstützen. Ein Beispiel dafür sind Audience Response Systeme, die hinlänglich im Rahmen von Vorlesungen untersucht worden sind. Andere Lehrformen wurden dabei jedoch unzureichend berücksichtigt, beispielsweise Tutorien. Ähnliche Überlegungen gelten natürlich auch für bewährte didaktische Konzepte wie Peer Instruction oder Betrachtungen in Form von Visible Learning. Deshalb präsentiert diese Dissertation einen experimentellen Ansatz, informationstechnische Lösungen für vor-Ort-Übungen anzubieten, nämlich Werkzeuge für Audience Response Systeme, Evaluationen, Lernbedarfsermittlung, Peer Discussion, sowie virtuelle interaktive Whiteboards. Die genannten Werkzeuge wurden unter Beachtung von Anonymitäts- und Beiläufigkeitsaspekten bereitgestellt. Sie erlauben einen Einblick in die Motivation der Studierenden Tutorien zu besuchen und die Werkzeuge zu nutzen, sowie ihr Nutzungsverhalten selbst. Die experimentellen Ergebnisse werden in ein erweiterbares Systemkonzept kombiniert, das drei Werkzeugklassen unterstützt: anonyme Peer Discussion, anonyme Kontrollwerkzeuge und Lernbedarfsermittlung. Für die ersten beiden Klassen liegen vielversprechende Ergebnisse vor, beispielsweise die notwendige Reduktion des Audience Response Systems auf eine Art Notbremse, die Vielseitigkeit von (Peer-)Discussion-Systemen, oder aber auch der Bedarf für eine retroaktive Deanonymisierung von initial anonymen Beiträgen. Der allgemein positive Einfluss der Werkzeugnutzung auf die Motivation an Tutorien teilzunehmen sowie den wahrgenommenen Wert der Tutorien werden abschließend diskutiert und durch verbesserte Abschlussklausurergebnisse untermauert.

An increasing number of university freshmen has been observable in absolute number as well as percentage of population over the last decade. However, at the same time the drop-out rate has increased significantly. While a drop in attendance could be observed at the same time, statistics show that young professionals consider only roughly thirty percent of their qualification to originate in their university education. Taking this into consideration with the before mentioned, one conclusion could be that students fail to see the importance of fundamental classes and choose to seek knowledge elsewhere, for example in free online courses. However, the so acquired knowledge is a non-attributable qualification. One solution to this problem must be to make on-site activities more attractive. A promising approach for raised attractiveness would be to support students in self-regulated learning processes, making them experience importance and value of own decisions based on realistic self-assessment and self-evaluation. At the same time, strict ex-cathedra teaching should be replaced by interactive forms of education, ideally activating on a meta-cognitive level. Particularly, as many students bring mobile communication devices into classes, this promising approach could be extended by utilising these mobile devices as second screens. That way, enhanced learning experiences can be provided. The basic idea is simple, namely to contribute to psychological concepts with the means of computer science. An example for this idea are audience response systems. There has been numerous research into these and related approaches for university readings, but other forms of education have not been sufficiently considered, for example tutorials. This technological aspect can be combined with recent didactics research and concepts like peer instruction or visible learning. Therefore, this dissertation presents an experimental approach at providing existing IT solutions for on-site tutorials, specifically tools for audience responses, evaluations, learning demand assessments, peer discussion, and virtual interactive whiteboards. These tools are provided under observation of anonymity and cognisant incidental utilisation. They provide insight into students\' motivation to attend classes, their motivation to utilise tools, and into their tool utilisation itself. Experimental findings are combined into an extensible system concept consisting of three major tool classes: anonymous peer discussion means, anonymous control facilities, and learning demand assessment. With the exception of the latter, promising findings in context of tutorials are presented, for example the reduction of audience response systems to an emergency brake, the versatility of (peer) discussion systems, or a demand for retroactive deanonymisation of contributions. The overall positive impact of tool utilisation on motivation to attend and perceived value of tutorials is discussed and supplemented by a positive impact on the final exams\' outcomes.:List of Definitions, Theorems and Proofs List of Figures List of Tables Introduction and Motivation Part I: Propaedeutics 1 Working Theses 1.1 Definitions 1.2 Context of Working Theses and Definitions 2 Existing Concepts 2.1 Psychology 2.1.1 Self-Regulation and self-regulated Learning 2.1.2 Peer Instruction, Peer Discussion 2.1.3 Learning Process Supervision: Learning Demand Assessment 2.1.4 Cognitive Activation 2.1.5 Note on Gamification 2.1.6 Note on Blended Learning 2.2 Computer Science 2.2.1 Learning Platforms 2.2.2 Audience Response Systems (ARS) 2.2.3 Virtual Interactive Whiteboard Systems (V-IWB) 2.2.4 Cognisant Incidential Utilisation (CIU) 2.3 Appraisal 3 Related Work 3.1 Visible Learning 3.2 auditorium 3.3 Auditorium Mobile Classroom Service 3.4 ARSnova and other Audience Response Systems 3.5 Google Classroom 3.6 StackOverflow 3.7 AwwApp Part II: Proceedings 4 Global Picture and Prototype 4.1 Global Picture 4.2 System Architecture 4.2.1 Anonymous Discussion Means 4.2.2 Anonymous Control Facilities 4.3 Implementation 4.3.1 The Prototype 5 Investigated Tools 5.1 Note on Methodology 5.2 Anonymity 5.2.1 Methodology 5.2.2 Visible Learning Effects 5.2.3 Assertion 5.2.4 Experiments 5.2.5 Results 5.2.6 Conclusions 5.3 Learning Demand Assessment 5.3.1 Methodology 5.3.2 Visible Learning Effects 5.3.3 Tool Description 5.3.4 Assertion 5.3.5 Experiments 5.3.6 Results 5.3.7 Conclusions 5.4 Peer Discussion System 5.4.1 Methodology 5.4.2 Visible Learning Effects 5.4.3 Tool Description 5.4.4 Assertion 5.4.5 Experiments 5.4.6 Results 5.4.7 Conclusions 5.5 Virtual Interactive Whiteboard 5.5.1 Methodology 5.5.2 Visible Learning Effects 5.5.3 Tool Description 5.5.4 Assertion 5.5.5 Experiments 5.5.6 Results 5.5.7 Conclusions 5.6 Audience Response System and Emergency Brake 5.6.1 Methodology 5.6.2 Visible Learning Effects 5.6.3 Tool Description 5.6.4 Assertion 5.6.5 Experiments 5.6.6 Results 5.6.7 Conclusions 5.7 Evaluation System 5.7.1 Methodology 5.7.2 Visible Learning Effects 5.7.3 Tool Description 5.7.4 Assertion 5.7.5 Experiments 5.7.6 Results and Conclusion 6 Exam Outcome 7 Utilisation and Motivation 7.1 Prototype Utilisation 7.2 Motivational Aspects Part III: Appraisal 8 Lessons learned 9 Discussion 9.1 Working Theses’ Validity 9.2 Research Community: Impact and Outlook 9.2.1 Significance to Learning Psychology 9.3 Possible Extension of existing Solutions 10 Conclusion 10.1 Summary of scientific Contributions 10.2 Future Work Part IV: Appendix A Experimental Arrangement B Questionnaires B.1 Platform Feedback Sheet B.1.1 Original PFS in 2014 B.1.2 Original PFS in 2015 B.2 Minute Paper B.3 Motivation and Utilisation Questionnaires B.3.1 Motivation 2013 and 2014 B.3.2 Motivation 2015 B.3.3 Utilisation 2014 B.3.4 Utilisation 2015, Rev. I B.3.5 Utilisation 2015, Rev. II C References C.1 Auxiliary Means D Publications D.1 Original Research Contributions D.2 Student Theses E Glossary F Index G Milestones Acknowledgements / Über die vergangene Dekade ist eine zunehmende Zahl Studienanfänger beobachtbar, sowohl in der absoluten Anzahl, als auch im Bevölkerungsanteil. Demgegenüber steht aber eine überproportional hohe Steigerung der Abbruchquote. Während gleichzeitig die Anwesenheit in universitären Lehrveranstaltungen sinkt, zeigen Statistiken, dass nur etwa ein Drittel der Berufseinsteiger die Grundlagen ihrer Qualifikation im Studium sieht. Daraus könnte man ableiten, dass Studierende den Wert und die Bedeutung universitärer Ausbildung unterschätzen und stattdessen Wissen in anderen Quellen suchen, beispielsweise unentgeltlichen Online-Angeboten. Das auf diese Art angeeignete Wissen stellt aber eine formell nicht nachweise Qualifikation dar. Ein Weg aus diesem Dilemma muss die Steigerung der Attraktivität der universitären Lehrveranstaltungen sein. Ein vielversprechender Ansatz ist die Unterstützung der Studierenden im selbst-regulierten Lernen, wodurch sie die Wichtigkeit und den Wert eigener Entscheidung(sfindungsprozesse) auf Basis realistischer Selbsteinschätzung und Selbstevaluation erlernen. Gleichzeitig sollte Frontalunterricht durch interaktive Lehrformen ersetzt werden, idealerweise durch Aktivierung auf meta-kognitiver Ebene. Dies ist vielversprechend insbesondere, weil viele Studierende ihre eigenen mobilen Endgeräte in Lehrveranstaltungen bringen. Diese Geräte können als Second Screen für die neuen Lehrkonzepte verwendet werden. Auf diese Art kann dann eine verbesserte Lernerfahrung vermittelt werden. Die Grundidee ist simpel, nämlich in der Psychologie bewährte Didaktik-Konzepte durch die Mittel der Informatik zu unterstützen. Ein Beispiel dafür sind Audience Response Systeme, die hinlänglich im Rahmen von Vorlesungen untersucht worden sind. Andere Lehrformen wurden dabei jedoch unzureichend berücksichtigt, beispielsweise Tutorien. Ähnliche Überlegungen gelten natürlich auch für bewährte didaktische Konzepte wie Peer Instruction oder Betrachtungen in Form von Visible Learning. Deshalb präsentiert diese Dissertation einen experimentellen Ansatz, informationstechnische Lösungen für vor-Ort-Übungen anzubieten, nämlich Werkzeuge für Audience Response Systeme, Evaluationen, Lernbedarfsermittlung, Peer Discussion, sowie virtuelle interaktive Whiteboards. Die genannten Werkzeuge wurden unter Beachtung von Anonymitäts- und Beiläufigkeitsaspekten bereitgestellt. Sie erlauben einen Einblick in die Motivation der Studierenden Tutorien zu besuchen und die Werkzeuge zu nutzen, sowie ihr Nutzungsverhalten selbst. Die experimentellen Ergebnisse werden in ein erweiterbares Systemkonzept kombiniert, das drei Werkzeugklassen unterstützt: anonyme Peer Discussion, anonyme Kontrollwerkzeuge und Lernbedarfsermittlung. Für die ersten beiden Klassen liegen vielversprechende Ergebnisse vor, beispielsweise die notwendige Reduktion des Audience Response Systems auf eine Art Notbremse, die Vielseitigkeit von (Peer-)Discussion-Systemen, oder aber auch der Bedarf für eine retroaktive Deanonymisierung von initial anonymen Beiträgen. Der allgemein positive Einfluss der Werkzeugnutzung auf die Motivation an Tutorien teilzunehmen sowie den wahrgenommenen Wert der Tutorien werden abschließend diskutiert und durch verbesserte Abschlussklausurergebnisse untermauert.:List of Definitions, Theorems and Proofs List of Figures List of Tables Introduction and Motivation Part I: Propaedeutics 1 Working Theses 1.1 Definitions 1.2 Context of Working Theses and Definitions 2 Existing Concepts 2.1 Psychology 2.1.1 Self-Regulation and self-regulated Learning 2.1.2 Peer Instruction, Peer Discussion 2.1.3 Learning Process Supervision: Learning Demand Assessment 2.1.4 Cognitive Activation 2.1.5 Note on Gamification 2.1.6 Note on Blended Learning 2.2 Computer Science 2.2.1 Learning Platforms 2.2.2 Audience Response Systems (ARS) 2.2.3 Virtual Interactive Whiteboard Systems (V-IWB) 2.2.4 Cognisant Incidential Utilisation (CIU) 2.3 Appraisal 3 Related Work 3.1 Visible Learning 3.2 auditorium 3.3 Auditorium Mobile Classroom Service 3.4 ARSnova and other Audience Response Systems 3.5 Google Classroom 3.6 StackOverflow 3.7 AwwApp Part II: Proceedings 4 Global Picture and Prototype 4.1 Global Picture 4.2 System Architecture 4.2.1 Anonymous Discussion Means 4.2.2 Anonymous Control Facilities 4.3 Implementation 4.3.1 The Prototype 5 Investigated Tools 5.1 Note on Methodology 5.2 Anonymity 5.2.1 Methodology 5.2.2 Visible Learning Effects 5.2.3 Assertion 5.2.4 Experiments 5.2.5 Results 5.2.6 Conclusions 5.3 Learning Demand Assessment 5.3.1 Methodology 5.3.2 Visible Learning Effects 5.3.3 Tool Description 5.3.4 Assertion 5.3.5 Experiments 5.3.6 Results 5.3.7 Conclusions 5.4 Peer Discussion System 5.4.1 Methodology 5.4.2 Visible Learning Effects 5.4.3 Tool Description 5.4.4 Assertion 5.4.5 Experiments 5.4.6 Results 5.4.7 Conclusions 5.5 Virtual Interactive Whiteboard 5.5.1 Methodology 5.5.2 Visible Learning Effects 5.5.3 Tool Description 5.5.4 Assertion 5.5.5 Experiments 5.5.6 Results 5.5.7 Conclusions 5.6 Audience Response System and Emergency Brake 5.6.1 Methodology 5.6.2 Visible Learning Effects 5.6.3 Tool Description 5.6.4 Assertion 5.6.5 Experiments 5.6.6 Results 5.6.7 Conclusions 5.7 Evaluation System 5.7.1 Methodology 5.7.2 Visible Learning Effects 5.7.3 Tool Description 5.7.4 Assertion 5.7.5 Experiments 5.7.6 Results and Conclusion 6 Exam Outcome 7 Utilisation and Motivation 7.1 Prototype Utilisation 7.2 Motivational Aspects Part III: Appraisal 8 Lessons learned 9 Discussion 9.1 Working Theses’ Validity 9.2 Research Community: Impact and Outlook 9.2.1 Significance to Learning Psychology 9.3 Possible Extension of existing Solutions 10 Conclusion 10.1 Summary of scientific Contributions 10.2 Future Work Part IV: Appendix A Experimental Arrangement B Questionnaires B.1 Platform Feedback Sheet B.1.1 Original PFS in 2014 B.1.2 Original PFS in 2015 B.2 Minute Paper B.3 Motivation and Utilisation Questionnaires B.3.1 Motivation 2013 and 2014 B.3.2 Motivation 2015 B.3.3 Utilisation 2014 B.3.4 Utilisation 2015, Rev. I B.3.5 Utilisation 2015, Rev. II C References C.1 Auxiliary Means D Publications D.1 Original Research Contributions D.2 Student Theses E Glossary F Index G Milestones Acknowledgements