Zugl.: Augsburg, Universiẗat, Diss., 2009.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Eintretenswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen und das Risikomanagement am Beispiel von Rohrleitungen in tagesbruchgefährdeten Gebieten des Mitteldeutschen Braunkohlenreviers umfassend beleuchtet. Im ersten Schritt wurden die Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Überwachungs- und Sicherungsmaßnahmen analysiert. Es wird gezeigt, dass kein Überwachungsverfahren in der Lage ist, das unmittelbare Bevorstehen eines Tagesbruchs hinreichend genau zu prognostizieren. Die Verfahren können in der Regel nur Hinweise geben, die dann durch einen Spezialisten zu interpretieren sind. Die vorgestellten Sicherungsverfahren sind zwar teilweise in der Lage, den Tagesbruch oder seine Auswirkungen auf Rohrleitungen auf ein ungefährliches Maß zu senken. Jedoch sind diese Verfahren meist in der flächendeckenden Anwendung viel zu teuer. Um solche Verfahren nur noch punktuell an den größten Gefährdungsschwerpunkten einsetzen zu müssen, ist eine zuverlässige Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Tagesbruchs notwendig. Mit der Methodik der Spezifischen Bruchwahrscheinlichkeit kann erstmals die Eintrittswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen in einem Grubenfeld quantifiziert werden, worin auch die wesentliche wissenschaftliche Bedeutung der Arbeit liegt. Die Entwicklung von praktischen Zahlenwerten ermöglicht es, das Tagesbruchrisiko objektiv zu quantifizieren und somit die sicherheitstechnische Zulässigkeit der geplanten Oberflächennutzung zu bewerten.

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Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen.

This paper presents an innovat ive cons t ruct ion of a probabilistic model for predicting chance situations. It describes the construction of a four phase model, derived from an intense qualitative analysis of the written responses of 94 mathematically talented middle school students to the probabilistic compound event problem: “How many doubles are expected when rolling two dice fifty times?” We found that the students’ comprehension process of compound event situations can be broken down into a four phase model: beliefs, subjective estimations, chance estimations and probabilistic calculations. The paper focuses on the development of the model over the course of the experiment, identifying the process the students underwent as they attempted to answer the question. We explain each phase as it was reflected in the students\' rationalizations. All phases, including their definitions and students’ citations, will be presented in the paper. While not every student necessarily goes through all four phases, an awareness and understanding of them all allows for efficient, effective intervention during the learning process. We found that guidance and learning intervention helped shorten the preliminary phases, leading to more relative time spent on probabilistic calculations.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Eintretenswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen und das Risikomanagement am Beispiel von Rohrleitungen in tagesbruchgefährdeten Gebieten des Mitteldeutschen Braunkohlenreviers umfassend beleuchtet. Im ersten Schritt wurden die Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Überwachungs- und Sicherungsmaßnahmen analysiert. Es wird gezeigt, dass kein Überwachungsverfahren in der Lage ist, das unmittelbare Bevorstehen eines Tagesbruchs hinreichend genau zu prognostizieren. Die Verfahren können in der Regel nur Hinweise geben, die dann durch einen Spezialisten zu interpretieren sind. Die vorgestellten Sicherungsverfahren sind zwar teilweise in der Lage, den Tagesbruch oder seine Auswirkungen auf Rohrleitungen auf ein ungefährliches Maß zu senken. Jedoch sind diese Verfahren meist in der flächendeckenden Anwendung viel zu teuer. Um solche Verfahren nur noch punktuell an den größten Gefährdungsschwerpunkten einsetzen zu müssen, ist eine zuverlässige Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Tagesbruchs notwendig. Mit der Methodik der Spezifischen Bruchwahrscheinlichkeit kann erstmals die Eintrittswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen in einem Grubenfeld quantifiziert werden, worin auch die wesentliche wissenschaftliche Bedeutung der Arbeit liegt. Die Entwicklung von praktischen Zahlenwerten ermöglicht es, das Tagesbruchrisiko objektiv zu quantifizieren und somit die sicherheitstechnische Zulässigkeit der geplanten Oberflächennutzung zu bewerten.:1. Einleitung 2. Vorgehensweise und Abgrenzung 3. Grundlagen 4. Überwachungsmaßnahmen 5. Sicherungsmaßnahmen 6. Modell der Spezifischen Bruchwahrscheinlichkeit und Anwendungsbeispiele 7. Risikomanagement 8. Ansätze zur Weiterentwicklung 9. Zusammenfassung Literatur Anlagen

This paper presents an innovat ive cons t ruct ion of a probabilistic model for predicting chance situations. It describes the construction of a four phase model, derived from an intense qualitative analysis of the written responses of 94 mathematically talented middle school students to the probabilistic compound event problem: “How many doubles are expected when rolling two dice fifty times?” We found that the students’ comprehension process of compound event situations can be broken down into a four phase model: beliefs, subjective estimations, chance estimations and probabilistic calculations. The paper focuses on the development of the model over the course of the experiment, identifying the process the students underwent as they attempted to answer the question. We explain each phase as it was reflected in the students\'' rationalizations. All phases, including their definitions and students’ citations, will be presented in the paper. While not every student necessarily goes through all four phases, an awareness and understanding of them all allows for efficient, effective intervention during the learning process. We found that guidance and learning intervention helped shorten the preliminary phases, leading to more relative time spent on probabilistic calculations.

In everyday conversation &quot;if&quot; is one of the most frequently used conjunctions. This dissertation investigates what meaning an everyday conditional transmits and what inferences it licenses. It is suggested that the nature of the relation between the two propositions in a conditional might play a major role for both questions. Thus, in the experiments reported here conditional statements that describe a causal relationship (e.g., &quot;If you touch that wire, you will receive an electric shock&quot;) were compared to arbitrary conditional statements in which there is no meaningful relation between the antecedent and the consequent proposition (e.g., &quot;If Napoleon is dead, then Bristol is in England&quot;).<br> Initially, central assumptions from several approaches to the meaning and the reasoning from causal conditionals will be integrated into a common model. In the model the availability of exceptional situations that have the power to generate exceptions to the rule described in the conditional (e.g., the electricity is turned off), reduces the subjective conditional probability of the consequent, given the antecedent (e.g., the probability of receiving an electric shock when touching the wire). This conditional probability determines people's degree of belief in the conditional, which in turn affects their willingness to accept valid inferences (e.g., &quot;Peter touches the wire, therefore he receives an electric shock&quot;) in a reasoning task. Additionally to this indirect pathway, the model contains a direct pathway: Cognitive availability of exceptional situations directly reduces the readiness to accept valid conclusions.<br> The first experimental series tested the integrated model for conditional statements embedded in pseudo-natural cover stories that either established a causal relation between the antecedent and the consequent event (causal conditionals) or did not connect the propositions in a meaningful way (arbitrary conditionals). The model was supported for the causal, but not for the arbitrary conditional statements. Furthermore, participants assigned lower degrees of belief to arbitrary than to causal conditionals. Is this effect due to the presence versus absence of a semantic link between antecedent and consequent in the conditionals?<br> This question was one of the starting points for the second experimental series. Here, the credibility of the conditionals was manipulated by adding explicit frequency information about possible combinations of presence or absence of antecedent and consequent events to the problems (i.e., frequencies of cases of 1. true antecedent with true consequent, 2. true antecedent with false consequent, 3. false antecedent with true consequent, 4. false antecedent with false consequent). This paradigm allows testing different approaches to the meaning of conditionals (Experiment 4) as well as theories of conditional reasoning against each other (Experiment 5).<br> The results of Experiment 4 supported mainly the conditional probability approach to the meaning of conditionals (Edgington, 1995) according to which the degree of belief a listener has in a conditional statement equals the conditional probability that the consequent is true given the antecedent (e.g., the probability of receiving an electric shock when touching the wire). Participants again assigned lower degrees of belief to the arbitrary than the causal conditionals, although the conditional probability of the consequent given the antecedent was held constant within every condition of explicit frequency information. This supports the hypothesis that the mere presence of a causal link enhances the believability of a conditional statement. In Experiment 5 participants solved conditional reasoning tasks from problems that contained explicit frequency information about possible relevant cases. The data favored the probabilistic approach to conditional reasoning advanced by Oaksford, Chater, and Larkin (2000).<br> The two experimental series reported in this dissertation provide strong support for recent probabilistic theories: for the conditional probability approach to the meaning of conditionals by Edgington (1995) and the probabilistic approach to conditional reasoning by Oaksford et al. (2000). In the domain of conditional reasoning, there was additionally support for the modified mental model approaches by Markovits and Barrouillet (2002) and Schroyens and Schaeken (2003). Probabilistic and mental model approaches could be reconciled within a dual-process-model as suggested by Verschueren, Schaeken, and d&#39;Ydewalle (2003). / Im Laufe eines Tages verwenden die meisten Menschen mehrfach Konditionalsätze: Das Wörtchen &quot;wenn&quot; gehört zu den häufigsten Konjunktionen in Alltag, Wissenschaft und Literatur. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, welche Bedeutung ein Konditionalsatz im alltäglichen Sprachgebrauch übermittelt und welche Inferenzen er erlaubt. Es wird die Vermutung aufgestellt, dass dabei die Art der Relation zwischen den zwei Propositionen in einem Konditional eine bedeutsame Rolle spielen könnte. Daher werden in den Experimenten Konditionalsätze, die eine kausale Beziehung beschreiben (z.B. &quot;Wenn Du das Kabel berührst, bekommst Du einen elektrischen Schlag&quot;) mit arbiträren Konditionalen verglichen, in denen keinerlei sinnvolle Relation zwischen Antezedens und Konsequens besteht (z.B. &quot;Wenn Napoleon tot ist, liegt Bristol in England&quot;).<br> Als erstes werden zentrale Annahmen von mehreren Ansätzen zur Bedeutung und zum Schlußfolgern mit kausalen Konditionalsätzen in ein gemeinsames Modell integriert. In dem Modell reduziert die kognitive Verfügbarkeit von Situationen, die zu Ausnahmen von der Regel im Konditionalsatz führen können (z.B. der Strom ist abgestellt), die subjektive bedingte Wahrscheinlichkeit des Konsequens gegeben das Antezedens (z.B. die Wahrscheinlichkeit, einen Schlag zu bekommen gegeben, dass man das Kabel berührt). Diese subjektive bedingte Wahrscheinlichkeit bestimmt die Glaubwürdigkeit des Konditionals, die wiederum die Bereitwilligkeit beeinflußt, mit der gültige Schlußfolgerungen (z.B. &quot;Peter berührt das Kabel, daher erhält er einen elektrischen Schlag&quot;) in einer Schlußfolgerungsaufgabe akzeptiert werden. Zusätzlich zu dem gerade beschriebenen indirekten Pfad enthält das integrierte Modell zusätzlich einen direkten Pfad: Die kognitive Verfügbarkeit von Ausnahme-Situationen reduziert unmittelbar die Bereitschaft, gültige Schlüsse zu akzeptieren. Die erste Experimentalreihe testete das entwickelte integrierte Model für Konditionalsätze, die in pseudo-natürliche Kontextgeschichten eingebettet wurden. Die Kontextgeschichten stellten entweder eine kausale Relation zwischen Antezedens und Konsequens her (kausale Konditionale) oder stellten die Propositionen in keinerlei sinnvollen Zusammenhang (arbiträre Konditionale). Die empirischen Daten stützen das Modell für die kausalen, aber nicht für die arbiträren Konditionale. Außerdem schätzten die TeilnehmerInnen die arbiträren Konditionalsätzen als weniger glaubwürdig ein als die kausalen Konditionale. Es stellt sich die Frage, ob dieser Unterschied in der Glaubwürdigkeit auf die An- bzw. Abwesenheit einer bedeutungshaltigen Relation zwischen Antezedens und Konsequens im Konditional zurückgeführt werden kann.<br> Diese Frage war einer der Ausgangspunkte für die zweite Experimentalreihe. In dieser wurde die Glaubwürdigkeit der Konditionalsätze kontrolliert manipuliert, indem in den Kontextgeschichten explizite Häufigkeitsinformationen über die vier möglichen Kombinationen von An- bzw. Abwesenheit von Antezedens und Konsequens gegeben wurden (d.h. die Häufigkeit von Fällen mit 1. wahrem Antezedens und wahrem Konsequens, 2. wahrem Antezedens und falschem Konsequens, 3. falschem Antezedens und wahrem Konsequens, 4. falschem Antezedens und falschem Konsequens). Dieses Paradigma ermöglichte ferner, unterschiedliche Ansätze zur Bedeutung des Konditionals (Experiment 4) ebenso wie Theorien zum konditionalen Schlußfolgern gegeneinander zu testen (Experiment 5). Die Befunde aus Experiment 4 stützen im wesentlichen Edgingtons Ansatz zur Bedeutung von Konditionalen (Edgington, 1995). Nach diesem Ansatz entspricht die Glaubwürdigkeit, die ein Zuhörer einem Konditionalsatz einräumt, der bedingten Wahrscheinlichkeit, dass das Konsequens wahr ist gegeben das Antezedens (z.B. die Wahrscheinlichkeit, einen Schlag zu bekommen gegeben, dass man das Kabel berührt). Erneut schrieben die TeilnehmerInnen den arbiträren Konditionalsätzen geringere Glaubwürdigkeit zu als den kausalen Sätzen, obwohl diesmal innerhalb jeder Häufigkeitsbedingung die bedingte Wahrscheinlichkeit des Konsequens gegeben das Antezedens konstant gehalten wurde. Dieses Ergebnis stützt die Hypothese, dass die bloße Anwesenheit einer kausalen Beziehung die Glaubwürdigkeit eines Konditionalsatzes erhöht. In Experiment 5 lösten die TeilnehmerInnen konditionale Schlußfolgerungsaufgaben, dabei wurden die Kontextgeschichten um explizite Häufigkeitsangaben ergänzt. Die Ergebnisse favorisieren die probabilistische Theorie zum konditionalen Schließen, die von Oaksford, Chater, und Larkin (2000) vorgeschlagen wurde. Beide Experimentalreihen lieferten deutliche Evidenz für probabilistische Theorien: für Edgingtons Ansatz zur Bedeutung von Konditionalsätzen (Edgington, 1995) und für die probabilistische Theorie des konditionalen Schließens von Oaksford et al. (2000). Im Bereich des konditionalen Schließens stützen die Daten gleichzeitig die modifizierten mentalen Modell-Theorien von Markovits und Barrouillet (2002) und Schroyens und Schaeken (2003). Probabilistische und mentale Modell-Theorien könnten im Rahmen eines Dualen-Prozeß-Modells wie es von Verschueren, Schaeken und d&#39;Ydewalle (2003) vorgeschlagen wurde, miteinander versöhnt werden.

In a challenging and constantly changing world, students are required to develop advanced thinking skills such as critical systematic thinking, decision making and problem solving. This challenge requires developing critical thinking abilities which are essential in unfamiliar situations. A central component in current reforms in mathematics and science studies worldwide is the transition from the traditional dominant instruction which focuses on algorithmic cognitive skills towards higher order cognitive skills. The transition includes, a component of scientific inquiry, learning science from the student's personal, environmental and social contexts and the integration of critical thinking. The planning and implementation of learning strategies that encourage first order thinking among students is not a simple task. In an attempt to put the importance of this transition in mathematical education to a test, we propose a new method for mathematical instruction based on the infusion approach put forward by Swartz in 1992. In fact, the model is derived from two additional theories., that of Ennis (1989) and of Libermann and Tversky (2001). Union of the two latter is suggested by the infusion theory. The model consists of a learning unit (30h hours) that focuses primarily on statistics every day life situations, and implemented in an interactive and supportive environment. It was applied to mathematically gifted youth of the Kidumatica project at Ben Gurion University. Among the instructed subjects were bidimensional charts, Bayes law and conditional probability; Critical thinking skills such as raising questions, seeking for alternatives and doubting were evaluated. We used Cornell tests (Ennis 1985) to confirm that our students developed critical thinking skills.

Universiẗat, Diss., 2004--Stuttgart.