Verfügbarkeit: Physikdidaktik, Methoden und Inhalte

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Bibliographische Detailangaben
Titel:	Physikdidaktik, Methoden und Inhalte
Von:	Ernst Kircher, Raimund Girwidz, Hans E. Fischer (Hrsg.)
Person:	Kircher, Ernst Girwidz, Raimund Fischer, Hans Ernst 1940- 1956- 1949-
Weitere Personen:	Kircher, Ernst 1940- (HerausgeberIn), Girwidz, Raimund 1956- (HerausgeberIn), Fischer, Hans Ernst 1949- (HerausgeberIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin Springer Spektrum [2020]
Ausgabe:	4. Auflage
Schriftenreihe:	Lehrbuch
Schlagworte:	Physikunterricht Didaktik Physik Fachdidaktik Paperback / softback SCI063000 JNU Lehrerausbildung Physikdidaktik Praxis SCI055000 EDU046000 PH JNMT A SCO27000: Science Education SCP00002: Physics, general SCO31000: Teaching and Teacher Education SUCO41171: Education 1577: Hardcover, Softcover / Pädagogik/Erwachsenenbildung Lehrbuch
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Beschreibung:	Erschien bis zur 3. Auflage in einem Band Auf dem hinteren Cover: Das Standardwerk Physikdidaktik wird in der Neuauflage thematisch getrennt angeboten: Grundlagen und Methoden und Inhalte
Beschreibung:	XVII, 467 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783662594957

Internformat

MARC


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Datensatz im Suchindex

_version_	1820962688081068032
adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EMPIRISCHE FORSCHUNG IN DER PHYSIKDIDAKTIK . I HANS E. FISCHER UND HEIKO KRABBE 1.1 GRUNDLAGEN EMPIRISCHER FORSCHUNG . 2 1.2 DAS UNTERSUCHUNGSFELD DER DIDAKTIK DER PHYSIK . 5 1.3 THEORIE UND EVIDENZ . 7 1.4 KRITERIEN DER GLAUBWUERDIGKEIT . 11 1.4.1 OBJEKTIVITAET . 11 1.4.2 RELIABILITAET . 12 1.4.3 VALIDITAET . 14 1.4.4 SIGNIFIKANZ . 17 1.4.5 RELEVANZ UND EFFEKTSTAERKE . 17 1.5 DAS UNTERSUCHUNGSDESIGN UND DIE STICHPROBE . 18 1.5.1 DESKRIPTION UND KORRELATION - UEBER INTERNATIONALE VERGLEICHSTESTS . 19 1.5.2 INTERVENTION UND KAUSALITAET ~ EXPERIMENTELLE UND QUASI-EXPERIMENTELLE FORSCHUNG . 20 1.5.3 LAENGSSCHNITT UND QUASI-LAENGSSCHNITT . 23 1.5.4 ZUR AUSWAHL DER STICHPROBE . 24 1.6 ANALYSE VON UNTERRICHT . 25 1.7 UNTERRICHTSVIDEOGRAFIE . 27 1.8 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN . 30 LITERATUR . 31 2 QUALITATIVE FORSCHUNG IN DEN NATURWISSENSCHAFTLICHEN FACHDIDAKTIKEN . 37 MICHAELA VOGT 2.1 PLANUNG EINES QUALITATIVEN FORSCHUNGSPROJEKTES - EIN ERSTER UEBERBLICK . 39 2.2 ERSTER SCHRITT: THEORETISCHE FUNDIERUNG EINES FORSCHUNGSPROJEKTES . 40 2.3 ZWEITER SCHRITT: DATENERHEBUNG . 43 2.3.1 FESTLEGUNG DES SAMPLES . 44 2.3.2 FESTLEGUNG DER DATENERHEBUNGSMETHODE . 46 2.3.3 FESTLEGUNG DER TECHNISCHEN UNTERSTUETZUNG . 49 2.4 DRITTER SCHRITT: DATENAUSWERTUNG . 50 2.4.1 FESTLEGUNG DER DATENAUSWERTUNGSMETHODE . 51 2.4.2 FESTLEGUNG DER TECHNISCHEN UNTERSTUETZUNG . 57 2.5 ALLGEMEINES ZUR DATEN INTERPRETATION . 59 2.6 UEBERPRUEFUNG DER GUETEKRITERIEN . 60 2.7 FAZIT . 61 LITERATUR . 61 3 AUS-* UND FORTBILDUNG VON PHYSIKLEHRERINNEN UND PHYSIKLEHRERN . 67 HELMUT FISCHIER 3.1 LEHRERAUSBILDUNG . 69 3.1.1 BESONDERHEITEN IN DER LEHRERAUSBILDUNG IN DER BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND . 69 3.1.2 DIE VEREINBARUNG VON BOLOGNA: BACHELOR UND MASTER . 70 X INHALTSVERZEICHNIS 3.1.3 LEHRERAUSBILDUNG UND UNTERRICHTSKOMPETENZ . 72 3.1.4 REFORM DER STUDIENINHALTE . 74 3.1.5 SCHULPRAKTISCHE STUDIEN . 78 3.1.6 DIE ZWEITE PHASE DER LEHRERBILDUNG . 80 3.2 LEHRERFORTBILDUNG . 81 3.2.1 LERNEN IM BERUF . 81 3.2.2 KRITERIEN FUER ERFOLGREICHE LEHRERFORTBILDUNG . 83 3.2.3 BUNDESWEITE FORTBILDUNGSPROGRAMME . 84 3.2.4 REGIONALE LEHRERFORTBILDUNG . 86 3.2.5 SCHULINTERNE LEHRERFORTBILDUNG . 87 3.2.6 UNTERRICHTSVIDEOS IN DER LEHRERAUSBILDUNG . 90 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 90 LITERATUR . 92 4 KOMPETENZEN UND ANFORDERUNGEN AN LEHRKRAEFTE . 97 HANS E. FISCHER UND ALEXANDER KAUERTZ 4.1 PROFESSIONSKOMPETENZ . 100 4.1.1 MOTIVATIONALE ORIENTIERUNGEN . 101 4.1.2 SELBSTREGULATIVE FAEHIGKEITEN . 105 4.1.3 UEBERZEUGUNGEN UND WERTHALTUNGEN . 111 4.2 PROFESSIONSWISSEN . 115 4.2.1 FACHWISSEN . 115 4.2.2 FACHDIDAKTISCHES WISSEN . 116 4.2.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN FACHWISSEN, FACHDIDAKTISCHEM WISSEN UND UNTERRICHT . 119 4.2.4 PAEDAGOGISCHES WISSEN . 119 4.3 FAZIT . 121 LITERATUR . 122 5 SCHUELERLABORE . 127 MANFRED EULER UND TOBIAS SCHUETTLER 5.1 LABORE ALS AUSSERSCHULISCHE LERNORTE: ERFOLGSGESCHICHTE EINER BILDUNGSINNOVATION . 129 5.2 KOMPLEXE LERNUMGEBUNG: EINHEIT IN DER VIELFALT VON SCHUELERLABORKONZEPTEN . 132 5.2.1 GEMEINSAME ZIELE UND GESTALTUNGSMERKMALE . 132 5.2.2 FACHSPEZIFISCHE DIFFERENZIERUNGEN DER ANGEBOTE . 133 5.2.3 SCHUELERLABORE - EIN DEUTSCHES PHAENOMEN? . 134 5.2.4 BEGRIFFSKLAERUNG UND KATEGORIEN VON SCHUELERLABOREN . 135 5.3 SCHUELERLABORE IN DER PRAXIS . 137 5.3.1 LERNEN IM KLASSISCHEN SCHUELERLABOR . 137 5.3.2 FORSCHEN IM SCHUELERFORSCHUNGSZENTRUM . 138 5.3.3 LEHREN UND LERNEN IM LEHR-LERN-LABOR . 140 5.3.4 DAS DLR_SCHOOL_LAB OBERPFAFFENHOFEN - EIN BESONDERER AUSSERSCHULISCHER LERNORT . 142 5.4 WIRKUNGSFORSCHUNG: DIE KONTRA INTUITIVE EFFEKTIVITAET DER LABORAKTIVITAETEN . 150 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.5 FOLGERUNGEN FUER MODERNEN PHYSIKUNTERRICHT: EINE RENAISSANCE DES ERFAHRUNGSBASIERTEN LERNENS? . 153 5.5.1 EXPERIMENTE ALS WERKZEUGE UND FLUEGEL DES GEISTES . 154 5.5.2 LERNEN DURCH EXPERIMENTIEREN: IST-ZUSTAND . 155 5.5.3 GESTALTUNG VON LABORPROJEKTEN: GELINGENSKRITERIEN FUER FORSCHENDES LERNEN . 157 5.5.4 FORSCHEND LERNEN: UNTERRICHTSMUSTER VERAENDERN . 159 5.6 DIE HEFE IM TEIG: BRAUCHEN WIR AUCH KUENFTIG SCHUELERLABORE? . 162 LITERATUR . 163 6 NATURE OF SCIENCE - UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN . 167 ERNST KIRCHER UND BURKHARD PRIEMER 6.1 UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN - ZIELE UND INHALTE . 171 6.1.1 NATURWISSENSCHAFTEN UND WIRKLICHKEIT . 171 6.1.2 WAS SIND NATURWISSENSCHAFTEN? . 175 6.1.3 TECHNIK- UND WISSENSCHAFTSETHISCHE ASPEKTE . 178 6.2 STANDARDMETHODEN DER NATURWISSENSCHAFTEN . 182 6.2.1 ZUR INDUKTIVEN METHODE . 182 6.2.2 ZUR HYPOTHETISCH-DEDUKTIVEN METHODE . 186 6.2.3 NATURWISSENSCHAFTEN ALS ABSTRAKTE UND HISTORISCHE TRADITION . 187 6.3 THEORIEBILDUNG IN DER PHYSIK - MODELLBILDUNG IM PHYSIKUNTERRICHT . 189 6.3.1 UEBER THEORIEBILDUNG IN DER PHYSIK . 189 6.3.2 UEBER MODELLBILDUNG IM PHYSIKUNTERRICHT . 190 6.3.3 ANMERKUNGEN ZUR BEDEUTUNG VON EXPERIMENTEN IN DER PHYSIK UND IM PHYSIKUNTERRICHT . 192 6.4 UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN LERNEN . 194 6.4.1 ANSICHTEN UEBER DIE NATUR DER NATURWISSENSCHAFTEN . 194 6.4.2 WARUM NOS IM UNTERRICHT THEMATISIEREN? . 194 6.4.3 INADAEQUATE ANSICHTEN UEBER NOS . 195 6.4.4 ADAEQUATE ANSICHTEN UEBER NOS . 197 6.4.5 WARUM ES SCHWIERIG IST, VON EINDEUTIG ADAEQUATEN ANSICHTEN ZU SPRECHEN . 200 6.4.6 NOS IM UNTERRICHT VERMITTELN . 201 6.4.7 ZUSAMMENFASSUNG . 207 LITERATUR . 207 7 QUANTENPHYSIK . 211 JOSEF KUEBLBECK 7.1 VORBEMERKUNGEN . 212 7.2 EXPERIMENTE DER QUANTENPHYSIK . 214 7.2.1 EXPERIMENTE, DIE MIT QUANTELUNG ERKLAERT WERDEN KOENNEN . 214 7.2.2 EXPERIMENTE, DIE MAN STOCHASTISCH BESCHREIBT . 215 7.2.3 EXPERIMENTE, DIE MAN MIT INTERFERENZ ERKLAERT . 216 7.2.4 EXPERIMENTE ZUM KOMPLEMENTARITAETSPRINZIP . 218 7.3 VORSTELLUNGEN ZUR QUANTENPHYSIK . 219 7.3.1 QUANTENOBJEKTE ALS KLEINE KUEGELCHEN . 219 7.3.2 QUANTENOBJEKTE ALS WELLEN . 221 7.3.3 WELLE ODER KUEGELCHEN, JE NACH EXPERIMENT . 222 7.3.4 ETWAS VERTEILTES STOFFLICHES . 222 XII INHALTSVERZEICHNIS 7.3.5 DIE KOPENHAGENER INTERPRETATION . 223 7.3.6 UNBESTIMMTHEIT UND SCHROEDINGERS KATZE . 225 7.3.7 ZUR NICHTLOKALITAET . 226 7.4 FORMALISMEN FUER VORHERSAGEN . 227 7.4.1 EIN VERBALER FORMALISMUS FUER INTERFERENZ UND KOMPLEMENTARITAET . 227 7.4.2 DER ZEIGERFORMALISMUS . 229 7.4.3 DER FORMALISMUS MIT DEN WAHRSCHEINLICHKEITSPAKETEN . 232 7.4.4 LOESEN DER STATIONAEREN SCHROEDINGER-GLEICHUNG . 234 7.5 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN . 236 LITERATUR . 236 8 ELEMENTARTEIKHENPHYSIK IN DER SCHULE . 239 JOCHEN SCHIECK 8.1 ELEMENTARTEILCHENPHYSIK IM UEBERBLICK . 241 8.1.1 EXPERIMENTELLE METHODEN . 243 8.1.2 DIE MATERIEBAUSTEINE DES STANDARDMODELLS . 246 8.1.3 DIE FUNDAMENTALEN KRAEFTE IM STANDARDMODELL . 248 8.1.4 DIE ENTDECKUNG DES HIGGS-BOSONS . 250 8.1.5 NEUTRINOS . 252 8.1.6 VERLETZUNG DER CP-SYMMETRIE . 254 8.1.7 EXISTENZ VON DUNKLER MATERIE . 255 8.2 INHALTE FUER DEN UNTERRICHT . 258 8.3 ERKENNTNISMETHODEN UND EXPERIMENTELLE HERAUSFORDERUNGEN DER TEILCHENPHYSIK . 259 8.3.1 TEILCHENBESCHLEUNIGER . 259 8.3.2 DETEKTOREN . 260 8.4 FEYNMAN-DIAGRAMME ALS SPEZIELLE BESCHREIBUNG IN DER TEILCHENPHYSIK . 262 8.5 AUSGEWAEHLTE BEISPIELE FUER DEN UNTERRICHT . 263 8.5.1 BESCHLEUNIGEREXPERIMENTE UND DAS *PRINZIP DES SEHENS" . 264 8.5.2 AUSWAHL VON EREIGNISSEN . 264 WEITERFUEHRENDE LITERATUR . 266 9 ASTRONOMIE IM UNTERRICHT . 267 ANDREAS MUELLER 9.1 WISSENSSTAND IN DER ASTRONOMIE . 269 9.2 OFFENE FRAGEN IN ASTRONOMIE UND KOSMOLOGIE . 275 9.3 FUER DEN UNTERRICHT . 280 9.4 ERKENNTNISMETHODEN DER ASTRONOMIE . 282 9.5 SPEZIELLE BESCHREIBUNGS- UND DARSTELLUNGSWEISEN IN DER ASTRONOMIE . 284 9.5.1 DAS HERTZSPRUNG-RUSSELL-DIAGRAMM . 284 9.5.2 DIE HIMMELSKARTE . 286 9.5.3 FALSCHFARBENFOTO AUS DER ROENTGENASTRONOMIE . 287 9.6 EIN AUSGEWAEHLTES BEISPIEL FUER DEN UNTERRICHT: HELLIGKEIT UND DISTANZMESSUNG . 288 WEITERFUEHRENDE LITERATUR . 291 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10 CHAOS UND STRUKTURBILDUNG . 293 VOLKHARD NORDMEIER UND HANS-JOACHIM SCHLICHTING 10.1 DETERMINISTISCH UND UNVORHERSAGBAR . 295 10.2 CHAOTISCHE SCHWINGUNGEN . 297 10.2.1 DAS EXZENTRISCHE DREHPENDEL . 298 10.2.2 DAS CHAOTISCHE UEBERSCHLAGSPENDEL . 299 10.2.3 DER CHAOTISCHE PRELLBALL . 300 10.2.4 ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGER . 301 10.2.5 CHAOTISCHES WASSERRAD . 302 10.2.6 DER TROPFENDE WASSERHAHN . 303 10.3 DISSIPATIVE STRUKTUREN . 304 10.3.1 BENARDKONVEKTION ALS DISSIPATIVE STRUKTUR . 306 10.3.2 SAND ALS DISSIPATIVE STRUKTUR . 307 10.3.3 DISSIPATIVE STRUKTURBILDUNG BEI DER ENTSTEHUNG VON FLUSSNETZWERKEN . 308 10.4 FRAKTALE . 309 10.4.1 ELEMENTE DER FRAKTALEN GEOMETRIE . 310 10.4.2 FRAKTALE ALS PHYSIKALISCHE OBJEKTE . 312 10.4.3 FRAKTALE ALS NICHTLINEARE SYSTEME . 314 10.4.4 FRAKTALE ALS THEMA DES PHYSIKUNTERRICHTS . 315 10.5 NICHTLINEARE PHYSIK IM UNTERRICHT . 318 LITERATUR . 321 11 WEGE IN DIE NANOWELT: SKALIERUNGS- UND STRUKTURPRINZIPIEN, WERKZEUGE DER ERKENNTNISGEWINNUNG, MODELLE UND EXPERIMENTE . 325 MANFRED EULER 11.1 MIKRO, NANO UND TECHNOLOGISCHER WANDEL . 328 11.2 BILDER EINES KOMPLEXEN NANOKOSMOS . 329 11.3 REISEN IN DIE NANOWELT: SKALIERUNGEN . 332 11.3.1 HOEREN IN DER ZWERGENWELT . 332 11.3.2 AUGEN FUER DIE ZWERGENWELT . 334 11.4 TASTEND IN DIE NANOWELT: RASTERMIKROSKOPISCHE ABBILDUNGSVERFAHREN . 335 11.4.1 DIE BLACKBOX ERKUNDEN UND MODELLIEREN: BOHRS SPAZIERSTOCK ALS WERKZEUG DER ERKENNTNISGEWINNUNG . 335 11.4.2 RASTERTUNNELMIKROSKOPIE: PRINZIP UND NAHFELDABBILDUNG IM AKUSTISCHEN MODELL . 337 11.4.3 COMPUTERGESTUETZTE ABTASTUNG UND VISUALISIERUNG VON MESSDATEN . 339 11.4.4 DER SOUND DER NANOWELT: EIN KLASSISCHES MODELL DES QUANTENPFERCHS . 341 11.5 RASTERKRAFTMIKROSKOPIE: PRINZIP UND ANWENDUNGEN IN DER NANO-BIOPHYSIK . 344 11.5.1 FUNKTIONSMODELLE DER RASTERKRAFTMIKROSKOPIE FUER DEN UNTERRICHT . 344 11.5.2 KRAFTSPEKTROSKOPIE AN PROTEINEN: KOMPLEXE VERWANDLUNGEN BEGREIFEN . 346 11.5.3 STRUKTURBILDUNG BEI GUMMIBAENDERN: KRAFTSPEKTROSKOPIE IN AKTION . 348 11.5.4 NANOMECHANIK IN GENETIK UND EPIGENETIK: DIE ENTFALTUNG VON KOMPLEXITAET UND IHRE STEUERUNG . 349 11.5.5 NANO-PROZESSE HOEREN: DAS OHR ALS NATUERLICHES NANOSENSORSYSTEM . 353 11.6 NANO IM MINT-UNTERRICHT: EXPERIMENTIEREN, MODELLIEREN, KREATIVE PROZESSE ANSTOSSEN . 355 LITERATUR . 358 XIV INHALTSVERZEICHNIS 12 BIOPHYSIK . 361 JOACHIM RAEDLER, MATTHIAS RIEF, GUENTHER WOEHLKE UND WOLFGANG ZINTH 12.1 STRUKTUR BIOLOGISCHER MOLEKUELE . 363 12.1.1 BAUSTEINE DES LEBENS . 364 12.1.2 ZWISCHENMOLEKULARE KRAEFTE UND REAKTIONEN . 364 12.1.3 FREIE ENERGIE - LEBEN IM WECHSELSPIEL VON ENTHALPIE UND ENTROPIE . 367 12.1.4 PROTEINE - MASCHINEN DES LEBENS . 368 12.1.5 PROTEINFALTUNG UND KONFORMATIONSAENDERUNGEN . 369 12.2 BIOPHYSIK DER ZELLE . 373 12.2.1 MEMBRANEN . 373 12.2.2 FILAMENTE UND MAKROMOLEKULARE NETZE . 376 12.2.3 LONENTRANSPORT DURCH MEMBRANEN . 377 12.2.4 LONENKANAELE UND PUMPEN . 379 12.3 MOLEKULARE MASCHINEN . 380 12.3.1 ENZYMATISCHE REAKTIONEN . 380 12.3.2 MOLEKULARE MOTOREN . 381 12.3.3 VERGLEICHENDE ASPEKTE . 386 12.4 HOCHENTWICKELTE PROZESSE . 386 12.4.1 NERVENLEITUNG (NEURONALE SIGNALUEBERTRAGUNG) . 387 12.4.2 PHOTOSYNTHESE . 388 12.5 BIOPHYSIK IM UNTERRICHT . 389 12.5.1 UEBER PHYSIK UND BIOLOGIE IM PHYSIKUNTERRICHT . 389 12.5.2 EXPERIMENTE UND ANALOGVERSUCHE IM UNTERRICHT . 390 12.5.3 SCHWIERIGKEITEN BEIM LERNEN DER BIOPHYSIK . 392 12.6 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN . 393 WEITERFUEHRENDE HINWEISE . 394 13 DIE PHYSIK DES KLIMAWANDELS: VERSTEHEN UND HANDELN . 395 CECILIA SCORZA, HARALD LESCH, MORITZ STRAEHLE UND DOMINIKA BONEBERG 13.1 UNSERE ERDE: EIN GANZ BESONDERER PLANET . 397 13.2 DIE SONNE ALS MOTOR UND ENERGIEQUELLE . 402 13.2.1 WIE VIEL ENERGIE BEKOMMT DIE ERDE VON DER SONNE? . 402 13.3 DIE ENERGIEBILANZ DER ERDE . 403 13.3.1 EIN PLANET WIRD BESTRAHLT . 403 13.3.2 DIE ROLLE DER ATMOSPHAERE UND DER TREIBHAUSEFFEKT . 405 13.4 VOM WETTER ZUM KLIMA . 410 13.4.1 DER UNTERSCHIED ZWISCHEN WETTER UND KLIMA . 410 13.4.2 DAS KLIMASYSTEM DER ERDE . 410 13.4.3 WETTER-UND KLIMAMODELLE . 415 13.5 DER KLIMAWANDEL . 415 13.5.1 DER ANTHROPOGENE TREIBHAUSEFFEKT . 415 13.5.2 RUECKKOPPLUNG-UND VERSTAERKUNGSEFFEKTE . 418 13.5.3 AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS . 419 INHALTSVERZEICHNIS XV 13.6 KLIMAWANDEL IM UNTERRICHT: VERSTEHEN UND HANDELN . 422 13.6.1 KONKRETES HANDELN: WAS TUN? . 424 13.6.2 UEBERSICHT DER KOMPETENZEN ZUR PHYSIK DES KLIMAWANDELS: VERSTEHEN UND HANDELN . 427 LITERATUR . 428 14 GRAVITATIONSWELLEN . 431 ANDREAS MUELLER 14.1 WAS SIND GRAVITATIONSWELLEN? . 433 14.2 DOPPELSTERNSYSTEME . 437 14.3 LASERINTERFEROMETER . 440 14.4 DURCHBRUCH IM JAHR 2015 . 443 14.5 KOLLIDIERENDE NEUTRONENSTERNE . 449 14.6 AUSGEWAEHLTE BEISPIELE FUER DEN UNTERRICHT . 452 14.7 AUSBLICK . 454 14.8 QUELLEN UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR . 457 WEITERFUEHRENDE LITERATUR . 459 SERVICETEIL STICHWORTVERZEICHNIS . 463
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