230 likes | 381 Views
Beregningsorientert utdanning. Tanumstrand 08.03.12 Tore A. Kro. Computing in Science Education, UiO. UiO, Studiemodell før 2000, første semester: UiO, Ny studiemodell ca. 2000:. CSE, Personer. Annik M. Myhre Professor - Petroleum Geology and Geophysics
E N D
Beregningsorientert utdanning Tanumstrand 08.03.12 Tore A. Kro
Computing in Science Education, UiO • UiO, Studiemodell før 2000, første semester: • UiO, Ny studiemodell ca. 2000:
CSE, Personer • Annik M. MyhreProfessor - Petroleum Geology and Geophysics • Knut Martin MørkenProfessor - ComputationalMathematics • Morten Hjorth-Jensen Professor - ExperimentalParticlePhysics • Anders Malthe-SørensenProfessor - Physics of Geological Processes • Hans Petter Langtangen Professor - ComputationalMathematics • Tom L. LindstrømProfessor - Matematikk • Øyvind Ryan Forsker - Senter for matematikk for anvendelser • Hanne SølnaSeksjonssjef - Fakultetsadministrasjonen
Hva er beregningsorientert utdanning? • Beregningsorientert utdanning inkluderer beregninger på en systematisk og helhetlig måte på tvers av ulike fag, slik at studentene får en solid basis for bruk av beregninger i en fremtidig arbeidskarriere. • Tanken er at grunnlaget i beregningsferdigheter legges så tidlig som mulig i studiet og utnyttes overalt der det er naturlig.
Mer Realistiske Eksempler. • Fysikk: Beregning av satelittbaner.
Hva med tradisjonell matematikk? • Beregningsperspektivet skal ikke gå på bekostning av opplæring i grunnleggende matematikk. • Noen eksempler på matematikkforståelse som blir viktigere enn før: • Algebraisk manipulasjon av uttrykk slik at de kan programmeres mer effektivt • Fortrolighet med definisjonene av den deriverte og av integralet slik at de kan beregnes nummerisk • Overføring av problemer til standard matematisk form slik at de kan løses på standard programvare
Hva slags programvare møter ingeniørstudentene i fredrikstad?
Programvare for DAK • ANSYS • AutoCad • Edgecam • Inventor • Revit • Rhino • Solid Works • Tekla
Mikrokontrollere og PLS • AvrStudio 4/5 • CodeComposer Studio (CCS) • Code::Blocks med GCC (GNU FreeC-compiler) • Factory Talk View ME Station • Factory Talk View studio • MBED • Orcad • RSLogix 5000 • XILINX ISE Design Suite
Matematikk og simulering • MATLAB • MATLAB/Comsol • MATLAB/FDATOOL • Power Simblock/Simulink • Scilab • Visual basic/excel
Diverse programvare • Gemini • G-prog • Granta • Kalk 2010 • Mouse avløpsmodell • MS Project • Netbas • Novapoint • Pspice • PSSU/Sincal
ANSYS • Programvare for simulering: • Mekanikk, fysikk, fluiddynamikk, elektromagnetisme
SolidWorks • DAK og simulering
Autodesk Revit • Modellerer bygningsfysikk
AVR Studio 5 • Utviklingsverktøy for å skrive, bygge og debugge C/C++ for mikrokontrollere
Anbefalinger for ingeniørutdanningene Undervisningsledelsen ved hver institusjon må ta ansvar og aktiv del i diskusjonen om hvordan beregningsorientert matematikk skal tilpasses undervisningen på den enkelte institusjon.
Anbefalinger for ingeniørutdanningene Kostnader forbundet med tilpasning til mer beregningsorientert matematikk i bachelorutdanningene må tas med i budsjettprosessene.
Anbefalinger for ingeniørutdanningene Høgskolene bør sørge for å integrere beregningsorientert matematikk samtidig som høgskolene tilpasser undervisningen til den nye forskriften og rammeplanen for ingeniørutdanning på bachelornivå.
Anbefalinger for ingeniørutdanningene Et innføringskurs i programmering bør inngå i første semester, og koordineres med Matematikk 1. Institusjonene bør opprette et beregningslaboratorium for å sikre kompetanse og kontinuitet i undervisningen hvor beregningsorientert matematikk inngår. Ingeniørutdanningen bør planlegge å gjennomføre beregningsperspektiv i alle studieløp. Beregningsperspektivet innføres i alle relevante emner.
Implementering Ingeniørutdanningen • Tidlig opplæring i grunnleggende programering: • For- og While-løkker, If-tester, variable, modifisere programkode. • Matematisk programvare erstatter kalkulatoren • Introdusere nummeriske metoder i Matematikk 1: • Newtons metode, Simpson, Eulers metode, nummerisk derivasjon • Vurdere ulike kilder til feil i de nummeriske svarene • Muliggjør mer sammensatte problemstillinger i fysikk: • Eksempelvis skrått kast med luftmotstand.
Valg av programvare • Tenk først gjennom hva de overordnede kravene er. • Bør være egnet til å fokusere på grunnleggende programmering. • Gode plotteomgivelser bør være inkludert. • Ikke for omfattende.
Videre lesning: • Mørkenet.al: Beregningsorientert utdanning, En veileder for universiteter og høgskoler i Norge, UiO: Det matematisk-naturvitenskaperlige fakultet, 2011