1. Beregningsorientert utdanning Tanumstrand 08.03.12 Tore A. Kro

2. Computing in Science Education, UiO • UiO, Studiemodell før 2000, første semester: • UiO, Ny studiemodell ca. 2000:

3. 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

4. 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.

5. Mer Realistiske Eksempler. • Fysikk: Beregning av satelittbaner.

6. 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

7. Hva slags programvare møter ingeniørstudentene i fredrikstad?

8. Programvare for DAK • ANSYS • AutoCad • Edgecam • Inventor • Revit • Rhino • Solid Works • Tekla

9. 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

10. Matematikk og simulering • MATLAB • MATLAB/Comsol • MATLAB/FDATOOL • Power Simblock/Simulink • Scilab • Visual basic/excel

11. Diverse programvare • Gemini • G-prog • Granta • Kalk 2010 • Mouse avløpsmodell • MS Project • Netbas • Novapoint • Pspice • PSSU/Sincal

12. ANSYS • Programvare for simulering: • Mekanikk, fysikk, fluiddynamikk, elektromagnetisme

13. SolidWorks • DAK og simulering

14. Autodesk Revit • Modellerer bygningsfysikk

15. AVR Studio 5 • Utviklingsverktøy for å skrive, bygge og debugge C/C++ for mikrokontrollere

16. Hvilke anbefalinger gir UiO?

17. 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.

18. Anbefalinger for ingeniørutdanningene Kostnader forbundet med tilpasning til mer beregningsorientert matematikk i bachelorutdanningene må tas med i budsjettprosessene.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. Videre lesning: • Mørkenet.al: Beregningsorientert utdanning, En veileder for universiteter og høgskoler i Norge, UiO: Det matematisk-naturvitenskaperlige fakultet, 2011