Faglig innhold

Emnet tar for seg grunnleggende programmeringskonsepter samt noe mer komplekse programmer og anvendelser innen relevante fagområder. Alle deltakere blir bedt om å sende inn forslag til relevante caser som vil danne grunnlaget for 4 halvdags seminarer med fokus på anvendelser.

Vår erfaring fra tilsvarende kurs for lærere viser at programmeringskonsepter ikke nødvendigvis er vanskelige å lære hver for seg, men anvendelsen er utfordringen. Derfor tenker vi at seminarene skal legge vekt på anvendelser. Det legges opp til selvstudie på deler av pensum (grunnleggende programmeringskonsepter) og det forventes at deltakerne fordyper seg i lærestoffet som gjøres tilgjengelig på kurset. I seminarene leggers det vekt på anvendelsesområder gjennom forelesninger og gruppearbeid.

Formålet med kurset er å øke deltakernes muligheter å ta i bruk flere og forskjellige aspekter av programmering i sin undervisning. Kurset er lagt opp som prosjektarbeid hvor deltakerne gis mulighet til å fordype seg i anvendelser som har relevans for egen undervisning og fag. I grupper velger deltakerne selv en case som skal implementeres i deres undervisning. For å bli godkjent skal deltakerne leverer et design for et nytt innslag som kan anvendes i egen undervisning.

Grunnleggende konsepter: Variabler og datatyper, operatorer, input og output, sekvens, valg, repetisjon, funksjoner, moduler og biblioteker.

Datastrukturer: Lister, tabeller, tekststrenger, mengder, tupler, poster (dictionary), sortering og søking.

Datalagring og feilhåndtering: Filbehandling, persistent lagring av informasjon, og unntakshåndtering.

Dataanalyse og visualisering: Representasjon av tall, prosessering og visualisering av måledata og iterativ løsning av ligninger. Grunnleggende forståelse og bruk av modulene NumPy og Matplotlib.

Anvendelser: Hvilke anvendelsesområder det blir fokus på avhenger av deltakernes ønsker og case-beskrivelser. Noen områder som kan være aktuelle å komme inn på: Numerisk derivasjon og integrasjon, løsning av likninger, simulering av dynamiske systemer, optimering, modelltilpasning til data, statistikk og sannsynlighetsregning, signalfiltrering og automatisk regulering

Utviklingsmiljø: Jupyter Notebook brukes som programmeringsomgivelse. Alle får tilgang til Jupyter-server på NTNU.

Læringsutbytte

Kompetansemål

Kursdeltakerne er i stand til å inkludere grunnleggende programmering i sin undervisning: det betyr at kursdeltakerne etter kurset:

• kan gjennomføre mindre programmeringsprosjekter.
• kan for små-skala problem benytte prosessen med analyse, finne en algoritme formulert som pseudokode eller flytskjema, og deretter programmere en løsning for så å teste om den fungerer i Python.

For å nå kompetansemålet trenger deltakerne tilstrekkelige kunnskaper og ferdigheter beskrevet nedenfor.

Kunnskap

For å nå kompetansemålene trenger deltakerne tilstrekkelig kunnskaper om

• grunnelementene i prosedyreorientert programmering
• prosessen fra problem til fungerende program, inkludert kunnskaper om teknikk og metoder for utprøving av og feilfinning i enkle programmer.

Ferdighet

I tillegg kan deltakerne etter kurset

• bruke datastrukturer, kontrollstrukturer og dekomponering i funksjoner og moduler for å lage velstrukturerte og fungerende kode
• bruke sentrale numeriske metoder for å løse beregningsproblemer, og importere og bruke numeriske bibliotekfunksjoner i Python
• bruke relevante programmeringsverktøy, som Jupyter Notebook eller andre syntaksdrevne editorer med semantisk feilmarkering og trinnvis utførelse med inspeksjon av variabler.

Læringsformer og aktiviteter

Det legges opp til selvstudie på basiskunnskaper i programmering. Video- og andre læringsressurser gjøres tilgjengelig, og deltakerne blir ledet i relevante temaer de må fordype seg i før hvert seminar. Seminarene vil bestå av forelesninger, gjennomgang og veiledning av caser og gruppearbeid.

Diskusjonsforum: Mattermost brukes som diskusjonskanal for å få støtte fra instruktører, læringsassistenter og andre deltakere.

Mer om vurdering

Vurderingen består av et prosjekt (bestått/ikke bestått)

Gjentak ved neste gjennomføring av emnet.

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende programmering i Python

Kursmateriell

Python for realfag

ISBN 9788245036695

Forfattere Haugen, Finn Lysaker, Marius