Mallinnuksen ja sdn opetusympristn kehittminen Aki Sorsa Esko

Mallinnuksen ja säädön opetusympäristön kehittäminen Aki Sorsa & Esko Juuso Säätötekniikan laboratorio Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Opin Tori 2008 AS & EJ

Mallinnuksen ja säädön opetusympäristön kehittäminen Tavoite: • Harjoituskokonaisuuden päivittäminen siten, että luennot ja harjoitukset muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden. • Parantaa opiskelijoiden mahdollisuuksia ymmärtää ja sisäistää kurssin perusasiat. Liittyy kursseihin: • Fuzzy-neuromenetelmät prosessiautomaatiossa • Bioteknisten prosessien mallit ja säätö Opin Tori 2008 AS & EJ

Käytäntö: opettaja joutuu yhdistämään monia asioita. Tutkimusprojektit Kansanvälinen yhteistyö Asiantuntemus on keskeistä yliopisto-opetuksessa. Opiskelijat - hiipuva matematiikka - helppoa ja mukavaa 2 -vaiheiset tutkinnot Selvemmät linkit ammattikorkeakouluihin Ulkomaiset opiskelijat Selvitykset Seuranta Suunnitelmat Opin Tori 2008 AS & EJ Kaikkea tarvittavaa ei voi ”opettaa”. Täytyy yrittää innostaa / motivoida oppimista (erityisesti mat/fys/kemia). Opetus koostuu projekteista: -opettaja = projektipäällikkö (? ) -ryhmätyöt, seminaarit -itseopiskelu / ohjattu -portfolio -internet -opinnäytetyöt -. . . Valmistuneet teollisuuteen - osaaminen - yhteistyökyky - uuden oppiminen - pitkäjänteisyys Tutkijat. . . Tk. T - kyvykkäiden opiskelijoiden tunnistaminen - oma tutkimusalue - rahoitus

Visio Metodologian kehittäminen Tutkimus Menetelmät Caset Työkalut Työelämä/ Teollisuus Sovelluskohde Opin Tori 2008 AS & EJ (Opetus)/ Oppiminen PBL Oppiaineet

Lähtötilanne • Harjoituksissa on pakko käydä. • Harjoitukset koostuvat irrallisista harjoitustehtävistä. • Luentojen ja harjoitusten välillä ei ole juurikaan yhteyttä. ® Opiskelijat käyvät harjoituksissa, laittavat nimen paperiin ja saavat harjoituksen suoritettua. ® Jopa kurssin perusasiat jäävät helposti epäselviksi ja irrallisiksi. Tavoite: asiantuntijuus, motivaatio? Opin Tori 2008 AS & EJ

Mitä työkaluja? • luennot • harjoitukset • kotitehtävät • seminaari • raportit. . Opin Tori 2008 AS & EJ Opetus koostuu projekteista: -opettaja = projektipäällikkö (? ) -ryhmätyöt, seminaarit -itseopiskelu / ohjattu -portfolio -internet -opinnäytetyöt -. . .

Luennot Motivaatio Tulevaisuus - on myös muutakin! - mitä tutkitaan? Tutkimus Tieto Työkalut Työelämä/ Teollisuus Projektit - käytetyt menetelmät - sovelluskohteet Opin Tori 2008 AS & EJ (Opetus)/ Oppiminen Perusteet - teoria & sovellustyypit työkalupakki

Harjoitukset: perusta toimivaan kuntoon Metodologian kehittäminen Tutkimus Menetelmät Caset Työkalut Työelämä/ Teollisuus PBL: Case-tutkimus (Opetus)/ Oppiminen Perusmenetelmät ohjatuissa harjoituksissa Proseduraalinen tieto/taito (know how) Opin Tori 2008 AS & EJ

Kurssin aikataulu Sumea matematiikka vahvemmin mukana Sumea logiikka: - luennot Sumea logiikka: - harjoitukset Neuraalilaskenta: - luennot Neuraalilaskenta: - harjoitukset Muut menetelmät: - luennot Opin Tori 2008 AS & EJ Geneettiset algoritmit - harjoitukset Diagnostiikka vahvemmin mukana

Oppimisen syventäminen Kertauskysymykset Metodologian kehittäminen Tutkimus Menetelmät Caset Työkalut Työelämä/ Teollisuus Sovelluskohde (Opetus)/ Oppiminen PBL Oppiaineet Case-tutkimus soveltaminen yksinkertaiseen tutkimuskohteeseen Seminaarityö: syvällinen perehtyminen yhteen kurssin aiheeseen (ryhmässä) kirjallinen tuotos Seminaari: - esitys muille opiskelijoille - keskustelu Kyvykkäiden opiskelijoiden tunnistaminen projektit Opin Tori 2008 AS & EJ

Loppuraportti (essee) • Essee muodostuu kahdesta osasta: (1) seminaaritehtävä päivitettynä ja (2) raportti, joka sisältää keskeiset huomiot muiden seminaariesitelmien aihepiiristä Opin Tori 2008 AS & EJ • Raportissakin painotus on oman seminaariaiheen alueessa. • Reflektio, käsitteellistäminen

Oppimisen mittaaminen • Arvosana lasketaan painotetusti: (harjoitukset + seminaari + case + 2 x essee)/5. • Painotettu tulos pyöristetään kokonaisluvuksi. • Tentin painotus on sama kuin esseen (2). Opin Tori 2008 AS & EJ

Parannusten toteutus • Luentojen ja harjoitusten yhtenäistäminen: ـ sisällön yhtenäistäminen, ـ samojen esimerkkien käyttö. • Säilytettiin vanhoista harjoitustehtävistä ne, jotka liittyivät vain kurssin perusasioihin (eli karsittiin harjoitustehtävistä pois monimutkaiset ja turhan yksityiskohtaiset tehtävät). • Laadittiin case-tutkimus, jossa sovelletaan kurssin asioita yksinkertaiseen tutkimuskohteeseen. Case-tutkimuksella haettiin syvällisempää oppimista. • Opiskelijat tekevät seminaariesityksen, jossa tutustuvat syvällisemmin yhteen kurssin aiheista. Aiheista palautetaan kirjallinen tuotos sekä pidetään esitys muille opiskelijoilla. Opin Tori 2008 AS & EJ

Konkreettiset muutokset opiskelijalle • Kurssi on huomattavasti työläämpi: kurssin aikana palautetaan runsaasti raportteja itse harjoitustehtävistä ja case-tutkimuksesta. • Kurssin suoritus intensiivisempi. • Arvostelussa painotetaan jatkuvaa suoritusta eli tentin merkitys pienenee. tasainen kuormitus, ei tenttiin pänttäämistä Opin Tori 2008 AS & EJ

Opettajan mielipide parannusten vaikutuksista • Opiskelijat motivoituneempia. • Opiskelijat ”tiedonjanoisempia”: kysymykset liittyvät enemmän asioiden ymmärtämiseen kuin itse tehtävän ratkaisemiseen. • Opiskelijat sisäistivät perusasiat paremmin. Opin Tori 2008 AS & EJ

Palaute opiskelijoilta Vastaajina Päivi Holck ja Jukka Keskitalo, jotka osallistuivat kurssille ”Fuzzyneuromenetelmät prosessiautomaatiossa” Yhtenäisyys: • Kummankin vastaajan mielestä luennot ja harjoitukset vastasivat hyvin toisiaan. Perusasioiden ymmärtäminen: • Vastaajien mielestä kurssilla oppi perusasiat hyvin. • Kurssin ”punainen lanka” tuli case-tutkimuksesta. • Perusasiat käytiin läpi sekä luennoilla että harjoituksissa. Opin Tori 2008 AS & EJ

Palaute opiskelijoilta Syvällisempi oppiminen: • Luennoilla asioihin paneuduttiin myös syvällisemmin, joskin paikoitellen asiat olivat liian vaikeita ymmärrettäviksi. • Kurssin asioiden soveltaminen case-tutkimuksesta. • Vastaajat kokivat seminaarin tekemisen vaikeaksi. Ongelmia tuotti varsinkin tiedon hakeminen sekä asioiden monimutkaisuus. Työmäärä ja arvostelu: • Vastaajat pitivät työmäärää saataviin opintopisteisiin nähden sopivana. • Vastaajat pitivät arvostelua reiluna. Opin Tori 2008 AS & EJ

Julkaisut • Konferenssipaperi Juuso, E. K. : Training and Testing Environment for Simulation-aided Control Design. In: Preprints of the 7 th IFAC Symposium on Advances in Control Education, ACE 2006, 21– 23 June 2006, Madrid, Spain (S. Dormido, A. Fernandez, F. Morilla & R. Pastor, Eds. ), Paper Th. D 03. 4, 6 pp. , CD-ROM M-26008 -2006, IFAC. • Raportti • Konferenssipaperi (ACE’ 09) • Artikkeli Opin Tori 2008 AS & EJ

Jatkokehitys • • • Muiden osastojen opiskelijoille kohdennetut tehtävät Työnjako simulointikurssin kanssa Materiaalin (erityisesti englanninkielisen) päivitys Luennoille demonstraatioita Esitehtävät nettiin harjoituksiin valmistautumista varten Seminaarityön ja loppuraportin aikaisempi ohjeistus ja kiinteämpi liittäminen kurssin luentoihin, harjoituksiin ja casetutkimukseen • Seminaari kahteen osaan: – sumeat järjestelmät – muut Opin Tori 2008 AS & EJ