Ny utgave av SFU-magasinet
Utdanningene henger etter i bruken av datamaskiner for å løse komplekse problemer. Nå får studentene hjelp fra Centre for Computing in Science Education (CCSE).
– Problemløsning ved hjelp av datamaskiner – eller databeregninger – er i dag en integrert del av forskning og utvikling i akademia og i arbeidslivet. Skal vi forberede realfagsstudentene på en livslang karriere, må databeregninger være en del av utdanningen også, sier Anders Malthe-Sørenssen, senterleder for CCSE som fikk SFU-status i november 2016.
Bruken av databeregninger har hittil blitt lite brukt i utdanninger som for eksempel fysikk. Det skal CCSE gjøre noe med.
Databeregninger gir endeløse muligheter for problemløsning
I fysikk er naturen beskrevet med matematikk. Når studentene skal løse fysikkoppgaver, må de formulere problemstillingene som matematiske problemer som de så må løse.
– Dessverre er det kun noen ganske få, nøye utvalgte, forenklede problemer som kan løses med tradisjonelle matematiske metoder. Over tid har disse begrensningene formet både hva og hvordan vi underviser og har bidratt til at fysikk har fremstått som lite relevant for den virkelige verden – til frustrasjon for mange studenter, forklarer Malthe-Sørenssen.
Kraftige datamaskiner fjerner dette hindret og gir studentene mulighet til å løse vilkårlige fysikkproblemer. Studentene lærer seg beregningsmetoder gjennom å skrive et dataprogram som så hjelper dem å løse problemene. Denne arbeidsmetoden er lik den studentene vil møte i forskning eller arbeidslivet.
Student Daniel Heinesen arbeider med simulering av friksjon, og bekrefter nytten ved bruk av selv å programmere.
– Det ville vært mer eller mindre umulig å gjøre dette med penn og papir, men med moderne datamaskiner tar det bare noen sekunder. Dette gjør at ting vi før bare kunne spekulere over, kan vi nå bruke kraften til datamaskiner til å utforske. Det ha vært veldig lærerikt å få se hvordan forskning og fysikk gjøres i den virkelige verden, forklarer han.
Har allerede innført databeregning i flere fag
CCSE har allerede begynt å innføre databeregninger gjennom hele studieløpet. På den måten kan studentene møte aktuelle forskningsproblemer og realistiske og relevante oppgaver tidlig i bachelorstudiet.
– Mens for eksempel studenter i mekanikk tidligere kun kunne regne ut banen til en kanonkule uten luftmotstand, kan studentene nå lære den samme fysikken ved selv å utvikle en metode for å bestemme hvordan vinden blåser inne i en tornado ved å skyte et testprosjektil gjennom den, forklarer senterleder Malthe-Sørenssen.
Heinesen og hans medstudent, Erlend Lima, utvikler nå en egen kode for å teste en ny modell for friksjon, og de trives godt med å jobbe med realistiske problemstillinger.
– Det å lære hvordan vi kan bruke den utrolige ressursen datamaskiner er så tidlig i studiet har allerede hjulpet meg mye og vil utvilsomt hjelpe meg mye i mine fremtidige studier og arbeidsliv, forteller Heinesen.
Forskningens metoder integreres i undervisningen
– Når hver student gjør hver sin simulering vil alle få litt forskjellige resultater. Det er i diskusjonen som oppstår når man ser at sidemannen har fått et litt annet, men kanskje også riktig resultat, at læringen skjer. Slik blir forskningens metoder, tankemåter og etikk naturlig integrert i undervisningen, mener senterleder Malthe-Sørenssen.
Bachelorgradstudenter får også mulighet til å reprodusere vitenskapelige resultater og i noen tilfeller selv publisere vitenskapelige arbeider. På den måten forberedes studentene til videre forskningsinnsats på mastergradsnivå.
Denne artikkelen er hentet fra SFU-magasinet vår/sommer 2017 (pdf)