Projektowanie programu studiów i przedmiotu na bazie efektów kształcenia zajęcia warsztatowe

Transkrypt

1 Projektowanie programu studiów i przedmiotu na bazie efektów kształcenia zajęcia warsztatowe Bohdan Macukow Podziękowania dla Pana prof. Andrzeja Kraśniewskiego za udostępnienie materiałów Seminarium PW, 27 września 2010 Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Plan prezentacji Efekty kształcenia dla programu studiów Inżynieria przetwarzania informacji Efekty kształcenia dla przedmiotu Sieci neuronowe Podsumowanie 2

3 zadanie 1 Mając dane efekty kształcenia dla studiów technicznych II stopnia o profilu teoretycznym (akademickim) Sformułować szczegółowe efekty kształcenia dla konkretnego programu studiów (nowo tworzonego lub istniejącego) przetłumaczyć sformułowania generyczne na język konkretnej dyscypliny uszczegółowić efekty obszarnicze dla wybranych efektów z zakresu wiedzy, umiejętności i postaw występujących w opisie obszaru studiów technicznych 3

4 formułowanie efektów kształcenia dla programu ogólne efekty kształcenia (niezależne do kierunku ) efekty kształcenia w obszarze studiów technicznych określone centralnie (KRK) efekty kształcenia dla grupy kierunków technicznych efekty kształcenia dla konkretnego programu studiów sposoby (procedury) sprawdzania efektów kształcenia regulacje wewn. uczelni, opinie pracodawców, zasoby,... 4

5 podział pracy wiedza umiejętności ogólne - niezwiązane lub luźno związane z obszarem kształcenia inżynierów podstawowe umiejętności inżynierskie umiejętności bezpośrednio związane z rozwiązywaniem zadań inżynierskich kompetencje personalne i społeczne (postawy) w systemie pracy grupowej? 5

6 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji W1 W2 Opis dla obszaru Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów nauki przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań związanych z reprezentowaną dyscypliną inżynierską Ma elementarną wiedzę w zakresie spektrum dyscyplin inżynierskich powiązanych z reprezentowaną dyscypliną lub innych dyscyplin WIEDZA (1) Opis dla programu Wiedza w zakresie matematyki obejmuje: analizę matematyczną, algebrę, matematykę dyskretną, podstawy teorii równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych, metody probabilistyczne, statystykę, metody numeryczne. Wiedza w zakresie fizyki obejmuje: podstawy fizyki współczesnej z elementami mechaniki kwantowej. Wiedza w zakresie inżynierii materiałowej obejmuje: podstawy wiedzy o materiałach inżynierskich mających zastosowanie w informatyce. Wiedza w zakresie elektroniki obejmuje: podstawowe układy elektroniczne, proste układy analogowe, komunikację systemów elektronicznych ze światem zewnętrznym, zagadnienia linii długich, przetworniki A/C i C/A, podstawy techniki mikroprocesorowej. Wiedza w zakresie elektrotechniki obejmuje: liniowe obwody prądu stałego i zmiennego, pomiar podstawowych wielkości elektrycznych, transformatory. Wiedza w zakresie układów cyfrowych obejmuje: kody i kodowanie w systemach cyfrowych, układy elektroniczne techniki cyfrowej, narzędzia CAD w systemach cyfrowych. Wiedza w zakresie telekomunikacji obejmuje: transmisję informacji w systemach cyfrowych, USB, sieci LAN,WLAN i WAN. Wiedza w zakresie elektrotechniki obejmuje: sieci telekomunikacji 2G, 21/2 G i 3G. 6

7 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji W3 Opis dla obszaru Ma elementarną wiedzę w zakresie spektrum dyscyplin inżynierskich powiązanych z reprezentowaną dyscypliną lub innych dyscyplin WIEDZA (2) Opis dla programu Wiedza w zakresie projektowania algorytmów obejmuje: podstawy analizy algorytmów, techniki projektowania algorytmów: programowanie dynamiczne, algorytmy zachłanne, przeszukiwanie z nawrotami, heurystyki, sortowanie, selekcje, wyszukiwanie. Wiedza w zakresie analizy złożoności obejmuje: problemy obliczeniowo trudne: NP-zupełność, nierozstrzygalność. Wiedza w zakresie struktur danych obejmuje: abstrakcyjne struktury danych i ich implementacje: listy, drzewa, grafy, słowniki, drzewa poszukiwań binarnych, haszowanie, stosy, kolejki, kolejki priorytetowe, podstawowe algorytmy grafowe, przeszukiwanie wszerz i w głąb. Wiedza w zakresie architektury, projektowania i implementacji prostych systemów komputerowych obejmuje: maszynową reprezentację danych i realizację operacji arytmetycznych, organizację i architekturę systemów pamięci, architekturę komputerów, systemy równoległe, urządzenia peryferyjne i pamięci masowe, interfejsy i komunikację, organizację jednostki centralnej, wieloprocesorowość i architektury alternatywne. Wiedza w zakresie programowania obejmuje: biegłą znajomość jednego języka programowania wysokiego rzędu i środowiska z nim związanego oraz podstawową znajomość kilku innych języków. 7

8 W4 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji Opis dla obszaru Ma podbudowaną teoretycznie wiedzę szczegółową związaną z niektórymi obszarami reprezentowanej dyscypliny inżynierskiej WIEDZA (3) Opis dla programu Wiedza w zakresie systemów operacyjnych obejmuje: przegląd i zasady działania systemów operacyjnych, procesy i wątki, współbieżność, szeregowanie zadań, zarządzanie pamięcią. Wiedza w zakresie baz danych obejmuje: systemy baz danych, relacyjne bazy danych, języki zapytań do baz danych, projektowanie relacyjnych baz danych, przetwarzanie transakcji, programowanie serwerów baz danych, obiektowe bazy danych, tworzenie aplikacji baz danych. Wiedza w zakresie inżynierii oprogramowania obejmuje: projektowanie oprogramowania, korzystanie z API, narzędzia i środowiska wytwarzania oprogramowania, procesy wytwarzania oprogramowania, wymagania i ich specyfikacja, walidacja i testowanie oprogramowania, ewolucję oprogramowania, zarządzanie przedsięwzięciem programistycznym. Wiedza w zakresie technologii sieciowych obejmuje: wprowadzenie do sieci komputerowych, komunikacja i sieci komputerowe, bezpieczeństwo w sieciach komputerowych i kryptografia, technologie udostępniania informacji w sieciach komputerowych, budowę aplikacji sieciowych. Wiedza w zakresie metod sztucznej inteligencji obejmuje: podstawowe zagadnienia sztucznej inteligencji, przeszukiwanie z ograniczeniami, metody automatycznego wnioskowania, zasadę rezolucji, sieci neuronowe i algorytmy genetyczne, reprezentacje wiedzy i wnioskowanie. Wiedza w zakresie grafiki komputerowej obejmuje: podstawowe techniki w grafice komputerowej, systemy grafiki, podstawy komunikacji człowiekkomputer, budowanie prostych interfejsów graficznych. 8

9 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji W5 W6 W7 Opis dla obszaru Ma wiedzę o trendach rozwojowych i nowych osiągnięciach w obszarze reprezentowanej dyscypliny Inżynierskiej Ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych Zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich związanych z reprezentowaną dyscypliną WIEDZA (4) Opis dla programu tak samo tak samo tak samo 9

10 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji W8 W9 W10 Opis dla obszaru Ma wiedzę ogólną niezbędną do rozumienia społecznych, ekonomicznych, prawnych i innych pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej oraz ich uwzględnienia w praktyce inżynierskiej Ma podstawową wiedzę dotyczącą zarządzania, w tym zarządzania jakością, i prowadzenia działalności gospodarczej Ma podstawową wiedzę dotyczącą transferu technologii WIEDZA (5) Opis dla programu Wiedza w tym zakresie obejmuje: etykę i etykę komputerową, zrozumienie konieczności rozważania społecznych skutków technologii informacyjnych, profesjonalne zasady etyczne (IEEE Computer Society, ACM, etc.), szyfrowanie informacji, prywatność a ściganie przestępstw, bezpieczeństwo systemów czasu rzeczywistego i innych systemów zintegrowanych dużej skali, prywatność a rozwój technologii informacyjnych, własność intelektualną i patentowanie oprogramowania, wpływ technologii komputerowych na zdrowie i na środowisko naturalne, prawa związane z technologiami informatycznymi w USA, Europie, Polsce i na Świecie, globalizację i społeczeństwo informacyjne. tak samo tak samo 10

11 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji UA1 UMIEJĘTNOŚCI OGÓLNE Opis dla obszaru Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, integrować je, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny oraz wyciągać wnioski i formułować opinie Opis dla programu tak samo UA2 UA3 UA4 UA5 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole Potrafi kierować małym zespołem Potrafi biegle porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w danej dyscyplinie inżynierskiej Potrafi określić kierunki dalszego uczenia się i zrealizować proces samokształcenia tak samo tak samo tak samo tak samo 11

12 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji UB1 UB2 UB3 UB4 PODSTAWOWE UMIEJĘTNOŚCI INŻ. (1) Opis dla obszaru Potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej Potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski Potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne Potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi Opis dla programu Posiada umiejętność rozumienia budowy i zasad działania układów komputerowych, umiejętność korzystania z różnorodnego sprzętu komputerowego i związanych z nim układów elektroniki, korzystać z profesjonalnego oprogramowania, przygotowania własnych dedykowanych aplikacji Posiada umiejętność analizy problemów związanych z zadaniami informatycznymi tworzenia modeli, optymalizacji rozwiązań zarówno sprzętowych jak i programowych tak samo tak samo 12

13 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji UB5 UB6 UB7 UB8 PODSTAWOWE UMIEJĘTNOŚCI INŻ. (2) Opis dla obszaru Potrafi przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich integrować wiedzę z różnych dziedzin i dyscyplin oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne Potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w reprezentowanej dyscyplinie inżynierskiej Ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym oraz zna zasady bezpieczeństwa związane z tą pracą Potrafi dokonać wstępnej oceny ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich Opis dla programu 13

14 UMIEJĘTNOŚCI BEZPOŚREDNIO ZWIĄZANE Z ROZWIĄZYWANIEM ZADAŃ INŻYNIERSKICH UC1 UC2 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji Opis dla obszaru Potrafi dokonać analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - w zakresie wynikającym z reprezentowanej dyscypliny inżynierskiej - istniejące rozwiązania techniczne: urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi itp. Potrafi zaproponować ulepszenia/usprawnienia istniejących rozwiązań technicznych Opis dla programu UC3 UC4 Potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla repr.ezentowanej dyscypliny inżynierskiej, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne Potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie charakterystyczne dla reprezentowanej dyscypliny inżynierskiej, w tym zadania nietypowe UC5 potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją, uwzględniającą aspekty pozatechniczne zaprojektować oraz zrealizować złożone urządzenie, obiekt, system lub proces, związane z reprezentowaną dyscypliną inżynierską, używając właściwych metod, technik i narzędzi, jeśli trzeba przystosować do tego celu istniejące lub opracowując nowe narzędzia 14

15 K1 K2 K3 K4 K5 K6 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny Program Inżynieria przetwarzania informacji INNE KOMPETEMCJE - POSTAWY Opis dla obszaru Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się - podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych Ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje Ma świadomość ważności zachowania w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania, związaną z pracą zespołową Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy Rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu m.in. poprzez środki masowego przekazu informacji o osiągnięciach techniki i innych aspektach działalności inżyniera i potrafi przekazać takie informacje w sposób powszechnie zrozumiały Opis dla programu 15

16 Plan prezentacji Efekty kształcenia dla programu studiów Inżynieria przetwarzania informacji Efekty kształcenia dla przedmiotu Sieci neuronowe Podsumowanie 16

17 zadanie 2 Dla konkretnego przedmiotu (istniejącego lub projektowanego), obejmującego istotny komponent zajęć praktycznych (laboratorium, projekt,...) określić cel efekty kształcenia (zamierzone) formy prowadzenie zajęć, techniki nauczania sposoby sprawdzenia, czy zamierzone efekty kształcenia zostały osiągnięte odniesienie do efektów kształcenia dla programu (obszaru) 17

18 Formułowanie efektów kształcenia dla przedmiotu Wskazówki merytoryczne skoncentrować się na umiejętnościach (nie wiedzy) weryfikować, czy EK są sprawdzalne (możliwe do zaobserwowania, zmierzenia, oceny) upewnić się, że EK dla przedmiotu odnoszą się do EK zdefiniowanych dla programu kształcenia (jeśli zostały zdefiniowane) zachować realizm - EK nie mogą być sformułowane zbyt ambitnie - muszą być osiągalne przez średniego studenta w zakładanym czasie i przy dostępnych środkach zasięgnąć opinii innych nauczycieli/wykładowców oraz - jeśli to możliwe absolwentów/studentów 18

19 Formułowanie efektów kształcenia dla przedmiotu Wskazówki techniczne zachować właściwy poziom szczegółowości informacyjność, wyczerpujący charakter zwięzłość nie więcej niż 10 EK? rozpoczynać do czasownika identyfikuje, porównuje, analizuje (dokonuje analizy), definiuje, opisuje, demonstruje, stosuje, rozwiązuje, szacuje,... potrafi (z)identyfikować, porównać, (prze)analizować (dokonać analizy), (z)definiować, opisać, zademonstrować, (za)stosować, rozwiązywać (rozwiązać), (o)szacować,... używać wyrażeń prostych i jednoznacznych EK powinny być w jednakowy sposób rozumiane przez studentów, nauczycieli akademickich i interesariuszy zewnętrznych (pracodawców,...) 19

20 Formułowanie efektów kształcenia dla przedmiotu Wskazówki techniczne unikać czasowników o znaczeniu zbyt ogólnym, niejasnym wie, rozumie, uczy się, jest świadomy, docenia itp. upewnić się, że EK przedmiotu odnoszą się do EK programu kształcenia EK musza być możliwe do zmierzenia i zaobserwowania EK powinny być możliwe do oceny, należy przy ich definiowaniu określić w jaki sposób będą oceniane EK nie powinny być zbyt ambitne, musż być możliwe do zrealizowania 20

21 Formułowanie efektów kształcenia dla przedmiotu Przykład sformułowanie nie zalecane: student zna przepisy BHP w pracy laboratoryjnej sformułowanie zalecane: student potrafi napisać raport, odpowiedzieć na pytania, wytłumaczyć istotne zagadnienia itp. 21

22 Sprawdzanie/ocena efektów kształcenia określenie sposobów sprawdzenia, czy student osiągnął zamierzone efekty kształcenia określenie sposobów oceny, w jakim stopniu student osiągnął zamierzone efekty kształcenia ocena formatywna ocena wspomagająca przede wszystkim proces uczenia się jej wyniki powinny służyć nie tylko uczącemu się, ale również prowadzącemu zajęcia w celu bieżącej analizy efektywności stosowanych metod dydaktycznych ocena sumatywna ocena podsumowująca stopień osiągnięcia przez studenta zakładanych efektów kształcenia 22

23 Cel przedmiotu Celem jest przekazanie studentom wiedzy o sztucznych sieciach neuronowych na bazie układów biologicznych. Po ukończeniu kursu (wykład + projekt laboratoryjny) studenci powinni: posiadać wiedzę teoretyczną o zasadach budowy i działania podstawowych modeli; umieć wybrać odpowiednią strukturę do zrealizowania zadanych funkcji; wybrać właściwe narzędzia programistyczne (języki programowania, pakiety itp.) w celu zrealizowania zadania; w ramach zespołu dokonać rozdziału zadań na poszczególne osoby; napisać i przetestować program; przygotować raport końcowy 23

24 Projektowanie efektów dla przedmiotu Studia II stopnia, przedmiot dla specjalności, obowiązkowy Wymiar godzinowy: 30 wykład, 45 projekt w laboratorium Semestr zimowy (1 albo 2 semestr) Obliczenie punktów ECTS: Godziny kontaktowe: 75h Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych 30h Zapoznanie się ze wskazaną literaturą 15h Napisanie programu, uruchomienie, weryfikacja (czas poza zajęciami w laboratorium) 30h Przygotowanie raportu 10h Przygotowanie do egzaminu 20h Razem 180 h = 6p. ECTS 24

25 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny przedmiot Sieci neuronowe Student, który zaliczył przedmiot: zamierzone efekty zna teoretyczne podstawy budowy biologicznych struktur neuronowych zna teoretyczne podstawy budowy sieciowych struktur neuronowych zna teoretyczne podstawy działania i modelowania elementów neuropodobnych potrafi przeanalizować zadany układ sieciowy, stworzyć opis jego funkcjonalności, przeprowadzić dowód potrafi zaprojektować układ realizujący założone operacje potrafi wybrać właściwe narzędzia programistyczne do zamodelowania układu sieciowego z zadanych parametrach forma zajęć wykład (dyskusja) zadania przedegzaminacyjne wykład (dyskusja) zadania przedegzaminacyjne wykład (przykłady) zadania przedegzaminacyjne wykład (przykłady) projekt (zadania) projekt wykład (przykłady) projekt (zadania) zadania przedegzaminacyjne projekt zadania + konsultacje sposób oceny egz. część pisemna ew. część ustna egz. część pisemna ew. część ustna egz. część pisemna ew. część ustna egz. - cz. pisemna projekt egz. - cz. pisemna projekt projekt odniesienie do EK W3, W4, UA1 W3, W4, UA1 W3, W4, UA1 W7, UB2, UB3, UC1 UB6, UC1, UC3, UC4 W4, W7, UB3, UC1, UC3, UC4 25

26 Efekty kształcenia II stopień, profil teoretyczny przedmiot Sieci neuronowe Student, który zaliczył przedmiot: zamierzone efekty potrafi pracować indywidualnie i w zespole potrafi dobrać odpowiednią strukturę sieci neuronowej oraz właściwy algorytm uczący adekwatnie do rozwiązywanego zadania posiada umiejętność korzystania ze źródeł literaturowych oraz zasobów internetowych dotyczących rozwiązywanego zadania posiada umiejętność korzystania z repozytoriów danych oraz problemów testowych posiada umiejętność syntezy i wykorzystania wiedzy z różnych obszarów kształcenia w celu analizy oraz rozwiązania postawionego problemu forma zajęć zadania przedegzaminacyjne + konsultacje projekt zespołowy zadania przedegzaminacyjne projekt zadania + konsultacje zadania przedegzaminacyjne projekt zadania + konsultacje zadania przedegzaminacyjne projekt zadania + konsultacje wykład (przykłady) zadania przedegzaminacyjne sposób oceny egzamin projekt projekt projekt projekt projekt odniesienie do EK UA2, K4 UB2, W3, W4 UA1 UA1 W2, UC4 26

27 Plan prezentacji Efekty kształcenia dla programu studiów Inżynieria przetwarzania informacji Efekty kształcenia dla przedmiotu Sieci neuronowe Podsumowanie 27

28 Podsumowanie Podsumowanie Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 28