Järjestelyt

Tavoite

Kurssin tavoitteet ovat kahdenlaiset:

• oppia käyttämään Mathematica-nimistä laskentaohjelmaa eri alojen matemaattisten tehtävien ratkaisemiseen;
• kerrata lukion matematiikkaa uudesta näkökulmasta, jolloin laskut lasketaan Mathematicalla ja esitys varustetaan lyhyillä selittävillä tekstikommenteilla.

Käytössä on Mathematican versio 4 Teknillisen korkeakoulun koneissa. Kurssin kannalta tämä ei oleellisesti poikkea versiosta 3, mutta kylläkin aikaisemmista.

Kurssin rakenne ja suorittaminen

Kurssi koostuu erillisen aikataulun mukaisesti kuudesta kahden tunnin luennosta ja näiden aiheisiin liittyvistä seitsemästä Unix-työasemaluokassa pidettävästä harjoituksesta, joista kukin kestää kaksi tai kolme tuntia. Rinnakkaisia harjoitusryhmiä on neljä, joista kaksi on aina samaan aikaan.

Kutakin harjoituskertaa varten annetaan tehtävät, jotka on tarkoitus ratkaista harjoitusistunnon aikana. Ratkaisemisesta syntyy Mathematica-dokumentti, ns. muistikirja (engl. notebook), joka varustetaan selitysteksteillä. Dokumentti sekä tulostetaan paperille että talletetaan koneen muistiin. Harjoituksessa on läsnä assistentti, joka antaa ohjausta ja auttaa vaikeuksien ilmetessä.

Kurssin suorittaminen tapahtuu samassa työasemaluokassa pidettävällä tentillä, jossa annetaan ratkaistavaksi samantyyppisiä tehtäviä, kuin harjoituksissa on käsitelty. Ratkaisut varustetaan selityksillä kuten harjoituksissakin ja paperikopio luovutetaan tarkastettavaksi.

Kurssilla kerätään lisäksi aineistoa tutkimukseen, jolla pyritään selvittämään tietokoneen ääressä tapahtuvan opiskeluprosessin luonnetta. Tutkijana on FM Riikka Nurmiainen, joka antaa erikseen tarvittavat ohjeet.

Opetuskieli

Kurssin luennot ja harjoitustehtävät ovat ainoastaan suomenkieliset. Keskusteluissa ja harjoituksissa voidaan käyttää myös ruotsia tai englantia.

Varsinainen opiskelumateriaali on suomenkielistä. Tarjolla on kuitenkin myös englanninkielinen rinnakkaismateriaali; ks. seuraavaa kappaletta.

Opiskelumateriaalit

Mathematica-ohjelma sisältää varsin laajan dokumentaation. Aluksi saattaa kuitenkin olla helpompaa käyttää jotakin suppeampaa alkeisopasta:

• Selaimella luettava html-muotoinen alkeisopas Mathematican käyttöön, tekijänä Riikka Nurmiainen. Sama kuin yläpalkin linkki.
• Edellisestä on myös muistikirja- (notebook-) muoto, so. Mathematicalla luettava interaktiivinen muoto, jossa syötteitä voidaan muuntaa, laskea uudelleen jne. Saatavissa zip-pakattuna. Paketin purkamisen jälkeen avataan tiedosto mmaopas_navi.nb Mathematicassa.

Lukiomatematiikan kertaamiseen:

• Matematiikan tietosanakirja M niinkuin matematiikka, lyhyemmin Iso-M; tekijänä Simo K. Kivelä; sama kuin yläpalkin linkki. Dokumentti on pdf-muotoinen ja sen lukemiseen tarvitaan Acrobat Reader selaimen pluginiksi. Tämä on saatavissa ilmaiseksi Adobelta.
• Iso-M-tietosanakirjaa voidaan käyttää myös html-muodossa.
• Tietosanakirja on saatavissa zip-pakattuna omassa koneessa käytettäväksi joko html-muodossa aloitustiedostona index.html tai pdf-muodossa aloitustiedostona kansi.pdf. Jälkimmäistä on luontevinta lukea suoraan Acrobat Readerilla, mutta sitä voidaan lukea myös selaimen avulla, jos Acrobat Reader on selaimen pluginina.
• Iso-M-tietosanakirja on ilmestynyt kirjana kustantajana MFKA.

Em. materiaalit ovat Teknillisen korkeakoulun matematiikan laitoksen MatTa-projektissa kehitettyjä ja ne voidaan vapaasti kopioida myös omaan koneeseen paikallisesti käytettäviksi. Linkit ja ohjeet löytyvät MatTa-projektin sivuilta.

Lähinnä muiden kuin suomenkielisten käyttöön on tarjolla englanninkielinen opiskelumateriaali, Stephan Kaufmannin kirja A Crash Course in Mathematica sähköisessä muodossa. Tämä on laajempi kuin suomenkielinen materiaali ja sitä voivat luonnollisesti käyttää myös suomenkieliset.

Mathematica on kaupallinen ohjelma, joka on käytettävissä korkeakoulun koneissa. Myös opiskelijaversio omaan koneeseen on saatavissa. Tarkempia tietoja ohjelmiston tuottajan ja korkeakoulun ATK-keskuksen lisenssimyynnin www-sivuilta.

Opettajat