Kurs-PM

Miljö och Matematisk Modellering (MMM) – MVE346

LP4 VT21 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Rymd-, geo- och miljövetenskap

 

Bakgrund

Miljö-, resurs- och hållbarhetsfrågor får allt större uppmärksamhet i samhället och är ofta avgörande för den tekniska utvecklingen. Ett återkommande bekymmer är att dessa problem ofta är komplexa och osäkerheterna stora vilket leder till att det kan vara svårt att veta vad och hur mycket som behöver göras för att undvika de allvarligaste konsekvenserna. 

För att angripa dessa komplexa problem kan man använda matematiska modeller för att analysera och simulera olika scenarier och utfall. Dessa typer av modeller är centrala för att förstå sambanden och avgörande för att kunna ta beslut om vad som ska göras åt problemen. Dock räcker det sällan med modeller och numeriska resultat. Resultaten behöver sättas in i sitt sammanhang och olika perspektiv och konsekvenser av möjliga val behöver vägas mot varandra.

 

Kursens syfte

Kursen syfte är att inspirera och stimulera studenten att reflektera över vad en hållbar samhällsutveckling innebär, såväl i sin egen vardag som i sin framtida yrkesroll. För att göra det krävs både en grundläggande förståelse för begreppet "hållbar utveckling" och kännedom i hur dagens användning av jordens naturresurser skapar hållbarhetsproblem, samt kunskap om olika möjligheter för att hantera dessa problem. Målsättningen med kursen är att genom modelleringsorienterade studier av ett urval av miljö- och resursrelaterade hållbarhetsproblem ge studenten kunskap och verktyg för att modellera, studera och diskutera komplexa hållbarhetsproblem i sin framtida yrkesutövning.

 

Lärandemål

Efter kursen skall studenten ha skaffat sig en god förmåga att kunna:

• redogöra för betydelsen av hållbar utveckling i dess tre huvudsakliga dimensioner: den ekologiska, den ekonomiska och den sociala
• översiktligt redogöra för människans inverkan och effekter på jordens klimat och samhällets användning av energi
• redogöra för utmaningar och strategier för att minska människans påverkan på klimatet
• sätta upp matematiska modeller av valda miljö- och energisystemproblem, lösa eller simulera dessa modeller, samt analysera resultaten och modellens kvalitéer och begränsningar givet olika syften
• redogöra för några centrala begrepp, argument och modelleringstekniker som är vanliga inom miljö- och energisystemmodellering.

 

Innehåll

Kursen innehåller tre delar:

A. Etik, hållbar utveckling och en översikt över centrala miljö- och resursproblem

B. De globala klimatförändringarna
          - Introduktion till vetenskapen bakom de globala klimatförändringarna
          - Enkla klimatmodeller
          - Politik och styrmedel för att minska utsläpp av växthusgaser   

C. Energisystemets omställning
          - Det globala energisystemet
          - Integration av förnybara tekniker i elsystemet. Teori och modellering.

 

Upplägg och pedagogisk tanke

Kursen består av en blandning av föreläsningar, seminarier, projekt, litteratur och inlämningar med den övergripande avsikten att erbjuda varierande och, till en betydande del, aktiva inlärningsmoment. Vår avsikt är att de olika formerna ska bidra till ett lustfyllt, varaktigt lärande, utan intensivt tentaplugg och eventuell relaterad stress. Pedagogisk forskning visar att aktivt lärande ger ett bredare och bättre förankrat lärande. Dessutom är tanken att de valda pedagogiska formerna ska underlätta för studenterna att utveckla vissa centrala färdigheter såsom samarbetsförmåga, problemlösnings- och problemformuleringsförmåga, kommunikationsförmåga, förmåga att fördela sin tid och arbeta effektivt i grupper osv. Givetvis är tanken att dessa förmågor ska övas på inom ramen för kursens innehåll och med tanke på studenternas framtida förväntade yrkesroller i sikte.

 

Föreläsningar och seminarium

Majoriteten av ”klassrumstillfällena” är traditionella föreläsningar via Zoom, men vi har också seminarier och en workshop. Seminarierna kommer delvis baseras på ett så kallat ”flippat” upplägg. Med ”flippat” upplägg avser vi aktiva lärandetillfällen i klassrum med övningar på individ- och gruppnivå där studenten förutsätts ha studerat det förberedande online-material i CANVAS. Det ”flippade” online-materialet inför ett seminarium består främst av filmer och texter. Det ska dock förtydligas att gränsen mellan seminarier och föreläsningar ibland är hårfin. Seminarierna kan innehålla betydande lärarledda föredrag och föreläsningarna kan innehålla diskussionsövningar och kompletterande online-material. Allt online-materialet är samlat på läroplattformen CANVAS.

Vid seminarierna är det viktigt att studenterna har gått igenom det förberedande materialet innan det schemalagda tillfället för att det skall bli så givande som möjligt.

Ett av seminarierna och workshopen ger extra bonuspoäng till tentamen. Dessa kräver en större aktiv insats från studenternas sida, se nedan (under examination) för mer information.

 

Projekt

Under kursen ska studenterna genomföra två olika projekt. Projekten genomförs i grupper med två deltagare i varje grupp (samma grupp för båda projekten). Kursdeltagarna väljer själva grupper genom att anmäla sig till en grupp på CANVAS. Om en kursdeltagare inte har någon att arbeta med så skicka ett mejl till kursassistent (Hanna Ek Fälth, hanna.ek.falth@chalmers.se) så sätter vi ihop grupper med dessa.

Teman på de två projekten är: Energisystemmodellering, som inkluderar tre schemalagda handledningstillfällen (10-15 min per tillfälle), och Klimatsystemmodellering, som också inkluderar tre schemalagda handledningstillfällen (10-15 min per tillfälle).

Handledningstillfällena är till för att studenterna ska få diskutera, kontrollera och tolka modellerna och resultaten, samt få hjälp med eventuell felsökning. Med detta sagt så är det väldigt viktigt att vara väl förberedd innan handledningstillfällena genom att ha påbörjat arbetet innan det schemalagda tillfället.

Både delen om energisystemmodellering och klimatsystemmodellering examineras genom inlämning av presentationsbilder (”slides”) i PDF-format och kod samt ett efterföljande 15 minuters redovisningstillfälle. Redovisningstillfället utgörs av 5-10 min presentation av studenterna och 5-10 min frågor från handledare/diskussion (ni presenterar endast för en handledare, inga andra kursdeltagare). Inlämningarna sker via CANVAS. Se schemat för deadlines för energisystemprojektet respektive klimatprojektet.

Utöver redovisningarna ska studenterna efter varje projekt (energisystem samt klimatsystem) lämna in en bidragsrapport (PDF-fil) där det ska framgå vem som har gjort vad i projekten.

Innan de muntliga presentationerna av projekten rekommenderas studenterna att para ihop sig med en annan grupp och hålla ett genrep inför varandra, samt ge kort återkoppling på varandras presentationer. Detta för att få feedback på presentationen och därmed ge en extra möjlighet till att höja kvalitén, samt träna på att ge feedback.

 

Inlämningsuppgift om hållbar utveckling

Inlämningsuppgiften om hållbar utveckling genomförs individuellt. Inlämningen examineras genom en inlämning av en text i CANVAS. Inlämningsuppgiften beskrivs i mer detalj i ett separat dokument som läggs upp på CANVAS.

 

Examination

Kursen är uppdelad på två moment:

• Projekt, 2,5 hp
• Tentamen, 5 hp

För att bli godkänd på kursen måste studenten bli godkänd på båda dessa moment.

 

För att bli godkänd på projektdelen måste studenten:

• Ha fått minst godkänt på inlämningsuppgift om hållbar utveckling.
• Ha fått minst godkänt på projektet i energisystemmodellering.
• Ha fått minst godkänt på projektet i klimatsystemmodellering.

 

Vid icke-godkänd nivå på inlämningarna eller redovisningarna/presentationerna ges en chans till retur. Missar studenten något moment eller inte når upp till godkänd nivå efter en retur får studenten göra om det momentet nästa gång kursen ges alternativt i samband med kursens omtentor.

Studenten får inget graderat betyg på projektdelen av kursen, men kan få bonuspoäng som kan påverka slutbetyget på kursen.

Bonuspoäng ges för följande aktiviteter:

• Inlämningsuppgift om hållbar utveckling: max 2 p
• Redovisning av energisystemprojekt: max 2 p
• Redovisning av klimatprojekt: max 2 p
• Närvaro och aktivt deltagande vid klimatworkshop (29/4): 0.5 p
• Skriftlig kamratrespons på två andra studenters utkast av inlämningsuppgiften om hållbar utveckling (4/5): 0.5 p

Maximalt antal bonuspoäng är alltså 7 poäng.

När det gäller inlämningsuppgiften om hållbar utveckling och redovisning av energisystemprojektet och klimatprojekt är de obligatoriska. 0 poäng motsvarar att ha blivit godkänd på momentet, och de andra poänggivande nivåerna motsvarar hur väl arbetet har genomförts. Observera att en förutsättning för att studenten skall kunna få bonuspoäng är att hen har lämnat in en uppgift i tid. I regel ges inte några bonuspoäng på en del som det har getts retur på.

Bonuspoängen kan endast användas för att höja betyget på den ordinarie tentamen samt de två efterföljande tentamina, sen stryks bonuspoängen.

Tentamen genomförs som en datortentamen med övervakning via Zoom. Datortentamen består av ett antal frågor av beräknings- eller modelleringskaraktär, samt frågor som kräver ett resonerande svar. Allt tillgängligt material får användas, men samarbete mellan studenterna är inte tillåtet. Betygsgränser på tentamen: 12 p för 3:a, 16p för 4:a, 20p för 5:a (max 24 p).

Slutbetyget på kursen bestäms av antalet poäng på tentamen plus bonuspoäng från projektdelen (givet att tentamen är den ordinarie eller ett av de två efterföljande). Bonuspoängen från projektdelen kan som mest ge 4 p på tentamen vilket motsvarar ett betygssteg på tentamen (dvs 4/7 * erhållna bonuspoäng ger antalet bonuspoäng på tentamen). Bonuspoängen kan inte användas för att bli godkänd på tentamen utan endast för att höja slutbetyget på kursen. Betygsgränser på kursen: 12 p för 3:a, 16p för 4:a, 20p för 5:a (max 28 p inkl bonuspoäng).

 

Kursutvärdering

Då kursens innehåll till viss del skiljer sig från andra kurser på TM så är utvärderingen av kursen viktig. Därför är vi tacksamma om ni svarar utförligt på alla utvärderingsfrågor så att vi ska kunna fortsätta att förbättra kursen baserat på era tankar.

 

Läromaterial

Allt material förutom en bok finns tillgängliga på CANVAS under respektive modul.

Ni behöver skaffa boken:

• Hedenus, Fredrik; Persson, Martin; Sprei, Frances. 2018, Hållbar utveckling: nyanser och tolkningar. ISBN: 9789144121871.

 

Lärare

Daniel Johansson (DJ), kursansvarig, examinator och föreläsare, daniel.johansson@chalmers.se, tel 031-772 2816

Hanna Ek Fälth (HEF), kursassistent och handledare inom energisystem och klimatsystem, hanna.ek.falth@chalmers.se

Ulrika Lundqvist (UL), föreläsare, ulrika.lundqvist@chalmers.se

Fredrik Hedenus (FH), föreläsare, hedenus@chalmers.se

Johan Holmén (JL), föreläsare, johan.holmen@chalmers.se

Johannes Morfeldt (JM), föreläsare och handledare inom klimatsystem, johannes.morfeldt@chalmers.se

Markus Millinger (MM), handledare inom energisystem, markus.millinger@chalmers.se

David Hirdman (DH), extern föreläsare, Lerums kommun