Stud.IP Uni Oldenburg
Universität Oldenburg
05.12.2021 15:01:41
mar235 - Ökosystemmodellierung (Vollständige Modulbeschreibung)
Originalfassung Englisch PDF Download
Modulbezeichnung Ökosystemmodellierung
Modulkürzel mar235
Kreditpunkte 10.0 KP
Workload 300 h
(

Präsenzzeit: 84  Stunden, Selbststudium: 216 Stunden

)
Einrichtungsverzeichnis Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)
Verwendbarkeit des Moduls
  • Fach-Bachelor Umweltwissenschaften (Bachelor) > Akzentsetzungsmodule
Zuständige Personen
Kohlmeier, Cora (Modulverantwortung)
Teilnahmevoraussetzungen

Mathematik für Umweltwissenschaften (mat985)

Kompetenzziele

In der Vorlesung/Übung erlernen die Studierenden die Entstehung und Funktionsweise komplexer Ökosystemmodelle und deren Implementierung. Sie erlernen, sich in einer für sie fremden Entwicklungsumgebung zurechtzufinden und im Team zu arbeiten. Sie entwickeln gemeinsam Standards und Schnittstellen, um die Kommunikation untereinander und den Austausch von Modellfunktionen zu ermöglichen.  Sie erlernen, ihre Ergebnisse darzustellen, zu hinterfragen, zu diskutieren und im Stil einer wissenschaftlichen Arbeit  zusammenzufassen. In der Hausarbeit sollen die Studierenden das wissenschaftliche Schreiben in Hinblick auf ihre Bachelorarbeiten erlernen.

Im Seminar erlernen die Studierenden, Inhalte aus der wissenschaftlichen Literatur zu verstehen, angemessen darzustellen und kritisch zu hinterfragen. Sie erlernen, wissenschaftliche Inhalte in Hinblick auf die  Bedeutung für die Modellierung einzuordnen und Möglichkeiten der Umsetzung im Modell zu diskutieren.

Modulinhalte

VL/Ü Ökosystemmodellierung:

Die Veranstaltung wird als gekoppelte Vorlesung und Übung angeboten. In den Vorlesungen werden die historische Entwicklung der Ökosystemmodellierung, Charakteristika komplexer Ökosystemmodelle, zu modellierende Modellaspekte sowie die Grundlagen zur Sensitivitätsanalyse inkl. automatischer Parametrisierungsalgorithmen erläutert. Die einzelnen Modellteile werden sukzessive in den praktischen Übungen zu einem eigenen komplexen, realitätsnahen Ökosystemmodell zusammengefügt. Die Programmierung erfolgt in einer für die Studierenden unbekannten Entwicklungsumgebung, die auf der Programmiersprache C basiert. Die Identifikation von Schlüsselprozessen anhand von Sensitivitätsstudien, die Parametrisierung, Kalibrierung und Validierung des Modells anhand von Messdaten sowie die Anwendung einer automatischen Parametrisierung (Metropolis-Algorithmus) erfolgen am eigenen Modell.  Die Hausarbeit umfasst die Beschreibung des Modells, der Implementierung, der Ergebnisse inkl. einer Sensitivitätsstudie im Stil einer wissenschaftlichen Arbeit.

Die Teilnahme an allen Veranstaltungen ist erforderlich, da die Inhalte stark aufeinander Aufbauen und für die Entwicklung des eigenen Modells benötigt werden. Die Prüfungsleistung besteht aus der Hausarbeit. Der inhaltliche Umfang der Hausarbeit ist im Skript zur Veranstaltung ausgeführt.

SE Ökosystemmodellierung:

Im Seminar werden Präsentationstechniken erläutert und geübt. Im Seminar werden durch die Studierenden einzelne Kapitel des Buches von MacKay (siehe Literaturhinweis) erarbeitet und vorgestellt. Die Beurteilung der vorgestellten Inhalte in Hinblick auf Richtigkeit, Aktualität und Vollständigkeit erfolgt in anschließender Diskussion durch alle Studierenden. Ein weiterer zentraler Aspekt ist die Beurteilung der Notwendigkeit und Umsetzbarkeit, die vorgestellten Aspekte in Modellen (z.B. marine Ökosysteme, Verkehrsmodell, Waldökosystem) zu berücksichtigen.

Die aktive Teilnahme am Seminar ist erforderlich. Die Diskussionen über die Präsentationen und über die vorgestellten Inhalte ist zentraler Teil des Seminars. Die konstruktive, kritische Auseinandersetzung der Teilnehmenden untereinander wird erwartet. Um dies zu fördern bzw. zu ermöglichen geht das Seminar nicht in die Modulnote ein.

Literaturempfehlungen

Ein Skript zur VL/Ü wird elektronisch bereitgestellt. Weitere Literatur bei Veranstaltungsbeginn.

Buch zum Seminar: David J.C. MacKay, 'Nachhaltige Energiegewinnung - ohne die heiße Luft' 2. Auflage 2011, abrufbar unter

http://www.withouthotair.com/translations.html#german

Links
Unterrichtssprache Deutsch
Dauer in Semestern 1 Semester
Angebotsrhythmus Modul jährlich
Aufnahmekapazität Modul 15
Hinweise

Das Modul erfordert eine hohe Bereitschaft zum eigenständigen Arbeiten, insbesondere Interesse an Programmierung. Eine hohe Bereitschaft zur aktiven Teilnahme an den Diskussionen wird vorausgesetzt.

Modullevel / module level AS (Akzentsetzung / Accentuation)
Modulart / typ of module Wahlpflicht / Elective
Lehr-/Lernform / Teaching/Learning method SoSe:
VL/Ü Ökosystemmodellierung (7 KP, 4 SWS)
SE Ökosystemmodellierung (3 KP, 2 SWS)
Vorkenntnisse / Previous knowledge Empfehlung: Grundlagen mathematischer Modellierung (mar090), Grundlegende Programmierkenntnisse in beliebiger Programmiersprache
Lehrveranstaltungsform Kommentar SWS Angebotsrhythmus Workload Präsenz
Vorlesung und Übung
4 SoSe oder WiSe 56
Seminar
2 SoSe oder WiSe 28
Präsenzzeit Modul insgesamt 84 h
Prüfung Prüfungszeiten Prüfungsform
Gesamtmodul

Klausur am Ende der Veranstaltungszeit oder Hausarbeit nach der Veranstaltungszeit oder Präsentation oder fachpraktische Übung nach Maßgabe der Dozentin oder des Dozenten.

1 Prüfungsleistung:
1 Klausur (2 Std.,) oder
1 fachpraktische
Übung  oder
1 Präsentation oder
1 Hausarbeit

Regelmäßige, aktive Teilnahme an dem Seminar und den Übungen und Bearbeitung der Übungsaufgaben