Vertailu: laskennallinen tekniikka LUTissa ja muissa yliopistoissa

Yliopistoja vertailevan sarjan neljännessä osassa tutustumme laskennallisen tekniikan koulutuksiin.

Laskennallinen tekniikka tutkii ilmiöitä ja ratkaisee ongelmia simulaation, mallintamisen ja tiedonhallinnan avulla. Laskennallisten menetelmien ja välineiden avulla voidaan entistä tehokkaammin ratkoa ihmiskunnan suuria kysymyksiä, kuten vaikkapa ilmastonmuutokseen, terveyden edistämiseen ja yritysten kilpailukykyyn liittyviä haasteita.

Missä yliopistoissa laskennallista tekniikkaa tai siihen läheisesti kytkeytyvää alaa voi opiskella? Entä mitkä ovat yliopistojen painotukset kandidaattiohjelmissa?

Alla oleva vertailu perustuu kesällä 2020 kerättyihin tietoihin, jotka löytyvät Opintopolusta sekä yliopistojen nettisivuilta.

LUT-yliopisto

LUT-yliopistossa laskennallinen tekniikka on nimensä mukaisesti tekniikan alan koulutus. Kandidaattiohjelmasta valmistuu tekniikan kandidaatiksi ja maisteriohjelmasta diplomi-insinööriksi.

Monessa muussa yliopistossa vastaavia aihepiirejä – muun muassa matematiikkaa, data-analytiikkaa, tietojenkäsittelyä ja koneoppimista – käsitellään luonnontieteiden alla. Tällöin kandidaattiohjelmasta valmistuneen tutkintonimike on luonnontieteiden kandidaatti ja maisteriohjelmasta valmistuneen filosofian maisteri.

LUTin laskennallisen tekniikan ohjelmassa suunnitellaan tietointensiivisiä teknisiä ratkaisuja matematiikkaan ja tietojenkäsittelyyn pohjautuen. Opinnoissa käsitellään koneoppimista ja tekoälyä sekä niiden matemaattista ja tilastotieteellistä pohjaa. Opiskelija oppii ymmärtämään tietoaineistoja, nykyaikaisia mallinnus- ja analyysimenetelmiä, kuten syväoppimista sekä ilmiöitä ja asioiden välisiä riippuvuussuhteita kuin myös analysoimaan niihin liittyviä riskejä ja epävarmuutta. Opiskelija hallitsee myös riskianalyysin: älykkäiden järjestelmien täytyy olla varmatoimisia ja niiden laajaan käyttöön liittyy joukko eettisiä kysymyksiä.

Aalto-yliopisto

Teknillisen fysiikan ja matematiikan ohjelmassa korostuu tieteen merkitys tulevaisuuden uusien teknologioiden synnyttäjänä. Opinnoissa on vahva tieteellinen pohjavire. Opiskelijat valitsevat pääaineekseen joko teknillisen fysiikan tai matematiikan ja systeemitieteet viimeistään toisen opiskeluvuoden syksyllä. Matematiikan ja fysiikan lisäksi ohjelmassa voi perehtyä esimerkiksi nanotekniikkaan, energiatieteisiin, matemaattiseen mallinnukseen tai riskienhallinnan teoriaan.

Matematiikan opinnoissa perehdytään muun muassa termodynamiikkaan, tarve- ja käyttäjälähtöiseen kehittämiseen sekä tuote- ja palvelukehityshaasteiden ratkaisemiseen sekä matemaattiseen mallintamiseen, optimointiin ja simulointiin laboratorioharjoitusten kautta. Opiskelija oppii hankkimaan alan tietoa, ymmärtää oppimansa yhteyden tieteelliseen tutkimukseen ja soveltaa taitojaan luovasti ongelmanratkaisussa.

Systeemitieteiden opinnot antavat opiskelijalle valmiuksia mallien laatimiseen ja käyttöön päätöksenteossa sekä teknistaloudellisten järjestelmien analyysissä, suunnittelussa ja optimoinnissa. Tällaisia malleja käytetään nykyään hyvin laajasti myös yhteiskunnallisia, ympäristöön liittyviä ja biologisia ilmiöitä kuvattaessa ja analysoitaessa.

Englanninkielisessä Science and Technology -ohjelmassa on viisi pääainetta: Chemical Engineering (kemiantekniikka), Data Science (datatiede), Computational Engineering (laskennallinen tekniikka), Digital Systems and Design (digitaaliset järjestelmät ja muotoilu) sekä Quantum Technology (kvanttitekniikka).

Data Science -pääaine antaa tarvittavat taidot reaalimaailman ongelmien ratkaisemiseksi algoritmien suunnittelun, koneoppimisen, tekoälyn, tilastollisten päätelmien, operatiivisen tutkimuksen ja optimoinnin avulla. Valmistuneet pystyvät hallitsemaan suuria tietomääriä, tekemään tiedoista järkeviä päätelmiä ja rakentamaan tietopohjaisia ​​malleja, jotka tekevät tarkkoja ennusteita tai älykkäitä päätöksiä.

Computational Engineering -pääaine antaa opiskelijalle taidot soveltavaa matematiikkaa ja ratkoa teknisiä tai suunnitteluongelmia käyttäen apuna ohjelmointitaitoja ja algoritmeja. Opiskelija oppii tuntemaan fysiikan, mekaniikan ja tekniikan yleisimmät teoriat sekä käyttämään suosituimpia tekniikan ohjelmistopaketteja.

Helsingin yliopisto

Luonnontieteiden alaan kuuluva matemaattisten tieteiden kandiohjelma jakautuu neljään opintosuuntaan: matematiikkaan, tilastotieteeseen, ekonometriaan (vastaa kvantitatiivista taloustiedettä) ja tietojenkäsittelyteoriaan. Opintosuunnan voi valita heti opintojen alussa tai viimeistään kolmannen opiskeluvuoden aikana.

→ Matematiikan opintosuunnassa tutustutaan laajasti eri sovellusaloilla tarvittaviin matematiikan aloihin sekä matematiikkaan tieteenä. Opintosuunnan kurssit johdattavat modernin matematiikan kiehtovaan maailmaan, joka antaa perustan myös matematiikan sovelluksille. Opintojen aikana harjaannutaan matemaattiseen päättelyyn ja matemaattisten tulosten esittämiseen.

Tilastotieteen opintosuunnassa perehdytään tilastollisen päättelyn ja mallinnuksen teoriaan sekä menetelmiin, joilla datasta voidaan paljastaa yleisiä systemaattisia piirteitä. Tilastotieteen ydin on havaintoihin liittyvän epävarmuuden matemaattinen kvantifiointi ja hallinta. Todennäköisyyslaskentaan juurtuvan matemaattisen ytimen ja teoreettisen sisällön lisäksi data-analyysillä on opinnoissa huomattava rooli.

Tietojenkäsittelyteorian opintosuunnassa tutustutaan matematiikan lisäksi nykyaikaiseen tietotekniikkaan sen kehittäjän näkökulmasta. Opintosuunnassa perehdytään sekä matematiikan yleisiin periaatteisiin että tietojenkäsittelyssä tarvittaviin matematiikan erityisalueisiin ja niiden taustalla olevaan teoriaan.

Englanninkielisessä luonnontieteiden kandidaattiohjelmassa, Bachelor’s Programme in Scienceon neljä opintosuuntaa: Chemistry (kemia), Computer and Data Science (tietojenkäsittely- ja datatiede), Mathematics and Statistics (matematiikka ja tilastot) and Physics (fysiika). Opiskelija valitsee opintosuunnan mielenkiintonsa mukaan opintojen alussa.

Computer and Data Science -opintosuunnassa opiskelija saa taidot rakentaa nykyaikaisia ​​ohjelmistoja tekemällä käytännön projekteja ja harjoituksia sekä tutkimalla tietokoneiden toimintaa ja niiden tehokkaan käytön taustalla olevia perusideoita. Ohjelmassa perehdytään myös tekoälyn luomiin uusiin mahdollisuuksiin sekä suurten tietomäärien analysointiin.

→ Mathematics and Statistics -opintosuunnassa korostetaan matematiikkaa itsenäisenä tieteenä ja sen merkitystä tilastossa. Ohjelma tarjoaa johdannon modernin matematiikan avainkäsitteisiin ja -menetelmiin sekä laajemman kuvan matematiikan täsmällisestä maailmasta tutkimalla tarkalleen määriteltyjä käsitteitä ja niiden keskuudessa ilmeneviä ominaisuuksia ja suhteita. Lisäksi valinnainen moduuli tarjoaa johdannon tilastollisen mallinnuksen, päätelmien ja laskennan perusteisiin.

Itä-Suomen yliopisto

Luonnontieteiden alaan kuuluvan sovelletun fysiikan opinnot luovat pohjan laaja-alaiselle ja hyvin erilaisiin ympäristöihin soveltuvalle luonnontieteelliselle ajattelutavalle. Koulutus painottuu kandidaattiopinnoissa matematiikan ja fysiikan eri pääalojen opiskeluun, jotka syvenevät ja profiloituvat opintojen edetessä. Opiskelija saa työkaluja vaikkapa ilmastonmuutokseen vaikuttavien tekijöiden mittaamiseen ja niiden vaikutusten mallintamiseen, tulevaisuuden lääketieteen diagnoosi- ja hoitomenetelmien kehittämiseen tai teollisten prosessien optimoimiseen. Matemaattisten apuvälineiden, teorian ja numeeristen menetelmien hallinta on fysiikassa keskeistä.

Tampereen yliopisto

Englanninkielisessä Science and Engineering -ohjelmassa on neljä pääainetta: Mathematics (matematiikka), Physics (fysiikka), Information and Communications Technology (tieto- ja viestintätekniikka) ja Electrical Engineering (sähkötekniikka). Pää- ja sivuaineopintoihin siirrytään toisen ja kolmannen vuoden aikana.

Mathematics -pääaine tarjoaa vahvan perustan kaikille matematiikan ja analyyttisen ajattelun avainalueille. Opetus on integroitu tutkimukseen ja opinnoissa perehdytään muun muassa matemaattisen analyysiin, systeemiteoriaan ja sen sovelluksiin, yleistettyyn ja sovellettuun logiikkaan sekä massadatan (Big Data) analysointiin.

Matematiikan ja tilastollisen data-analyysin koulutuksessa voi suorittaa luonnontieteiden kandidaatin ja filosofian maisterin tutkinnot. Kandidaattiopintojen aikana opiskelija valitsee opintopolun neljästä vaihtoehdosta: matematiikka, matematiikan aineenopettaja, tietotekniikan matematiikka tai tilastollinen data-analyysi. Näistä laskennallista tekniikka lähimpänä on tilastollinen data-analyysi.

Matematiikan perus- ja aineopinnot suoritettuaan opiskelija tuntee matematiikan keskeisiä osa-alueita ja hänellä on käsitys matematiikasta yliopistollisena oppiaineena. Opintojen aikana opiskelijan kyky abstraktiin matemaattiseen          ajatteluun ja ongelmien ratkaisuun kehittyy. Opiskelija kartuttaa osaamistaan mm. sopivilla valinnaisilla opinnoilla valitsemansa opintosuunnan vaatimukset huomioiden (perus- ja aineopinnot ovat matematiikan eri poluissa samat).                  HUOM! Matemaattisten aineiden aineenopettajan koulutukseen voi hakeutua joko suoraan yhteishaun kautta tai myöhemmin opintojen aikana.

Tilastollisen data-analyysin opiskelija saa kattavat perustiedot tilastotieteen keskeisestä teoriasta, tärkeimmistä aineistonhankinta- ja analyysimenetelmistä sekä menetelmien tietokonepohjaisesta soveltamisesta. Opiskelija hankkii myös monipuoliset tietotekniset valmiudet sekä laaja-alaisen käsityksen informaation hallinnasta sekä tieteessä että käytännön sovelluksissa. Opiskelija saa myös valmiudet tuottaa tieteellisesti pätevää tekstiä sekä esitellä analyysien tuloksia sopiville kohderyhmille.

Turun yliopisto

Luonnontieteiden alaan kuuluva matematiikan ja tilastotieteen koulutusohjelma on painottunut diskreettiin matematiikkaan eli koodausteoriaan, kryptografiaan ja laskettavuuden teoriaan. Kandidaatin tutkinnossa opiskelija voi valita pääaineeksi joko matematiikan tai tilastotieteen.

Matematiikan pääaineessa valitaan lisäksi erikoistumisala eli suoritetaan matematiikan, sovelletun matematiikan tai matematiikan aineenopettajan opinnot. Opintosuunnan voi valita toisen opiskeluvuoden aikana. Tilastotieteen suuntautuminen valitaan ensimmäisen opintovuoden aikana.

Matematiikan opinnot perehdyttävät opiskelijan klassiseen matematiikkaan ja antavat yleiskuvan modernin abstraktin matematiikan osa-alueista.

Sovelletun matematiikan opinnot keskittyvät matemaattiseen mallintamiseen ja optimointiin. Opinnot antavat opiskelijalle valmiudet analysoida erilaisia käytännön ongelmia matematiikan työkaluja käyttäen. Sovelletun matematiikan suuntautumisessa on mahdollista erikoistua finanssi- ja vakuutusmatematiikkaan.

Tilastotieteen pääaineessa tutustutaan tilastotieteen perusteisiin, tilastollisen päättelyn tärkeimpiin teorioihin ja tuloksiin sekä opitaan soveltamaan tilastotieteen periaatteita tutkimuksen suunnittelussa ja datan analysoinnissa. Opiskelija voi kurssivalintojen kautta suuntautua mm. aikasarja-analyysin ja ekonometrian tilastollisiin menetelmiin, tilastolliseen data-analytiikkaan, bio- ja lääketieteiden tilastollisiin menetelmiin tai tilastotieteen teoriaan.

Jyväskylän yliopisto

Luonnontieteiden alaan kuuluvassa matematiikan ja tilastotieteen kandidaattiohjelmassa opiskelija valitsee opintosuunnakseen joko matematiikan tai tilastotieteen. Valinta tehdään joustavasti opintojen aikana oman kiinnostuksen mukaan.

Matematiikan opinnoissa perehdytään matematiikan eri osa-alueisiin. Opiskelija saa kattavan tietämyksen tieteenalan peruskäsitteistöstä ja –menetelmistä ja tutustuu koulumatematiikasta tuttujen käsitteiden ja tulosten täsmälliseen esitykseen ja myös kokonaan uusiin, mielenkiintoisiin aihepiireihin.

Tilastotieteen opinnot jakautuvat teoreettisiin kursseihin, kuten todennäköisyyslaskenta ja matemaattisen tilastotieteen kurssit, ja soveltavampiin menetelmäkursseihin. Lisäksi opiskelija voi sisällyttää opintoihinsa laskennalliseen mallintamiseen liittyviä kursseja. Soveltavilla kursseilla opitaan analysoimaan empiirisiä havaintoaineistoja tietokoneella.

Lista eri tekniikan alojen koulutusta tarjoavista yliopistoista löytyy DIA-yhteisvalinnan sivuilta.

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *