Wissenschaftliches Arbeiten mit Open Source Software

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Wissenschaftliches Arbeiten mit Open Source Software
Titel des Moduls:
LP (nach ECTS):
Wissenschaftliches Arbeiten mit Open Source
Software
4
Verantwortlicher:
Sekr.:
E-Mail:
Hans Koch
EW 2-1
[email protected]
Modulbeschreibung
1. Qualifikationsziele
Einführung in die Nutzung frei verfügbarer aber sehr professioneller Softwarepakete als
Handwerkzeug für wissenschaftliches Arbeiten Die Studierenden sollen nach der Vorlesung in der
Lage sein, selbständig hochwertige 2D/3D Abbildungen, Poster und wissenschaftliche
Proceedingsbeiträge zu erstellen. Weiterhin lernen sie, Open Source Softwarepakete zur
(medizinische) Bildverarbeitung (Registrierung, Segmentierung) und zur Numerischen Mathematik
(Zeitreihen, Finite Elemente, Konvexe Optimierung, Symbolische Algebra, Modulare Datenanalyse,
etc.) effektiv zu nutzen.
Die Veranstaltung vermittelt überwiegend:
Fachkompetenz ⊗ Methodenkompetenz ⊗ Systemkompetenz  Sozialkompetenz 
2. Inhalte
Es wird überwiegend auf Python(x,y) zurückgegriffen, ein sehr professionelles und umfangreiches
Open Source Softwarepaket, das von Wissenschaftlern für Wissenschaftler zusammengestellt worden
ist. Die Vorlesung führt exemplarisch in einzelne Aspekte des Paketes ein mit dem Fokus auf schnelle
praktische Nutzbarkeit im wissenschaftlichen Umfeld und dient nicht dazu, zum Programmierfreak zu
werden.
Zum Inhalt:
- Einführung in das Softwarepaket Python(x,y) und die Entwicklungsoberfläche Spyder
- Erstellung publikationsfähiger Grafiken, Abbildungen und Diagramme mit MathPlotLib
- Ein- und Ausgabe in Dateien, Nutzung von Datenbanken
- Numpy: Rechnen mit Arrays und Matrizen
- Scipy: Wissenschaftliches Rechnen
- ITK: Bildverarbeitung, speziell Registrierung und Segmentierung
- VTK: Interaktive Visualisierung
- In die Vorlesung integriert sind Kleingruppenübungen.
3. Modulbestandteile
LV-Titel
LV-Art
VL
SWS
2
LP
(nach
ECTS)
4
Pflicht(P) /
Semester
Wahl(W)
(WiSe / SoSe)
Wahlpflicht(WP)
P
WiSe
4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen
Vorlesung, Programmierübungen in Kleingruppen während der Vorlesung.
5. Voraussetzungen für die Teilnahme
Grundkenntnisse in einer Programmiersprache wünschenswert. Damit ist Python schnell
selbständig erlernbar.
-26. Verwendbarkeit
Python(x,y) ist ein ausgesprochen nützlicher Werkzeugkasten für das wissenschaftliche Arbeiten auf
jedem Niveau sowohl im Studium als auch in der weiteren wissenschaftlichen Karriere.
7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte
In der Veranstaltung „Wissenschaftliches Arbeiten mit Open Source Software“ beträgt der wöchentliche
Arbeitsaufwand für die Vorlesung und die damit verbundenen Programmierübungen in Kleingruppen
6h. Für die Prüfungsvorbereitung in der Vorlesungsfreien Zeit sind 30 h anzusetzen. Dies ergibt einen
gesamten Zeitaufwand von rund 120 h, entsprechend 4 Leistungspunkten.
8. Prüfung und Benotung des Moduls
Mündliche Prüfung.
Für die Prüfung ist eine selbst gestellte und verwirklichte Programmieraufgabe vorzustellen. Kriterien
für die Benotung sind Schwierigkeit der Fragestellung und Kreativität der Lösung. Zur Anmeldung ist
die Vorlage eines Übungsscheins erforderlich. Der Übungsschein wird ausgehändigt, wenn im Laufe
des Semesters mindestens vier kleinere Programmieraufgaben erfolgreich abgeschlossen wurden.
9. Dauer des Moduls
Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.
10. Teilnehmer(innen)zahl
Durch die Kapazität des WLAN und der Räumlichkeiten ist die Teilnehmer(innen)zahl auf maximal 20
begrenzt.
11. Anmeldeformalitäten
Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im
Prüfungsamt angemeldet.
12. Literaturhinweise, Skripte
Skripte in Papierform vorhanden:
ja  nein ⊗
Skripte in elektronischer Form vorhanden:
ja ⊗
nein 
Literatur:
Im Python(x,y)-Paket sind umfangreiche Verweise auf relevante Literatur und/oder Dokumentationen
vorhanden.
Zur Einführung in Python: http://docs.python.org/tutorial/
13. Sonstiges
Voraussetzung: eigenes Notebook mitbringen, auf dem python(x.y) installiert ist. Letzteres ist ganz
einfach per download aus www.pythonxy.com möglich*). Die meisten Programme sind in Python
geschrieben.
*) (einzige Voraussetzung: Administratorrechte)