LABORATORIJSKE VEŽBE U DOBA NASTAVE NA DALJINU

LABORATORIJSKE VEŽBE U DOBANASTAVE NA DALJINU

Mirjana Simić-Pejović, Predrag Pejović, Milan Bjelica

Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Uvod

� Jedan virus nas je odveo na mrežu, ali ne računarski!

� Oko 15.03.2020. smo izašli na mrežu - počela je nastava na daljinu . . .

� Spremni/nespremni?

� Zbog nedostatka opreme mnoge laboratorijske vežbe susimulacije i demonstracije na računaru dobra pretvorene u simulacije i demonstracije na računaru - dobra

osnova za prelazak „online“.

� Nismo bili spremni za snimanje predavanja i video konferencije, nismo imali kamere ni iskustvo u snimanju . . .

� Nismo imali slobode da izađemo i snimamo vikendom nafakultetu.

� A nismo ni imali servere pod našom kontrolom...

2

Digital Object Identifier

� Svaki nedostatak valja iskoristiti kao prednost - odlična prilikada se unaprede nastavni materijali!

� Dosta nastavnih materijala je već bilo online . . .

� Zenodo (OpenAIRE): server, protok, DOI . . . for free!

� Zašto je DOI bitan?

� „Intelektualna svojina?“

� Sve što je ikada došlo do studenata je svakako postalo dostupno van vaše kontrole.

� Ipak, valja znati ko je autor, moralno pravo autorstva.

� I zato DOI; licenca CC-BY-SA (Attribution-ShareAlike).

3

Jedan primer...

4

Početna tačka

� Dakle, problem dokumentovanja je rešen – imamo mogućnost da dobijemo prostor i protok na serveru i DOI besplatno.

� A šta sa sadržajem?

� Poslednjih godina laboratorijske vežbe masovno na računaru.

� U novim okolnostima studenti sada treba da rade na svojim � U novim okolnostima studenti sada treba da rade na svojim računarima.

� Očekivano računarsko okruženje:� Slab protok

� Slab i/ili star računar

� Odsustvo licenci za softver.

5

Preduslovi i izbor

� Potreban softver sličan Matlabu;� Potreban softver koji studenti mogu legalno da koriste;� Potreban softver koji ne zahteva značajne računarske kompetencije;� Iskoristiti što je moguće više postojeće veštine studenata, npr. da

koriste browser;

� Izbor:� Anaconda Individual Edition� Jupyter – web aplikacija koja omogućava kreiranje i distribuciju

dokumenata koji sadrže delove koda, jednačine, vizuelizaciju, tekst (komentare)... Podržava preko 40 programskih jezika...

� Razlozi:� Slobodan softver, nema troškova� Poznato okruženje, browser� Laka instalacija� Platform independent, radi na svemu: Windows, Linux, Mac.

6

Anaconda i Jupyter

7

Primer: Osnovi telekomunikacija

� Modul Elektronika, druga godina.

� Studenti se sreli sa Python-om, mada nemaju veliko iskustvo.

� Teme:� 1. Furijeovi redovi

� 2. Furijeova transformacija

� 3. Amplitudska modulacija

� 4. Frekvencijska modulacija

� Vežbe već bile na računaru, olakšavajuca okolnost.

� Matlab na fakultetu ili Jupyter kod kuće?

� Primeri, vizuelizacija, grafika . ..

8

Realizacija: primeri i parametri

� Niz primera, različite teme, različiti parametri.

� Studenti dobiju Lab-OT.ipynb fajl i osnovni izlazni fajl Lab-OT.pdf (40 strana).

� Jupyter notebook, komentari, jednačine, kod, slike, sve se vidi u web browser ubrowser-u.

� Sadržaj se poklapa sa laboratorijskim vežbama.

� Studenti podstaknuti da menjaju parametre i posmatraju efekte.

� Veoma jednostavna implementacija, ćelijska struktura dokumenta.

� Izuzetno dobar odziv studenata!

9

Kako to izgleda? Furijeov razvoj, spektar

10

Kako to izgleda? Furijeov razvoj, fazni spektar?

11

Furijeov razvoj, fazni spektar, sada jasno

zbunjuje faza (nije tako na predavanjima!), problem je numerička greška zaokruživanja i 0/0 razlomak koji određuje fazu (ako

nam je uopšte i bitno kolike su faze na učestanostima gde ni ne postoje spektralne komponente!); da vidimo realni i imaginarnideo, tu bi trebalo da sve bude očekivano, ne bi trebalo da se vidi numerička greška, nema deljenja brojem bliskim nuli

12

Kako to izgleda? Furijeov razvoj, još jedan spektar

13

Kako to izgleda? Amplitudska modulacija

14

Kako to izgleda? KAM

15

Kako to izgleda? Frekvencijska modulacija

16

Šta smo videli?

� Furijeovi redovi, Furijeova transformacija . . .

� Numerika i matematika se slažu . . . dok ne dođemo do faze- treba videti i objasniti.

� Šta bi bilo da smo merili? Isto.

� Analogne modulacije, AM-2BO, KAM, samo sadakvantitativno.

� Frekvencijska modulacija - Karsonov obrazac radi!

� U suštini, kao i na „laboratorijskim“ vežbama . . . u odsustvu laboratorijske opreme.

17

Oktobar 2020, šta smo već imali?� Nastavne materijale postavljene na Zenodo.� Sve linkove postavljene na sajt . . . na primer na http://tnt.etf.rs/~peja.� A da napravimo svoj server i da ga sami kontrolišemo?� Statička IP adresa, Raspberry Pi 4 i Ubuntu 20.04 za Raspberry Pi 4.� Tako je nastao http://peja.freedombox.rocks - pokriva svih šest

predmeta koje #2 drži + njegov home page.

� To sluša oko 370 studenata . . .

server

18

Postojeće stanje� Nastavnici su slobodni da izaberu platformu za nastavu na

daljinu koju ce koristiti (Webex, MSTeams, Zoom...)!� Ili predlog potpuno besplatne platforme, tri komponente:

� 1. learning management system (LMS); Moodle je zreo i moćanprogramski paket, https://moodle.org/

� 2. softver za web audio/video konferencije; � Jitsi, https://jitsi.org/,

19

� BigBlueButton, https://bigbluebutton.org/,� eduMEET, https://edumeet.org/ i� Ap. OpenMeetings, https://openmeetings.apache.org/

� 3. media server, “player”:� GNU MediaGoblin, https://mediagoblin.org/ ili� PeerTube, https://joinpeertube.org/

� ... i sve na našim serverima, lokalno, kod nas!

Postojeće stanje

� OBS (Open Broadcaster Software) za snimanje predavanja . . .

� . . . u improvizovanom “studiju” (#2) . . .

� Zenodo da se objave predavanja i dobije DOI.

� Na zahtev studenata - streaming service; za sada je to YouTube.

20

Zaključak

� Nastava na daljinu i laboratorijske vežbe.� „Laboratorijske“ lako prebačene na „online“.

� Anaconda i Jupyter.� Obrada signala, Furijeova analiza, analogne modulacije,

frekvencijska modulacija . . .� Studenti motivisani da probaju efekte promene parametara.� Razlika između egzaktne matematike i numerike . . .� Platforma za nastavu – sloboda izbora.� Kako napraviti studio i objaviti snimke i tekstove.� Kako dobiti DOI i besplatno arhiviranje.� Minimum troškova uz maksimum naučenog kako za studente,

tako i za nastavnike.

21

LABORATORIJSKE VEŽBE U DOBANASTAVE NA DALJINU

mira@etf.rs

peja@etf.rs

milan@etf.rs