V zimním semestru 2011 jsme odučili první semestr inovovaného předmětu Modelování a simulace pro magisterský obor Biomedicínské inženýrství na Katedře kybernetiky FEL ČVUT. Těžiště inovace spočívalo zejména ve změnách cvičení – oproti minulým letům, kdy se na cvičení vyučoval jazyk MATLAB/Simulink, rozhodli jsme se zacílit na moderní jazyk Modelica, což si vyžádalo kompletní revizi předmětu. Získané poznatky se dají využít při výuce jakéhokoli předmětu, kde cvičíme zejména dovednosti. Jelikož jazyk není syntakticky složitý, prakticky od začátku jsme začali pracovat na jednoduchých modelech fyziologických procesů. Důraz byl kladen zejména na analýzu a pochopení modelu, čímž se studenti učili nejen chápat části fyziologie (jejíž základy již mají z minulých předmětů), ale i analyticky přemýšlet a skládat si souvislosti. Stavěli jsme před studenty náročná témata, což povětšinou vedlo k hlubšímu zájmu a pochopení látky. Předmět patřil mezi časové náročné, měl domácí úlohu na každou hodinu (cca 4h domácí práce týdně), testy v semestru a semestrální práci (cca 50h). S náročnými úkoly však musí být cvičící vždy připraveni a ochotni pomoci a vysvětlit. Zejména u méně zorientovaných studentů bylo třeba mnoho úsilí proto, aby z předmětu neodcházeli frustrováni. Studenti FEL obecně nejsou zvyklí chodit konzultovat, přesto se nám podařilo je na tuto jinde běžnou praxi navyknout. V článku prezentujeme výukové postupy a jejich zhodnocení, některé klíčové postřehy, dále srovnáváme vývojová prostředí a praktickou využitelnost znalostí pro absolventy.

An innovated subject, Modelling and Simulation, was taught for the first time in the winter semester of 2011 for the master's course Biomedical Engineering at the Department of Cybernetics, Faculty of Electrical Engineering (FEE), Czech Technical University (CTU). The innovation consisted particularly in modifications of the seminars – unlike previous years when the seminars had been based on the instructional language MATLAB/Simulink, we decided to focus on the modern language Modelica, which required revising the subject completely. The knowledge gained can be used in the teaching of any subject focused specifically on training the skills. Given that the syntax of the language is not complicated, simple models of physiological processes could be worked on virtually from the beginning. An emphasis was laid particularly on the model analysis and understanding, meaning that the students learned not only to understand parts of physiology (whose basics they had gained in previous subjects), but also to develop analytical thinking and find connections. The students could be faced with demanding topics, which usually led to a deeper interest and understanding of the matter. The subject was one of the more time demanding ones, homework was given for every lesson (approx. 4 hours of homework weekly), tests during the semester and a semester paper (approx. 50 hours). However, the trainers must always be ready and willing to help and provide explanation when demanding tasks are handled. A lot of effort was needed particularly in less oriented students to make sure they did not leave the class frustrated. In general, FEL students are not used to attend consultations; in spite of that, we succeeded in making them become accustomed to this practice quite common elsewhere. The article presents teaching procedures and their assessment, some key observations, and a comparison of the development environments and applicability of the knowledge for graduates.

Katedra Kybernetiky FEL ČVUT Praha

Experience of innovating modelling and simulation courses at FEE CTU