Uygulamalı MATLAB Eğitimi

TÜBİTAK 2237
Uygulamalı Matlab Eğitimi

TÜBİTAK 2237 Bilimsel Eğitim Etkinliklerini Destekleme Programı kapsamında “Uygulamalı Matlab Eğitimi” isimli online – çevrimiçi olarak tasarlanan projemize başvurular başlamıştır. Başvuru linki aşağıda verilmiştir. Proje 04.07.2022 – 07.07.2022 tarihleri arasında yapılacaktır. Bu projeye matematik bölümü mezunu olup matematik alanında lisansüstü programda kayıtlı bulunan öğrenciler katılabilirler.

Günümüzdeki bilim insanları doğadaki olayları anlayabilmek ve keşfetmek için sayısal modelleme ve veri analizine gereksinim duymaktadır. Sayısal modelleme bilimde yaygın bir kullanıma ve gelecekte kritik bir öneme sahiptir. Bu yüzden sayısal modelleme 21. yüzyılda, bilimin ilerlemesi ve gelişmesi için çok önemli bir role sahiptir. Bir çok fizik ve mühendislik problemi gelişmiş bilgisayarlar kullanılarak çözülmektedir. Örneğin, aerodinamiğin temel ilkelerini bilen bilim adamları ilk uçakları tasarlamıştır, fakat, bu günümüz için yeterli değildir. Üreticiler, çeşitli modellerin kapsamlı bilgisayar simülasyonları olmadan yeni bir uçak inşa etmeye başlayamaz. Bilgisayar simülasyonun gerekli bir araç olarak kullanıldığı hava tahmini diğer bir örnek olarak verilebilir. Bu tahminler tamamen doğru değildir, ancak, yine de önümüzdeki birkaç günün hava durumu hakkında oldukça iyi fikir edinmeye yetecek kadar iyidir. Sayısal modelleme, bir modeli inceleme ve bir kişi veya makine tarafından çözülebilecek bir çözüm formüle etme sürecidir. Bir çok bilim insanı, güçlü hesaplama ve programlama becerileri gerektiren karmaşık modellerin ve büyük veri kümelerinin üstesinden gelmek için makinelere ve programlara yöneliyor. MATLAB da bu hesaplamalarda en çok kullanılan ve diğer programlara göre kullanımı daha basit olan, kolayca öğrenilebilen programlardan bir tanesidir. MATLAB, matematik-istatistik, optimizasyon, Yapay Sinir Ağları (YSA), bulanık mantık, işaret ve görüntü işleme, kontrol tasarımları, yöneylem çalışmaları, tıbbi araştırmalar, finans ve uzay araştırmaları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. MATLAB, kullanıcıya hızlı bir analiz ve tasarım ortamı sağlar. Bu nedenle, dünyada bir çok endüstri, devlet ve akademik kurumlar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle birçok üniversitede çeşitli derslerde ve kurslarda öğretilmektedir. Dünyada Matlab kullanan şirketlere örnek olarak, Boeing, DaimlerChrsyler, Motorola, NASA, Texas Instruments, Toyota ve Saab vd., Türkiye’de ise Aselsan, Tofaş, Arçelik, Siemens, Alcatel, Garanti Bankası, Deniz Kuvvetleri gibi şirketler verilebilir.

Projemizin amacı, özellikle gerçek hayat modellerinin simülasyonlarında ve bilimsel hesaplamalarda kullanılan MATLAB programlama dili ile birlikte MATLAB’ın kullanışlı araçları ve uygulamaları hakkında lisansüstü öğrencilere uygulamalı eğitim vermektir.

Bilim insanları MATLAB kullanarak verileri kontrol altına alabilir, modelleri keşfedebilir ve bu modelleri anlayarak sonuçlarını yorumlayabilir. MATLAB, 1970’lerin sonunda Cleve Moler tarafından yazılmıştır. MATLAB (Matrix Laboratory-Matris laboratuvarı), asıl olarak teknik ve bilimsel hesaplamalar için oluşturulmuş, piyasadaki en iyi teknolojilerden birine sahip olan bir yazılımdır. Ayrıca, temelde lineer cebir üzerinde kullanılan matematiksel işlemlerin çözümü için kullanılır. Bununla birlikte, daha hızlı ve iyi algoritma dizaynı ve testi için en iyi desteği sağlar. Farklı algoritmalarla veri analizini yapar ve değişiklikler üzerinde kolaylıkla çalışılmasını sağlar. Ayrıca, yeni arayüzlerin dizaynında esneklik sağlar.

MATLAB ismini İngilizce matris laboratuvarı (MATrix LABoratuvarı) anlamına gelen kelimelerinden almıştır. İlk defa LINPACK ve EISPACK tasarıları kullanılarak oluşturulan matris yazılımına kolay bir şekilde erişebilmek için yazılmıştır. MATLAB temel veri elemanı boyutlandırma gerektirmeyen bir dizim (array) olan etkileşimli bir programlama dilidir. MATLAB’ın avantajlarından biri, matris ve vektör formüllü olan pek çok teknik hesaplamanın çözümünün, etkileşimli olmayan C veya Fortran gibi dillerle yazılan bir programın çözümünden çok daha kısa olmasıdır. MATLAB, sayısal ve sembolik hesaplamalar, veri çözümlemesi, gerçek ortamda test ve ölçüm yapabilme, çok gelişmiş çizim işlemleri, algoritma geliştirme, ileri seviye programlama, C/C++, FreeFEM++, MAPLE gibi programlarla tümleşik çalışabilmesi, mühendislik ve bilimsel uygulamaları ile tüm dünyada birçok alanda yaygın olarak kullanılan yazılımdır (İnan, 2011). MATLAB yazılımının kullanımı temel anlamda basittir ve ayrıca etkin uygulama geliştirme olanağına sahiptir. Aslında MATLAB’ı en çok kullanışlı kılan, birçok matematik ve mühendislik uygulamalarına kolay bir şekilde uygulanabilen Toolbox adı verilen kutucuklar içermesidir. Günümüzde gelişen ve gün geçtikçe de gelişecek olan Simulink ile gerçek zamanlı uygulamaların (iletişim, işaret, ve görüntü işleme, mekanik ve elektriksel sistemler) simülasyonlarını gerçekleştirme imkanı sağlamaktadır. Proje konusu olarak MATLAB eğitimi seçmemizin sebeplerinden birisi MATLAB’ın matematik, fen ve mühendislik alanlarında (özellikle uygulamalı matematik alanında) yaygın olarak kullanılmasıdır. Proje kapsamında ilk olarak MATLAB temel eğitimi ve programlama verilecektir. Daha sonrasında bu bilgiler kullanılarak, MATLAB’ın kısmi ve adi diferansiyel denklemlere uygulaması ile yapay zeka ve optimizasyon uygulamaları verilecektir. Katılımcılar bu eğitimlerdeki uygulamaları bireysel olarak kendi bilgisayarlarında yapacaklardır. Etkinliklerde katılımcılar özellikle uygulamalı matematikteki gerçek yaşam problemlerinin çözümleri için, verilen bilgileri kullanarak algoritmalar oluşturacaklardır. Böylece proje aracılığıyla katılımcıların, gerçek yaşam problemlerini matematikle modelleyip MATLAB’ta simülasyonlarını oluşturmayı öğrenmeleri hedeflenmektedir.

Yukarıdakilere ek olarak, bu proje önerisinin diğer amaçları aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Matematikte integral, türev alma gibi belli temel konuları MATLAB ile hesaplamayı öğrenmek,

2. Algoritmalar geliştirmek ve geliştirilen bu algoritmaları nümerik analizdeki yaklaşımlara uygulamak,

3. Veriler kullanarak eğri uydurmalar yapmak, bunları gerçek dünya problemlerine uygulayarak gelecekle ilgili yorumlar yapmak,

4. Algoritmaları kullanarak modellemeler ve simülasyonlar yapmak,

5. Bilimsel ve mühendislik alanlarında 2 ve 3 boyutlu grafikler çizmek, 6. Adi ve kısmi diferansiyel denklemleri çözmek,

7. Optimizasyon uygulamaları yapmak,

8. Yapay zeka uygulamaları yapmak.

Kapsam
Projede MATLAB programı kullanılacağından bu program her katılımcının bilgisayarında bulunmalıdır. MATLAB programı https://www.mathworks.com/products/ sitesinden 30 günlük deneme sürümü indirilerek lisanslı bir şekilde etkinlik boyunca kullanılabilecektir. Proje kapsamında, Türkiye’de matematik, matematik mühendisliği ya da matematik eğitimi bölümlerinden mezun olup lisansüstü öğrenim gören öğrencilere MATLAB programı kullanarak, lineer cebir, algoritmalar, nümerik yaklaşımlar, optimizasyon uygulamaları, yapay zeka uygulamalarından bulanık mantık, yapay sinir ağları ve genetik algoritmalar, adi ve kısmi diferansiyel denklem uygulamaları anlatılacaktır. Bu uygulamalar bizzat katılımcılar tarafından kendi bilgisayarlarındaki MATLAB programında yapılacaktır. Proje kapsamında 34 saatlik eğitim verilecektir. Bu eğitim kapsamında aşağıdakiler anlatılacaktır;

1. MATLAB ile temel kavramlar,

2. MATLAB ile lineer cebir,

3. MATLAB kullanarak grafik çizimi,

4. MATLAB’ta programlama,

5. MATLAB’ta sembolik işlemler,

6. Gecikmeli diferansiyel denklemlerin MATLAB ile çözümü,

7. Kısmi diferansiyel denklemlerin MATLAB ile sonlu fark çözümleri

8. MATLAB’ta optimizasyon uygulamaları,

9. MATLAB’ta eğri uydurma,

10. Adi diferansiyel denklemlerin MATLAB ile nümerik çözümleri,

11. MATLAB’ta yapay zeka uygulamaları

Türkiye’nin gelişebilmesi için, gelecek nesillerin gerçek dünya problemlerini günümüz teknolojisini kullanarak çözebilmesi gerekmektedir. Tam da bu noktada MATLAB çok kullanışlı bir programlama dilidir. Birçok alanda çok fazla uygulamaya sahip olması gerçek dünya problemlerini çözmek için iyi bir özelliktir.

Proje kapsamında,

1. Eğitim etkinliklerinde 7 farklı üniversiteden toplamda 12 akademisyen eğitmen görev alacaktır.

2. Eğitimlerde katılımcıların kendilerinin yapacağı uygulamalar olacaktır.

3. Eğitim toplam 4 gün sürecektir.

MATLAB eğitiminin katılımcılara kazanımlarını belirlemek amacıyla, karma yöntem bilimsel araştırma yaklaşımı çerçevesinde yapılandırılacaktır. Araştırma deseni olarak karma deneysel desen kullanılacaktır. Karma deneysel desen, birincil desen olarak deneysel nicel araştırma içinde nicel ve nitel verilerin toplanması, analiz edilmesi ve bütünleştirilmesini ifade etmektedir. Araştırmanın birinci boyutu nicel verilerin toplanması ikinci boyutu ise nitel verilerin toplanması şeklinde gerçekleştirilecektir. Araştırmanın nicel boyutu, deneme öncesi desenlerden tek gruplu ön test-son test modeli kullanılarak gerçekleştirilecektir. Deneysel desen, değişkenler arasındaki neden-sonuç ilişkisini test etmeye yönelik araştırmalardır. Tek gruplu ön test-son test deneysel desende bir gruba bağımsız değişken uygulanır, deney öncesi ve deney sonrası ölçme yapılır. Ön test ve son test ortalamaları arasındaki fark, bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerindeki etkisini gösterir (Büyüköztürk, 2013; Metin, 2014).

Katılımcıların MATLAB düzeyini belirlemek için Ek-1’de sunulan eğitim boyunca verilecek olan konuları kapsayan 10 açık uçlu sorudan oluşan bir test hazırlanmıştır. Sorular hazırlandıktan sonra iki matematik bölümü öğretim üyesi, iki istatistik bölümü öğretim üyesi ve bir ilköğretim matematik öğretmenliği bölümü öğretim üyesinin uzman görüşleri alınmıştır. Uzman görüşleri alındıktan sonra bu sorular konuyu daha önce öğrenmiş olan 40 lisans 4. sınıf öğrencisine uygulanmış ve soruların ifade bakımından anlaşılır olduğu görülmüştür. Her soru için cevap anahtarı hazırlanarak, her bir soru 10 puan üzerinden değerlendirilecektir. Benzer değerlendirmeler, Bayram, Sökmen ve Savcı (1997); Aşçı, Özkan ve Tekkaya, (2001); Akpınar ve Ergin (2005) tarafından da yapılmıştır. Açık uçlu sorulardan elde edilecek olan veriler, istatistik paket programı yardımı ile analiz edilecektir. İstatistik analiz tekniklerinden olan bağımlı iki örneklem testi ve Wilcoxon testleriyle etkinliğin başarısı değerlendirilecektir. Katılımcılar etkinlik öncesi Ek-1’de verilen 10 soruluk ön testi bitirdikten sonra bu testin değerlendirmesi eğitim veren öğretim üyeleri arasından rasgele seçilen iki kişi tarafından yapılacaktır. Her bir soru için ayrı ayrı değerlendirme yapılacak, daha sonra da toplam aldığı puan üzerinden değerlendirme yapılacaktır.

Bu çalışmanın ikinci bölümü nitel araştırma yaklaşımı doğrultusunda yapılandırılmıştır. Nitel araştırmacılar, insanların deneyimlerini nasıl değerlendirdiklerini, yorumladıklarını, deneyimlerine nasıl bir anlam yüklediklerini ve dünyalarını nasıl kurduklarını anlamaya çalışırlar (Merriam, 2013). Araştırmada, nitel araştırma desenlerinden fenomenoloji (Olgu bilim) (Yıldırım ve Şimşek, 2013) kullanılacaktır. Fenomonoloji çalışmalarında, katılımcıların deneyimleri ve algıları bir olay bağlanımında incelenmektedir. Nitel veriler, etkinlik sonrasında Ek-2’de sunulan dört sorudan oluşan yarı yapılandırılmış görüşme formu kullanılarak toplanacaktır. Görüşmeler yaklaşık olarak 20 dakika süre içerisinde, katılımcılarla birebir görüşme şeklinde planlanacaktır. Elde edilen veriler yazılı dokümanlara dönüştürülerek diğer verilerle birlikte yorumlanacaktır. Nitel verilerin analizi içerik analizi yöntemiyle gerçekleştirilecektir. İlk olarak verilerin tamamı okunacak, ikinci aşamada veriler kodlanacak ve birbiri ile ilgili kodlar ilişkilendirilerek temalara ulaşılacaktır. Bu doğrultuda tümevarımsal bir yöntem kullanılarak soyutlama yorumlama yapılacaktır.

Katılımcı Seçim Kriterleri
Projede katılımcı kitle, Türkiye’de matematik, matematik mühendisliği ya da matematik eğitimi bölümlerinden mezun olup lisansüstü öğrenim gören öğrenciler olarak belirlenmiştir. Bu proje ile öğrencilerin özellikle uygulamalı matematik konularında el ile çözmekte zorlandıkları problemleri MATLAB programını kullanarak çözebilmeleri hedeflenmiştir. Sonuç olarak bilgisayar ve matematiğin ilişkisini kurabilecek, program yardımı ile problemlerin çözümüne nasıl ulaşılabildiğini öğrenecek ve matematiğin diğer disiplinler ile arasındaki ilişkisini kurabileceklerdir. Başvuru yapacak olan adaylar, projenin internet sayfasından başvuru yapabilecek ve aşağıdaki kriterlere göre katılımcı listesi belirlenecektir.

Seçim Kriterlerimiz

• Türkiye’de matematik, matematik mühendisliği ya da matematik eğitimi bölümlerinden mezun olup lisansüstü öğrenimi görüyor olmak,

• Daha önce 2237-A kapsamında 5 kez ya da daha fazla eğitim almamış olmak,

• Katılımcıların TÜBİTAK-Araştırmacı Bilgi Sistemi (ARBİS) Veri Tabanına kayıtlı olmak.

Bu belirtilen kriterleri sağlayan öğrencilerden alınacak başvurular aşağıdaki kriterlere göre sıralanacaktır. Öncelik sırasına göre 30 asil ve 30 yedek katılımcı belirlenecektir:

• Nümerik Analiz ya da Sayısal Analiz dersini almış ve başarı ile geçmiş olmak,

• Lisans ya da lisansüstü öğreniminde en az bir tane bilgisayar programı dersi almış olmak

• Etkinlik esnasındaki uygulamaların gerçekleştirebileceği bir bilgisayara sahip olmak.

Yukarıdaki şartlara göre katılımcılar belirlenirken mevcut başvuru sayılarına göre aşağıdaki kriterlere dikkat edilecektir.

Başvuru sayısı yeterli olursa, katılımcılar başka üniversitelerden seçilecek,

• Katılımcılar, başvuru sayısının yeterli olması halinde farklı üniversitelere göre seçilecek,

• Eşit şartlara sahip olan adayların seçiminde lisans not ortalamalarına (yüksekten düşüğe) göre yapılan sıralama göz önüne alınacaktır.

• Katılımcılar başvuru sayısının yeterli olması durumunda 15 erkek, 15 kadın katılımcı olacak şekilde seçilecektir.

Etkinliği herkesin görebilmesi ve başvuru yapabilmesi için etkinliğin mevcut internet sitesinde, sosyal iletişim ağlarında ve ülkemizdeki üniversitelerin enstitülerinde ve matematik bölümlerinde gerekli duyurular yapılacaktır.

Uygulamalı Matlab Eğitimi
Etkinlik Yürütücüsü: Arş. Gör. Dr. Özgül İLHAN

Etkinliğin Yapıldığı Yer: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Kampüsü

Son Başvuru: 30 Haziran 2022
Etkinlik Tarihleri: 4-7 Temmuz 2022

Ayrıntılı bilgi için web adresi:
https://matlabegtrgg.godaddysites.com

Etkinlik Başvuru Formu:
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScOibCePMK7X4eIiY2WOfJ1Rerpw3NhM3SQ-6c6tMtijeV-Jg/viewform

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
lütfen isminizi buraya girin