Kursplan för Matematisk modellering för globala system

Kursplan fastställd 2026-02-18 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnMathematical modeling for global systems
  • KurskodMEE135
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKGBS
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeGlobala system, Matematik
  • InstitutionMILJÖ- OCH ENERGIVETENSKAPER
  • BetygsskalaUG - Godkänd, Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 74131
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0126 Inlämningsuppgift 7,5 hp
Betygsskala: UG		7,5 hp

I program

Examinator

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från kravet

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från kraven

Kursspecifika förkunskaper

Beräkningsverktyg, Envariabelanalys och Linjär algebra.
Jorden som system (eller liknande kurs) och Tillämpat matematiskt tänkande (eller liknande kurs).

Syfte

Matematiska modeller används inom vetenskap och ingenjörskonst för att beskriva och representera olika slags objekt och system, för att analysera, förstå och förutsäga, samt för att hitta den bästa konstruktionen eller strategin. Matematisk modellering är därför en grundläggande ingenjörsfärdighet.

Problemen i kursen är tagna från flera olika områden för att göra det möjligt att se mönster i modeller och modellering tvärs över olika tillämpningsområden. I kursen ingår både att lösa mindre problem med egna modeller samt att arbeta med existerande större och mer komplexa modeller. Som en viktig del av kursen ingår att arbeta med klimatmodeller och förstå deras möjligheter och begränsningar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


Kunskap och förståelse:
  • Beskriva olika slags modelltyper och deras egenskaper, liksom modellerings- och problemlösningsprocesserna, och hur modeller kan användas inom olika tekniska och vetenskapliga områden.
  • Definera och förklara grundläggande begrepp inom klimatmodellering såsom klimatsystem, klimatmodeller, klimatprognoser, klimatprojektioner, klimatscenarier och klimatsensitivitet.

Färdighet och förmåga:
  • Analysera och formulera matematiska modeller för verkliga problem, inklusive att precisera och förenkla problemet, göra antaganden och välja lämpliga matematiska representationer.
  • Analysera och lösa komplexa problem med ett undersökande, iterativt och systematiskt arbetssätt.
  • Analysera och tolka modellresultat.
  • Planera och genomföra mindre modellprojekt, från problemformulering till slutsats, och implementera enkla simuleringar eller analysverktyg.
  • Tillämpa tekniska och beräkningsmässiga verktyg (t.ex. CDO, Jupyter Notebook) för att bearbeta, analysera och tolka klimatmodelldata i ett representativt tillämpningsfall.
  • Presentera och kommunicera modelleringsresultat på ett tydligt och strukturerat sätt samt försvara metodval och slutsatser muntligt och skriftligt.

Värderingsförmåga och förhållningssätt:
  • Kritiskt utvärdera modeller med avseende på osäkerheter, antaganden och metodval.
  • Reflektera över det egna modelleringsarbetet och problemlösningsprocessen, samt integrera relevanta tidigare kunskaper i problemlösning.

Innehåll


Kursen ger en översikt över olika typer av matematiska modeller med varierande komplexitet, från enklare analytiska modeller till mer komplexa tekniska system och globala klimatmodeller.

Kursens kärna utgörs av tillämpningsorienterade och öppna problem som används som utgångspunkt för studenternas eget lärande. Genom ett undersökande och iterativt arbetssätt utvecklar studenterna färdigheter i att formulera problem, välja lämpliga modeller samt analysera och tolka modellresultat. Särskild vikt läggs vid att förstå modellernas möjligheter, begränsningar och osäkerheter.

Problemen belyser flera olika tillämpningsområden och behandlar olika typer av matematiska modeller, såsom:
  • Funktioner och ekvationer, till exempel hur matematiska samband kan motiveras samt hur funktioner kan väljas och anpassas till empiriska data.
  • Optimeringsmodeller, till exempel matematisk programmering inom ekonomi och beslutsstöd.
  • Dynamiska modeller, till exempel simulering inom biologi, fysik och teknik.
  • Stokastiska och diskreta modeller.
Inom kursen genomför studenterna även minst ett större modelleringsprojekt samt arbetar med komplex modelldata från globala klimatmodeller. Detta används som ett sammanhållande exempel för att analysera, tolka och kritiskt granska modellresultat med hög komplexitet med hjälp av beräknings- och analysverktyg.

Organisation


Kursen är organiserad i moduler. I varje modul ingår en uppsättning uppgifter och föreläsningar som är anpassade till modulens innehåll. Vissa moduler innehåller workshops och mindre projekt.

Lärandet stöds av ett interaktivt undervisningssätt med samspel mellan studenter och lärare. Detta sker under handledningstillfällen eller workshops. Med stöd och vägledning utvecklar studenterna sin förmåga till självständig problemlösning.

Litteratur


Lundh and Gerlee: Vetenskapliga modeller (2012).

Utdelat material och webb-resurser. Publiceras och presenteras i detalj på kurshemsidan.

Examination inklusive obligatoriska moment


Examinationen utgörs av en kombination av:
  • Skriftliga modulinlämningar.
  • Korta quiz för centrala koncept.
  • Aktiv medverkan i workshops, projektpresentationer och andra gemensamma aktiviteter.
  • Vissa delar av kursen kan komma att examineras muntligt.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om riktat pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.