Tietotekniikan kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Luento #1,

Transkriptio

1 Tietotekniikan kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Luento #1, Juho Kannala (vastuuopettaja), Viivi Uurtio (koordinaattori) Aalto-yliopisto Perustieteiden korkeakoulu Tietotekniikan koulutusohjelma / Teknistieteellinen kandidaattiohjelma

2 Kandidaatintutkielma: ensimmäinen opinnnäytetyö 2/32

3 Kandidaatin tutkinnon tavoitteet vs. kandidaatin tutkielma Tutkintosäännön 5 pykälä: Tekniikan kandidaatin tutkintoon johtavan koulutuksen tulee antaa opiskelijalle koulutusohjelman perus- ja pääaineopinnoissa laaja perusteiden tuntemus helposti tunnistettavalla, kansainvälisesti tunnetulla teknistieteellisellä alalla; valmiudet tieteelliseen ajatteluun ja tieteellisiin työskentelytapoihin; edellytykset ylempään korkeakoulututkintoon johtavaan koulutukseen ja jatkuvaan oppimiseen; edellytykset soveltaa hankkimaansa tietoa työelämässä; sekä riittävä viestintä- ja kielitaito. 3/32

4 Luennon sisältö Kurssin järjestelyt: Aiheen valinta Vaaditut osasuoritukset Tieteellinen kirjoittaminen ja etiikka 4/32

5 Aiheen valinta Erilaisia tapoja aiheen etsimiseen ja valintaan: Valitse valmis aihe ja ohjaaja listalta: https: //wiki.aalto.fi/display/sci3027/topics+spring+2017 Etsi ohjaaja ja sovi aiheesta hänen kanssaan: https: //wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageid= Jos sinulla on jo mielessä oma aihe, etsi työlle ohjaaja Aalto-yliopiston henkilökunnasta (opettaja/tutkija, DI/FM) Kun olet löytänyt sopivan aiheen: Sovi ja varmista aihe vielä ohjaajalta: hänen hyväksyntänsä on ratkaiseva Ilmoita valitsemasi aihe MyCourses-sivun kautta (DL 17.1.) Jos sopivaa aihetta tai ohjaajaa ei yrityksistä huolimatta löydy takarajaan mennessä, ota yhteyttä vastuuopettajaan 5/32

6 Osasuorituksista Tarkista kurssiaikataulusta vaaditut osasuoritukset ja niiden takarajat! Läsnäoloa vaaditaan, poissaolot täytyy korvata Osasuoritusten ja takarajojen tarkoitus on tukea työn tekemisessä ja nopeuttaa valmistumista, ei hidastaa Kandityöstä ei kannata tehdä tarpeettoman laajaa vaan on parempi pysyä tavoiteaikataulussa Jos tähtäät arvosanaan "kiittäen hyväksytty", keskustele ohjaajasi kanssa vaatimuksista 6/32

7 Takarajoista Jos aikataulu lipsuu, pyri ottamaan se kiinni seuraavaan takarajaan mennessä Jos tavoiteaikataulussa pysyminen ei millään onnistu (esim. sairastuminen), työn tekemistä kannattaa silti jatkaa omaan tahtiin ja neuvotella ohjaajan ja vastuuopettajan kanssa uusi realistinen aikataulu Jos olet aloittanut työn jo aiemmassa seminaarissa ja haluat jatkaa vanhan aiheen parissa, sovi asiasta ohjaajan kanssa (ks. MyCourses-sivun ohje) 7/32

8 Osasuoritusten korvaamisesta Jos tavoitteenasi on valmistua pian ja sinulta puuttuu joitain osasuorituksia, joiden korvaaminen esim. toisten kandiseminaarien vastaavilla luennoilla ei onnistu, niin ota yhteyttä vastuuopettajaan Puhe- ja tekstipajoista poissaolojen korvaukset kannattaa neuvotella suoraan asianomaisten opettajien kanssa (Minna Lyytinen ja Sonja Kniivilä) Tehokkain tapa suorittaa kurssi on osallistua kaikkiin osasuorituksiin aikataulun mukaisesti yhden seminaarin aikana! 8/32

9 Tieteellinen kirjoittaminen (Esityskalvot: Juho Rousu, 2016) 9/32

10 Tiede ja tieteellinen tieto Tiede Ilmiöiden ja niiden välisten suhteiden järjestelmällinen ja kriittinen tutkiminen; sen avulla saatu tietojen jäsentynyt kokonaisuus (MOT Kielitoimiston sanakirja 2.0) Puhumme tutkimuksesta ja tiedosta monella eri tasolla arkitietoa, selvitystietoa, tieteellistä tietoa käytännön merkitys riippuu tilanteesta 10/32

11 Tieto, informaatio, data Tiedon yksi klassinen määritelmä: perusteltu tosi uskomus Data : symbolijono, jolla ei ole tulkintaa (Wikipedia) Informaatio: Data + tulkinta? Tieto termeissä "tietojenkäsittely"ja "tietotekniikka"poikkeaa sekä tieteenfilosofiassa käytetystä merkityksestä, että jokapäiväisestä kielenkäytöstä Merkitys lähempänä termiä Data tai Informaatio" Termiä Merkki on esitetty tilalle (prof. Ilkka Niiniluoto) Tietokoneohjelmat on redusoitavissa (bitti)merkkijonojen manipulointiin 11/32

12 Tieteenfilosofia Tieteenfilosofia tutkii tieteellisen tiedon luonnetta, yleisiä perusteita ja tieteellistä toimintaa. tieteen käsitteitä, teorioita, menetelmiä ja ongelmia sekä tieteellistä päättelyä ja selittämistä. 12/32

13 Tieteenfilosofian suuntauksia Empirisimi: Tiede perustuu havaintoihin ja kokemuksiin. Teorioita korjataan havaintojen perusteella. Koherentismi: Teoria on tosi, jos se ei ole ristiriidassa aiemman tiedon kanssa. Uudet ristiriidattomat havainnot lisäävät teorian koherenssia ja sitä kautta uskottavuutta. Falsifikationismi: Teoriaa ei voi todistaa oikeaksi havainnoilla. Teoria on kelvollinen, jos sen voi periaatteessa osoittaa vääräksi Pragmatismi: Totuus määritellään käyttökelpoisuudeksi. Jos teoria näyttää toimivan käytännössä, se on hyväksyttävä 13/32

14 Tieteenfilosofian suuntauksia Esimerkkejä tietotekniikan piiristä: Empirisimi: Sosiaalisia verkostoja kuvaamaan kehitettiin uusi teoria (Small world/scale free), koska verkkojen ominaisuudet eivät vastanneet vanhoja malleja Koherentismi: Ilmastomallien ennusteiden oikeellisuus tiedeyhteisön näkemys? Falsifikationismi: Ohjelmistojen testaus? Pragmatismi: Moniin ongelmiin on useita erilaisia menetelmiä joita käytetään rinnakkain, vaikka jokin menetelmistä voisi teoriassa olla muita parempi 14/32

15 Tieteenfilosofia tietotekniikassa Mitä on tietotekniikka? Miten tuotetaan uutta tieteellistä tietoa tietotekniikassa? Tiede (Wikipedia): Tiede tarkoittaa todellisuuden ilmiöiden ja niiden välisten suhteiden järjestelmällistä ja arvostelevaa tutkimista sekä sen avulla saatua tietojen jäsentynyttä kokonaisuutta. Tekniikka (Wikipedia): Tekniikka tarkoittaa menetelmiä, joilla ihminen vaikuttaa ympäristöönsä ja käyttää sitä hyväkseen. Onko tietotekniikka pääasiassa tiedettä (science), pääasiassa tekniikkaa (engineering) vai tasapainoisesti molempia? 15/32

16 Tieteenfilosofia tietotekniikassa Tietotekniikan syvintä olemusta voidaan tutkia ainakin seuraavista näkökulmista 1 Laskennalliset esineet : Matemaattinen (abstrakti) ja fyysinen (konkreettinen) esiintymismuoto Tietokoneohjelmien ja ohjelmoinnin olemus: Onko ohjelmointi matemaattisten teorioiden rakentamista vai (laskennallisten) esineiden suunnittelua? Oikeaksi todistaminen: algoritmeista ja yksinkertaisista spesifikaatioista voidaan todistaa ominaisuuksia teoreettisesti, laajoista ohjelmistoista käytännössä ei Laskettavuus ja laskennan vaativuus: kaikkiin kysymyksiin ei voida vastata laskennallisesti 1 Stanford Encyclopedia of Philosophy: The Philosophy of Computer Science 16/32

17 Hartmanis: Demo or die Vuoden 1994 Turing-palkinnon voittaja Juris Hartmanis 2 esittää ajatuksen, että Tietojenkäsittelytiede on sekä tiedettä että insinööritaitoa Teorialla ja kokeilla on erilainen rooli kuin fysiikassa (tai muissa luonnontieteissä): kiinnostuksen kohde Miten, ei Mitä. Avainroolissa demo : näyttää että jokin, jota aiemmin on pidetty mahdottomana on mahdollista tai käytännnössä toteutettavaa 2 Juris Hartmanis: Some Observations About the Nature of Computer Science. Foundations of Software Technology and Theoretical Computer Science. Lecture Notes in Computer Science Volume 761, 1993, pp /32

18 Demo :n osat Demo :n mukaisen tutkimuksen voi koostaa esimerkiksi seuraavista (kaikki eivät aina ole mukana, mutta hyvissä tutkimuksissa useimmat ovat): 1. Ongelman kuvaus: määritellään ongelma ja sen vaatimat käsitteet täsmällisesti (matemaattisesti, formaalisti) 2. Teoria: todistetaan menetelmistä (tai: algoritmeista, ohjelmista, spesifikaatioista) ominaisuuksia (esim. tehokkuus, oikeellisuus, tarkkuus) 3. Implementaatio: toteutetaan spesifikaatiota vastaava ohjelma 4. Empiirinen evaluaatio: tutkitaan algoritmin (ohjelman/järjestelmän) toimintaa kokeellisesti 18/32

19 Tieteellisen kehityksen piirteitä Tiede kehittyy pienin askelin Uudet tutkimustulokset alistetaan yleiseen kritiikkiin Tunnustusta saanut ja ristiriidaton uskomus hyväksytään uudeksi tiedoksi (teoriaksi) Tieteeseen kuuluvat ajoittain suuret paradigman muutokset Normaalitila = Mullistava tulos = Tieteellinen kriisi = Uusi paradigma Mitä paradigman muutoksia tietotekniikassa on tapahtunut viime vuosikymmenten aikana? 19/32

20 Paradigman muutoksia tietotekniikassa Löydätko esimerkkejä paradigman muutoksista tietotekniikassa? luku: luku: luku: luku: 20/32

21 Tiedon välittäminen tiedeyhteisössä Tutkimus: teoriaa, havaintoja, argumentointia Julkaiseminen vertaisarvioiduilla foorumeilla Tieteelliset aikakauslehdet ( journals ) Kansainväliset tapaamiset (konferenssit) Julkaisujen vertaisarviointi ja kritiikki Tieteellinen keskustelu ja väittely: konferensseissa julkaisujen kautta netissä (Tieteelliset blogit, Twitter,...) Tiedon jalostuminen ja vähittäinen lisääntyminen 21/32

22 Tieteellisen tekstin piirteitä Asiaa : ei selitellä vaan esitetään asia tiivistetysti, mutta mahdollisimman selkeästi ja yksikäsitteisesti Luettavuus: minimoidaan lukijan vaiva ymmärtää selitetty asia, ei briljeerata monimutkaisella tai koristeellisella kielellä Selkeä rakenne abstrakti, johdanto, aiempi tietämys, menetelmät, tulokset, johtopäätökset 22/32

23 Argumentointi ja väittämien perustelu Hyvässä tieteellisessä tekstissä ei esiinny perustelemattomia väittämiä! Miten perustellaan omat väittämät? Joko viittaamalla aiempiin tieteellisiin tutkimuksiin Tai osoittamalla omilla tutkimustuloksilla Perustelemattomien väitteiden eli mielipiteiden esittäminen sopii korkeintaan yhteenvetoluvun loppuun! 23/32

24 Kuinka tieteellinen ajattelu näkyy kandidaattiseminaarissa Etsi tutkimuskysymykseesi vastaus kirjallisuustutkimuksella ja/tai pienimuotoisilla kokeilla Aina löytyy kysymys ole utelias, etsi erilaisia näkökulmia yms. Kandidaatintyössä ei tarvitse olla uutuus- tai hyötyarvoa Ohjaajanne tekee tiedettä hän tarjoaa ohjausta tieteellisen metodin käytössä Vapaus: Aihe ja sen käsittely on sinänsä vapaata rajausta joutuu miettimään (3kk on lyhyt aika!) 24/32

25 Tutkimussuunnitelma Tutkimussuunnitelma toimii ohjaajan ja opiskelijan keskustelun pohjana. Se ohjaa kirjoittajan työskentelyä suunnitelmallisesti. Suunnitelmassa katsotaan jo tulevaisuuteen: mitä vastauksia uskotaan löytyvän kysymyksiin (mitä ovat tutkimuskysymykset?) Tyypillisiä piirteitä suppeasta tutkimussuunnitelmasta: tutkimuksen tarkoitus alustava katsaus aihepiirin aiempaan tutkimukseen tutkimuskysymys, apukysymykset (mitä?, miksi?, miten?) suunnitelman aineiston keräämisestä aikataulutus Oma tutkimussuunnitelma (1 2 sivua), määräaika Mycourses 25/32

26 Hyvä tieteellinen käytäntö 26/32

27 Hyvä tieteellinen käytäntö ja loukkaukset Yliopistoyhteisö Yliopistoyhteisö koostuu tutkijoista, opiskelijoista ja muista työntekijöistä Yliopistoyhteisön on tärkeää ylläpitää itse tieteen puhtautta ja tarvittaessa korjata itse itseään Oikeudelliset säännöt ja lait: tekijänoikeuslaki, patentit Yliopiston säännöt: tutkintosääntö, eettiset säännöt Eettiset normit: toimitaan moraalisesti oikein Tutkimuseettinen lautakunta: Hyvä tieteellinen käytäntö ja sen loukkausten käsitteleminen (2002) 27/32

28 Hyvä tieteellinen käytäntö ja loukkaukset Hyvän käytännön piirteitä Tutkija noudattaa tiedeyhteisön toimintapoja: rehellisyyttä, huolellisuutta ja tarkkuutta soveltaa hyväksyttyjä tieteen menetelmiä ja toteuttaa avoimuutta kunnioittaa muiden tutkijoiden työtä Lisäksi tutkimus on suunniteltu, toteutettu ja raportoitu asiallisesti tutkimusryhmän jäsenten roolit on määritelty (esim. kenen nimet tulevat julkaisuun) rahoituslähteet ilmoitetaan noudatetaan hyvää hallintokäytäntöä Vastuu koskettaa koko tiedeyhteisöä, niin tutkijoita kuin opiskelijoita 28/32

29 Hyvä tieteellinen käytäntö ja loukkaukset Loukkaukset Piittaamattomuus laiminlyöntejä ja holtittomuutta puutteelliset viittaukset ja muiden töiden vähättely omien tulosten uudelleenjulkaisu Vilppi merkitsee tiedeyhteisön ja päätöksentekijöiden harhauttamista sepittämistä, havaintojen vääristelyä, luvatonta lainaamista ja anastamista Aidot tieteelliset tulkinta- ja arviointierimielisyydet kuuluvat tieteeseen 29/32

30 Tiedemaailman harmaa alue Positiivisuusharha: Julkaistu tutkimuskirjallisuus painottuu positiivisiin tuloksiin; negatiivisia tai edellisten tulosten kanssa yhtä hyviä tuloksia on vaikea saada julkaistua = Houkutus ylikorostaa tuloksia, tilastollisen käsittelyn lepsuus: oliko sattumalla osuutta Originaliteetti: jonkin tuloksen tuottamista ensimmäisenä korostetaan = Huokutus jättää viittaamatta muihin samaa asiaa tutkineisiin ryhmiin (yleinen korjausvaatimus vertaisarvioinnissa on lisätä viitteitä) Itseviittaukset: omaa työtään voi vastaavasti ylikorostaa viittaamalla itseenä; toisaalta itseviittauksien kieltäminen loisi oman harhansa 30/32

31 Tietotekniikan alan eettiset käytännöt Tietotekniikan liiton Tietotekniikan ammattilaisen Eettiset Säännöt TEK Hirvosen (Eettiset ohjeistot tietotekniikka-alalla, Hirvonen, D-työ, 2000) suositus ohjeiston pääkohdiksi: Henkilökohtaiset ominaisuudet (minä) Ammatilliset velvollisuudet (ammattikunta) Organisaation johdon velvollisuudet (johto) Velvollisuudet asiakkaita/käyttäjiä kohtaan Asiakkaiden velvollisuudet (asiakas) Suhtautuminen väärinkäytöksiin Yritysten oma toimintakulttuuri, code of conduct 31/32

32 Aalto-yliopiston eettiset ohjeet Aalto-yliopistolla on opiskelua koskevat eettiset ohjeet ja menettelytavat rikkomustapauksissa Sisältää myös kandidaatintyössä ja seminaarissa relevantteja ohjeita Ohjeet ovat saatavilla Intossa: 32/32