| Ciljevi kolegija |
Cilj kolegija je osposobiti studente za primjenu programskog jezika Python u rješavanju inženjerskih problema iz područja nosivih konstrukcija, hidrotehnike, prometnica, geotehnike te organizacije, tehnologije i menadžmenta u građevinarstvu. Studenti će steći znanja i vještine potrebne za automatizaciju inženjerskih proračuna, rješavanje iterativnih problema, obradu eksperimentalnih podataka i signala, vizualizaciju rezultata, generiranje tehničkih izvještaja, izradu grafičkih korisničkih sučelja te primjenu generativne umjetne inteligencije kao pomoćnog alata u programiranju inženjerskih proračuna.
|
| Uvjeti za upis |
Nema.
|
| Ishodi učenja |
| 1 |
Primijeniti osnove programskog jezika Python (varijable, kontrola toka, funkcije, moduli) za rješavanje temeljnih inženjerskih zadataka iz područja građevinarstva. |
| 2 |
Koristiti numeričke biblioteke (NumPy, SciPy, Pandas) za rad s matricama, vektorima, tablicama podataka i vremenskim serijama relevantnim za inženjerske proračune. |
| 3 |
Izraditi kvalitetne dijagrame i vizualizacije inženjerskih rezultata primjenom biblioteka Matplotlib i Plotly, uključujući dijagrame unutarnjih sila, naprezanja, progiba, hidrograme, granulometrijske krivulje i prometna opterećenja. |
| 4 |
Implementirati iterativne numeričke algoritme za rješavanje inženjerskih problema. |
| 5 |
Automatizirati inženjerske proračune te programski generirati tehničke izvještaje u formatima PDF i DOCX s uključenim tablicama, dijagramima i tekstualnim opisima. |
| 6 |
Primijeniti generativnu umjetnu inteligenciju (GenAI) i agente kao pomoćni alat u inženjerskom radu: generiranje koda, tumačenje normativnih dokumenata, automatsko generiranje opisa proračuna uz kritičku evaluaciju rezultata. |
|
| Sadržaj kolegija |
Okvirni sadržaj po tjednima nastave (P+V sati)
| 01 |
Uvod u Python za inženjere
Razvojno okruženje (Spyder/VS Code), osnovne strukture podataka, kontrola toka i definiranje funkcija. |
1+2 |
| 02 |
Numeričke biblioteke – NumPy, SciPy i Pandas
Vektorske i matrične operacije, rad s tabličnim podacima i vremenskim serijama. |
1+2 |
| 03 |
Vizualizacija inženjerskih rezultata – Matplotlib i Plotly
Izrada dijagrama publikacijske kvalitete, prilagodba stila i izvoz grafova. |
1+2 |
| 04 |
Iterativni algoritmi u graditeljstvu 1/2
Primjene u području nosivih konstrukcija i geotehnike. |
1+2 |
| 05 |
Iterativni algoritmi u graditeljstvu 2/2
Primjene u području hidrotehničkog i prometnog inženjerstva. |
1+2 |
| 06 |
Rješavanje sustava jednadžbi i optimizacija
Linearni i nelinearni solveri, kalibracija parametara, optimizacija uz ograničenja. |
1+2 |
| 07 |
Monte Carlo simulacije i probabilistički pristup
Generiranje slučajnih uzoraka, procjena rizika i analiza osjetljivosti parametara. |
1+2 |
| 08 |
Obrada eksperimentalnih podataka 1/2
Učitavanje, čišćenje, priprema i organizacija podataka uz Pandas. |
1+2 |
| 09 |
Obrada eksperimentalnih podataka 2/2
Deskriptivna statistika, statističke razdiobe, regresijska analiza i vizualizacija rezultata. |
1+2 |
| 10 |
Osnove obrade signala
FFT analiza, filtriranje u frekvencijskoj domeni i spektralna gustoća snage. |
1+2 |
| 11 |
Automatizacija proračuna i generiranje izvještaja
Parametarski proračuni prema normama, automatsko kreiranje PDF i DOCX dokumenata, rad s Excel datotekama. |
1+2 |
| 12 |
Grafička korisnička sučelja (GUI)
Izrada interaktivnih inženjerskih aplikacija s unosom podataka, vizualizacijom rezultata i izvozom. |
1+2 |
| 13 |
Primjena generativne umjetne inteligencije (GenAI) u inženjerstvu
Integracija API-ja, automatizacija zadataka, korištenje agenata, kritički pristup, validacija i etika. |
1+2 |
| 14 |
Posebne teme
Verzioniranje koda (Git), simboličko računanje (SymPy), uvod u strojno učenje (scikit-learn), GIS i prostorni podaci (geopandas). |
1+2 |
| 15 |
Prezentacije i obrane studentskih projekata
Demonstracija izrađene Python aplikacije iz odabranog inženjerskog područja. |
1+2 |
|
| Izvođenje nastave |
Vrste izvođenja nastave
| ■ Predavanja |
■ Seminari i radionice |
■ Vježbe |
| ■ Samostalni zadaci |
■ Multimedija i mreža |
□ Obrazovanje na daljinu |
| □ Terenska nastava |
□ Laboratorij |
□ Mentorski rad |
Obveze studenata
Redovito pohađanje i aktivno sudjelovanje u nastavi predavanja i računalnih vježbi. Samostalna izrada i pravovremena predaja tjednih programskih zadataka. Izrada, prezentacija i obrana individualnog seminarskog projekta. Polaganje kolokvija ili završnog pismenog ispita.
Praćenje rada studenata
| ■ Pohađanje nastave |
■ Aktivnost u nastavi |
■ Seminarski rad |
| ■ Pismeni ispit |
■ Projekt |
■ Kontinuirana provjera znanja |
| ■ Praktični rad |
□ Eksperimentalni rad |
□ Usmeni ispit |
| □ Esej |
□ Istraživanje |
□ Referat |
|
| Ocjenjivanje i vrednovanje |
| Aktivnost studenta |
ECTS |
Ishod |
Nastavna metoda |
Metoda procjene |
Bodovi min–max |
| Pohađanje predavanja i vježbi |
1,5 |
1–3 |
Predavanja i računalne vježbe |
Evidentiranje prisutnosti |
5 – 10 |
| Aktivnost u nastavi i tjedni zadaci |
0,5 |
1–10 |
Rješavanje programskih zadataka |
Pregled predanih programskih rješenja |
10 – 15 |
| Individualni projekt |
0,5 |
1–10 |
Izrada Python aplikacije |
Prezentacija i obrana projekta |
20 – 40 |
| Kolokviji / Pismeni ispit |
1,0 |
1–5 |
Rješavanje programskih zadataka |
Pregled i ocjenjivanje rješenja |
15 – 35 |
| Ukupno |
50 – 100 |
|
| Literatura |
Obvezna literatura
| Naslov |
Primjeraka |
Studenata |
Automate the Boring Stuff with Python, 2nd Edition, 2019 [otvoreni pristup]
Al Sweigart |
online |
60 |
Python for Engineers and Scientists, Springer, 2024 [otvoreni pristup]
Rakitianskaia, A. & Bekker, J. |
online |
60 |
Numerical Methods in Engineering with Python 3, Cambridge University Press, 2013
Kiusalaas, J. |
online |
60 |
Dopunska literatura
Python Programming and Numerical Methods – A Guide for Engineers and Scientists, Academic Press, 2020 – Kong, Q., Siauw, T. & Bayen, A. [otvoreni pristup]
pythonnumericalmethods.berkeley.edu
Scipy Lecture Notes – One document to learn numerics, science, and data with Python [otvoreni pristup]
scipy-lectures.org
Fluids: Pair of Open-Source Python Libraries for Engineering Thermodynamics and Fluid Dynamics, 2018 – Bell, C. [dostupno online]
|
| Praćenje kvalitete |
Redovite studentske ankete na kraju semestra. Povratne informacije od studenata tijekom nastave. Evaluacija uspješnosti studenata na kolokvijima, tjednim zadacima i projektima. Analiza prolaznosti i kvalitete studentskih projekata.
Praćenje primjenjivosti stečenih vještina u izradi diplomskih radova.
|