STKD6800 Neuro-insights: Data Science Approaches in Neuroscience I Course description

Because most young researchers in life and health sciences do not have a solid quantitative background, they face difficulties when analyzing data independently. This difficulty represents a major drawback in research. Students waste time learning analytical methods by themselves that could be more quickly learned with proper instruction and support. Additionally, the lack of convention or standards in some fields is a source of confusion that slows the learning process. As consequence, the quality of insights and research productivity suffer. This course provides a comprehensive introduction to data science and big data applied to neuroscience research.

Its content is designed to train the participants in state-of-the-art techniques in data analysis and machine learning. This will enable the students to interact independently with the data and draw insights from them. The modules are organized so the participants have the opportunity to learn how to handle the most common data types (e.g., EEG, calcium imaging). Special attention is given to field-tested data management protocols, as they are critical for a fast transition from data acquisition to knowledge generation.

This is a hands-on course where the students will learn from implementing the analysis themselves with close supervision. The course will focus on case studies using data from real experiments; advanced students may choose to use their own data. The students will develop understanding through constant presentation of their work and dialectical reflection over their choices, results, and interpretations.

Ingen.

It is required that the student has a bachelor degree.

A letter of recommendation from the advisor outlining the student's project and testifying that the student is currently doing neuroscientific research at the Master’s or PhD’s level (template will be provided).

After completing this course the student should have the following learning outcomes:

Knowledge

On successful completion of this course, the student has knowledge of:

• Theoretical and practical aspects of data management and data processing for different data types (electrophysiology, imaging, and behavior), so they can independently engage with the state-of-the art literature.
• How statistics, dimensionality reduction, signal processing, calculus, and supervised and unsupervised learning may be applied to data analysis in neuroscience research.
• Commonly encountered problems in data science and the most trusted strategies to solve them.
• Basic data visualization techniques and how to employ them in exploratory data analysis and scientific communication.

Skills

On successful completion of this course, the student has the ability to:

• Apply data analysis techniques to formulate a hypothesis, collect data, preprocess it, analyze it, and reach conclusions about the data.
• Identify and define a problem using data analytics.
• Critically assess the results.
• Identify new opportunities for organizational change including process improvements, cost reduction, or efficiency improvements.

General competence

On successful completion of this course, the student can apply:

• Data analysis principles to simple neuroscientific data.
• Methods and tools for data analysis and visualization.
• Heuristics and strategies commonly used in the research field to solve data analysis problems.

The teaching methodology is oriented by Bloom's taxonomy of educational goals, namely, recollection, understanding, application, analysis, evaluation, and creativity. To promote recollection, understanding, and application, the course will consist of seminars taught by the teaching staff of OsloMet and other guests (experts in neuroscience or data science fields), coding workshops and problem solving oriented projects. Students will actively participate by implementing the full data processing pipeline from extracting the raw data to building visualizations. The pipeline and good habits will be consolidated through repetition in different modules, contexts, and data types, which is known to promote generalization of the knowledge. Organized in pairs, the students will constantly have the opportunity to recollect, explain the content to each other, and justify their work, as well as to provide feedback to their partners. With the intent to prepare the students to go beyond the methods taught in the course, once per module, the participants will read relevant papers in neuroscience, and discuss how to implement their analysis.

The students need to complete four online quizzes. One at the beginning of the course, then three quizzes during the course. Each one of them following each of the three weeks of classes.

An individual oral presentation, which counts for 100% of the final mark

The oral presentation cannot be appealed.

Only personal notes written in non-digital media will be allowed during the oral exam.

The final assessment will be graded on a grading scale from A to E (A is the highest grade and E the lowest) and F for fail.

Praksisopplæringen er studentenes direkte erfaringer med faglærerprofesjonen. Faglige, fagdidaktiske, relasjonelle, etiske og personlige problemstillinger synliggjøres og utfordrer faglærerstudentens menneskesyn og kunnskaper. I praksisopplæringen får studentene erfaring med ulike former for undervisning, veiledning, vurdering og utviklingsarbeid, i faglig og tverrfaglig samarbeid. Progresjonen bygges opp ved å legge vekt på ulike målområder gjennom studiet, og at det stilles økende krav til studentenes selvstendige ansvar for gjennomføring av undervisning og egenvurdering av praksiserfaringer. Første praksisperiode gjennomføres i grunnskolen og andre kunst og kulturinstitusjoner. Andre praksisperiode gjennomføres i videregående skole, eventuelt i folkehøgskole, kulturskole, ulike kulturarenaer og andre voksenpedagogiske miljøer.

Det arbeides med områdene:

• faglæreren og eleven, knyttet til undervisning og ledelse av læring og til formidling, kommunikasjon og samarbeid
• faglæreren og organisasjonen, knyttet til skole, tilpasset opplæring og til vurdering
• faglæreren og samfunnet, knyttet til yrkesrolle og yrkesidentitet og til utviklingsarbeid

Krav om politiattest, helsedokumentasjon og taushetsplikt

• Det er krav om politiattest i praksisopplæring der studenter arbeider med barn og unge under opplæring. Politiattest leveres ved studiestart og må ikke være eldre enn 3 måneder ved levering. Politiattest har en gyldighet på 3 år.
• Studentene må til enhver tid orientere seg om de regler som gjelder for medisinsk testing for farlige sykdommer.
• Studentene må sette seg inn de lover, forskrifter og regler for taushetsplikt som gjelder på praksisopplæringsstedet og rette seg etter dem i samarbeid med sin øvingslærer.

Kunnskap

Studenten har kunnskap om:

• tilretteleggelse og begrunnelse av undervisning
• elevers væremåter og behov for tilrettelegging innen gjeldende rammebetingelser
• samspill mellom elever og mellom elev og faglærer
• innhold og former for teamarbeid, gruppearbeid og skoleledelse
• samarbeid med foreldre og andre med ansvar for elevers oppvekstmiljø

Ferdigheter

Studenten kan:

• finne fram til fagstoff, metoder, læreplanverk, lovverk og rammebetingelser for undervisning i grunnskolen, samt skolens hjelpeapparat og betydningen av ulike elevtiltak
• benytte ulike former for planlegging, gjennomføring, ledelse, veiledning og vurdering av læringsprosesser
• anvende praktisk og teoretisk kunnskap knyttet til elevforståelse og læringsprosesser
• samarbeide med studenter, veiledere, faglærere, andre i skolen og samfunnet for innhenting av fagkunnskap og fagforståelse
• reflektere over praksiserfaringer ut fra elevforutsetninger, læringskulturer, læreplaner, rammebetingelser og teoretisk kunnskap

Generelle kompetanse

Studenten:

• kan drøfte og reflektere over selvforståelse og egenutvikling fra erfaringene som faglærer i et etisk og faglig perspektiv
• kan vurdere læreplanverk, rammebetingelser, elevers væremåter og samspill, planlegging av undervisning, læringsprosesser og sluttprodukter av læreprosesser
• har grunnleggende kunnskap om ledelse av læreprosesser i tilknytning til gjeldende læreplaner og lovverk
• kan diskutere faglig og fagdidaktisk kunnskap både i faglig, prosjektorientert og tverrfaglig sammenheng