Моделирование в науке, моделирование в педагогике. Ограниченность модельных представлений.
Моделирование – это воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для их изучения.
Моделирование — метод исследования определенных объектов путем воспроизведения их характеристик на другом объекте — модели, которая представляет собой аналог того или иного фрагмента действительности (вещного или мыслительного) — оригинала модели. Между моделью и объектом, интересующим исследователя, должно существовать известное подобие (сходство) — в физических характеристиках, структуре, функциях и др.Формы моделирования весьма разнообразны и зависят от используемых моделей и сферы применения моделирования.
Модель создается путем абстрагирования существенного и необходимого от несущественного случайного.
В науке часто рассматривают два вида моделей:
а) идеальные (мысленные)
б) материальные (вещественные).
Идеальная модель строится посредством двух мысленных операций: абстрагирования (вычленения какого-то свойства или отношения из всего многообразия отношений или свойств) и идеализации (создания абстрактных объектов или схем).
Ведение идеализированных предметов в процесс исследования позволяет создать абстрактную схему реальных процессов, что дает возможность глубже познать их закономерности.
В условиях идеализированных, упрощенных ситуаций можно описать достаточно емко те отношения, которые интересуют исследователя.
|
|
|
Моделирование в обучении имеет два аспекта: моделирование как содержание, которое учащиеся должны усвоить, и моделирование как учебное действие, средство обучения. С помощью моделирования удаётся свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомого к знакомому. Система научных моделей, аппарат для их исследования, методика использования в практике результатов исследования входят в основы наук, которые составляют содержание учебного предмета. Моделирование объектов, которые по своей сложности или величине не поддаются исследованию и изготовлению в натуре,- составная часть технического творчества детей. В зависимости от того, какие свойства моделируемого объекта выбраны главными, один и тот же объект может быть представлен моделями различной конструкции. Так, при исследовании физических процессов стремятся к тому, чтобы по результатам опытов на модели можно было судить о явлениях, происходящих в естественных условиях. Наряду с физическим часто используется математическое моделирование. Для изучения сложных самоорганизующихся систем используют кибернетическое моделир-е: создаётся функциональная модель, основанная на более простых явлениях, чем изучаемая система. Широко применяется моделирование на компьютерах.
|
|
|
Главная особенности моделирования в том, что это метод опосредованного познания с помощью объектов-заместителей — моделей.
Виды моделирования
В силу многозначности понятия «модель» в науке и технике не существует единой классификации видов моделирования: классификацию можно проводить по характеру моделей, по характеру моделируемых объектов, по сферам приложения моделирования (в технике, физических науках, кибернетике и т. д.). Например, можно выделить следующие виды моделирования
Компьютерное моделирование
Математическое моделирование
Математико-картографическое моделирование
Цифровое моделирование
Логическое моделирование
Психологическое моделирование
Статистическое моделирование
Структурное моделирование
Физическое моделирование
Экономико-математическое моделирование
Имитационное моделирование
Эволюционное моделирование
и т. д.
Процесс моделирования включает три элемента:
субъект (исследователь),
объект исследования,
модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
|
|
|
Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отображает (воспроизводит, имитирует) какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимой и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть моделью), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от исследования других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.
На втором этапе модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее «поведении». Конечным результатом этого этапа является множество (совокупность) знаний о модели.
|
|
|
На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал — формирование множества знаний. Одновременно происходит переход с «языка» модели на «язык» оригинала. Процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.
Четвертый этап — практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.
Моделирование — циклический процесс. Это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т.д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта или ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.
Сейчас трудно указать область человеческой деятельности, где не применялось бы моделирование. Разработаны, например, модели производства автомобилей, выращивания пшеницы, функционирования отдельных органов человека, жизнедеятельности Азовского моря, последствий атомной войны. В перспективе для каждой системы могут быть созданы свои модели, перед реализацией каждого технического или организационного проекта должно проводиться моделирование.
Функциональная модель
Функциональная модель предназначена для изучения особенностей работы (функционирования) системы и её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами.
Функция — самая существенная характеристика любой системы, отражает её предназначение, то, ради чего она была создана. Подобные модели оперируют, прежде всего, с функциональными параметрами. Графическим представлением этих моделей служат блок-схемы. Они отображают порядок действий, направленных на достижение заданных целей (т. н. функциональная схема). Функциональной моделью является абстрактная модель.
Структурная модель
Четкого определения структурной модели не существует. Так, под структурной моделью устройства могут подразумевать:
- структурную схему, которая представляет собой упрощенное графическое изображение устройства, дающее общее представление о форме, расположении и числе наиболее важных его частей и их взаимных связях;
- топологическую модель, которая отражает взаимные связи между объектами, не зависящие от их геометрических свойств.
Под структурной моделью процесса обычно подразумевают характеризующую его последовательность и состав стадий и этапов работы, совокупность процедур и привлекаемых технических средств, взаимодействие участников процесса.
Например, — это могут быть упрощенное изображение звеньев механизма в виде стержней, плоских фигур (механика), план литературного произведения или законопроекта и т. д. Степень упрощения зависит от полноты исходных данных об исследуемом устройстве и потребной точности результатов. На практике виды структурных схем могут варьироваться от несложных небольших схем (минимальное число частей, простота форм их поверхностей) до близких к чертежу изображений (высокая степень подробности описания, сложность используемых форм поверхностей).
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1221; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!