Сущность моделирования как метода исследования

Сущность моделирования как метода исследования


Сущность моделирования. Понятие модели

Моделирование (лат. modulus – мера, образец) – исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей, использование моделей для определения и уточнения характеристик и рационализации построения вновь конструируемых объектов. В научных исследованиях моделирование стало применяться ещё в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, физику химию, биологию, экологию, общественные науки. Методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий и терминология. Лишь в последнее время постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания.

Метод моделирования – универсальный метод. Он применяется в научных исследованиях практически во всех науках. Метод моделирования в геоэкологии – метод исследования строения, функционирования, динамики и развития геокомпонентов и геоэкосистем, процессов и взаимосвязей внутри них и между ними с помощью модели. Под моделью понимается образ (копия) реально существующих объектов, процессов и явлений. Она всегда создается на основе сходства с объектом-аналогом. Модель – это некий новый объект, который отражает главные черты и существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. Можно сказать модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Никакая модель не может заменить сам объект исследования.

Модель выступает в качестве своеобразного инструмента познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект. Необходимость использования метода моделирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно или же это исследование требует много времени и средств.

Таким образом, модель необходима для того чтобы :

1. Понять, как устроен конкретный объект – каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

2.

Научиться управлять объектом или процессом и определять наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);

3. Прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействий на объект;

4. Никакая модель не может заменить само явление, но при решении задачи, когда нас интересуют определенное свойство исследуемого процесса или явления, модель оказывается полезной, а подчас и единственным инструментом исследования, познания.

Процесс построения модели называется моделированием. Основные задачи моделирования: а) облегчить процесс познания; б) сделать познание менее трудоемким; в) сделать объект познания более наглядным и доступным.

Технология моделирования требует от исследователя умения ставить проблемы и задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, выбирать аналогии и математические формулировки, решать задачи с использованием компьютерных систем, проводить анализ компьютерных экспериментов.

Навыки моделирования очень важны человеку в жизни. Они помогут разумно планировать свой распорядок дня, учебу, труб, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, разрешать удачно жизненные ситуации.

Выделяют несколько видов моделирования:

материальное (физическое) моделирование – моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с помощью перенесения свойств изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия;

идеальное моделирование – основано не на материальной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мысленной;

знаковое моделирование – моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов;

математическое моделирование – моделирование при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики.

Процесс моделирования включает три элемента :

1. Субъект (исследователь);

2.

Объект исследования;

3. Модель, опосредствующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Процесс моделирования состоит из нескольких этапов:

объект исследования – модель – изучение модели – знания об объекте .

Этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обуславливаются тем, что модель отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимости 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 отражения 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 процесса моделирования 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 об ее «поведении». Конечным результатом этого этапа является множество знаний о модели.

На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал. Этот 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. Мы можем с достаточным основанием переносить какой-либо результат с модели на оригинал, если этот результат необходимо связан с признаками сходства оригинала и модели. Если же определенный результат модельного исследования связан с отличием модели от оригинала, то этот результат переносить неправомерно.

Четвертый этап – проверка полученных с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.

Моделирование цикличный процесс. Это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т. д. При этом знания о следуемом объекте расширяются или уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта и ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.



студопедия, школопедия, лекция, реферат, пособие, бесплатно, методичка:Сущность моделирования. Понятие модели Моделирование (лат. modulus – мера, образец) – исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей,

сущность моделирования как метода исследования

Сущность моделирования как метода исследования 7 7 10