Modelimi si një metodë e njohjes. Gjeometrikisht-i ngjashëm fizikisht-i ngjashëm

Kthehu përpara

Kujdes! Pamjet paraprake të diapozitivëve janë vetëm për qëllime informative dhe mund të mos përfaqësojnë të gjitha opsionet e prezantimit. Nëse jeni të interesuar për këtë punë, ju lutemi shkarkoni versionin e plotë.

Qëllimet:

• të formojë te nxënësit konceptin e modelimit si metodë njohjeje;
• konsideroni klasifikime të ndryshme të modeleve;
• të formojë te nxënësit konceptin "model", "modelim", "qëllim modelimi", "formalizimi";
• mësojini nxënësit të përshkruajnë modelet e informacionit.

Kërkesat për njohuri dhe aftësi:

• Studentët duhet të dinë:
  • konceptet bazë të "modelit", "modelimit", "formalizimit", "modelit të informacionit";
  • llojet e modeleve, klasifikimi i tyre.
• Nxënësit duhet të jenë në gjendje:
  • jepni shembuj të modeleve të ndryshme;
  • klasifikimi i modeleve sipas karakteristikave të ndryshme;
  • gjeni veçoritë thelbësore të një objekti në varësi të qëllimit të modelimit.

Softuer didaktik për mësimin: një projektor për paraqitjen e një prezantimi, një grup modelesh të ndryshme (informacione të llojeve të ndryshme, material; disa modele të një objekti; modele të krijuara nga nxënësit); prezantim për mësimin "Klasifikimi i modeleve" ( Prezantimi ), një fjalëkryq i realizuar në programin Hot Potatoes 6 ( Shtojca 2 )

GJATË ORËSVE

Unë. Vendosja e qëllimeve të mësimit

1. Një makinë elektrike në stendën e ekspozitës, një bukuroshe televizive që reklamon mallra të ndryshme, një model ndërtese, lodra të buta për fëmijë, një formulë matematikore, teoria e zhvillimit shoqëror - të gjitha këto janë modele. Si i quani koncepte kaq të ndryshme me një fjalë?

2. Ka një numër të madh modelesh. Si t'i rregulloni ato "në rafte"? Si të klasifikoni?

3. Pasqyrimi më i plotë i vetive thelbësore të një objekti është i mundur me ndihmën e një modeli informacioni. Si ta ndërtoni atë?

4. Cila është shkalla e domosdoshmërisë për të përdorur formalizimin gjatë përshkrimit të modeleve të informacionit?

II. Prezantimi i materialit të ri

1. Prezantimi i konceptit të "modelit"

Në aktivitetet e tij, një person shumë shpesh përdor modele, domethënë krijon një imazh të atij objekti, fenomeni ose procesi me të cilin duhet të punojë (të merret).

ModelËshtë një lloj objekti i ri i thjeshtuar që pasqyron tiparet thelbësore të një objekti, procesi ose fenomeni real.
Analiza e modelit dhe vëzhgimi i tij ju lejojnë të njihni thelbin e një objekti, procesi, fenomeni real, më kompleks, të quajtur prototip ose origjinal.
Mund të lindë pyetja: pse të mos hetosh vetë origjinalin dhe të mos ndërtosh një model të tij?

Le të përmendim disa arsye (qëllime) për të cilat ata përdorin modele ndërtimi. ( Nxënësit duhet të inkurajohen të japin shembuj.)

1. Ruaj dhe dorëzojë informacione rreth objektit të vëzhguar (foto-reportazh, vizatim, harta e zonës, etj.)
2. Shfaqje si do të duket një objekt që nuk ekziston ende (makinë etj.).
3. Eksploroni ose ta provosh në model, funksionimi i produktit të ardhshëm, nëse testimi i objektit origjinal është i shtrenjtë, i rrezikshëm ose i pamundur (ilaçe, aviacion, hapësirë, etj.)
4. Në kohë reale, origjinali mund të mos ekzistojë më ose nuk ekziston në realitet (teoria e zhdukjes së dinosaurëve, teoria e vdekjes së Atlantidës, modeli i "Dimrit Bërthamor" ...)
5. Një origjinal mund të ketë shumë veti dhe marrëdhënie. Për të studiuar thellësisht një pronë specifike, ndonjëherë është e dobishme të braktisni ato më pak thelbësore, duke mos i marrë fare parasysh ato (një hartë e zonës, modele të organizmave të gjallë ...)
6. Origjinali është ose shumë i madh ose shumë i vogël (globi, modeli i sistemit diellor, modeli i atomit ...)
7. Procesi vazhdon shumë shpejt ose shumë ngadalë (modeli i një motori me djegie të brendshme, modele gjeologjike)

ModelimiËshtë procesi i ndërtimit të modeleve për studimin dhe studimin e objekteve, proceseve, dukurive.

Çfarë mund të simulohet? (Vërini studentët të përpiqen t'i përgjigjen vetë kësaj pyetjeje.)

Ju mund të modeloni:

1. Objektet.

Këtu janë disa shembuj të modeleve të objekteve:

• kopje të strukturave arkitekturore;
• kopje të veprave të artit;
• mjete ndihmëse vizuale;
• një model i atomit të hidrogjenit ose sistemit diellor;
• glob;
• një model që tregon rroba;
• lodra per femije;
• etj.

2. Dukuritë

Shembuj të modeleve të fenomeneve:

• modelet e dukurive fizike: shkarkimi i rrufesë, forcat magnetike dhe elektrike ...;
• modelet gjeofizike: modeli i rrjedhës së baltës, modeli i tërmetit, modeli i rrëshqitjes së dheut ...

3. Proceset

Shembuj të modeleve të procesit:

• modeli i zhvillimit të universit;
• modelet e proceseve ekonomike;
• Modelet e proceseve ekologjike...

4. Sjellja

Kur një person kryen ndonjë veprim, ai zakonisht paraprihet nga shfaqja në mendjen e tij e një modeli të sjelljes së ardhshme. Pavarësisht nëse ai do të ndërtojë një shtëpi ose do të zgjidhë një problem, do të kalojë rrugën ose do të niset për një shëtitje - ai sigurisht së pari i imagjinon të gjitha këto në mendjen e tij. Ky është ndryshimi kryesor midis një njeriu që mendon dhe të gjitha qenieve të tjera të gjalla në tokë.
Një dhe i njëjti objekt në situata të ndryshme, në shkenca të ndryshme, mund të përshkruhet me modele të ndryshme. Për shembull, merrni parasysh objektin "person" nga këndvështrimi i shkencave të ndryshme:

• në mekanikë, një person është një pikë materiale;
• në kimi, është një objekt i përbërë nga kimikate të ndryshme;
• në biologji, është një sistem që përpiqet për vetë-ruajtje;
• etj.

Nga ana tjetër, objekte të ndryshme mund të përshkruhen nga një model. Për shembull, në mekanikë, objekte të ndryshme materiale nga një kokërr rërë në një planet konsiderohen si pika materiale.

Kështu, nuk ka fare rëndësi se cilat objekte zgjidhen si simulatorë. Është e rëndësishme vetëm që me ndihmën e tyre të jetë e mundur të pasqyrohen tiparet më thelbësore të objektit, fenomenit ose procesit të studiuar. Modelimi është një metodë e njohjes shkencore të botës objektive duke përdorur modele.

2. Klasifikimi i modeleve

Pra, siç e kemi parë, ka shumë objekte për modelim. Dhe për të lundruar në diversitetin e tyre, është e nevojshme të klasifikoni të gjitha këto, domethënë të porosisni, sistemoni në një farë mënyre.

Kur klasifikoni objektet sipas grupeve "të lidhura", është e nevojshme të zgjidhni saktë një atribut të vetëm (parametër, dhe më pas të kombinoni ato objekte për të cilat përkon). Le të shqyrtojmë tiparet më të zakonshme me të cilat mund të klasifikohen modelet. ( Shoqërohet me paraqitjen e një prezantimi, me një analizë të detajuar të shembujve të dhënë në të).

I. Duke marrë parasysh faktorin kohë:

• dinamike;
• statike.

II. Sipas zonës së përdorimit:

• arsimore;
• me përvojë;
• lojrat;
• shkencore dhe teknike;
• imitim.

III. Sipas fushës së ekspertizës:

• matematikore;
• kimike;
• fizike;
• gjeografike;
• etj.

IV. Me anë të zbatimit:

• kompjuter;
• jo kompjuterike.

V. Nga mënyra e paraqitjes:

• material;
• informacion
• verbale;
• grafik;
• matematikore;
• tabelare;
• e veçantë.

Procesi i ndërtimit të modeleve të informacionit duke përdorur gjuhë formale (matematikore, logjike, etj.) quhet FORMALIZIMI
Një përkufizim më i plotë i formalizimit është reduktimi (reduktimi) i vetive dhe veçorive thelbësore të objektit të modelimit në formën e zgjedhur.

Format e paraqitjes së modelit informativ mund të jenë: përshkrimi verbal, tabela, diagrami, vizatimi, formula, algoritmi, programi kompjuterik etj.

III. Konsolidimi i të kaluarës.

Për të konsoliduar materialin, propozohet një detyrë e vogël:

1 detyrë - prej 10 pyetjesh llogaritet për rreth 15 minuta. Lejohet përdorimi i prezantimit, puna në kompjuter. Plotësoni përgjigjet në një fletore ose në një fletë të veçantë sipas mostrës së propozuar ( Shtojca 1 ))

2 detyra - zgjidhja e fjalëkryqit në kompjuter u ofrohet nxënësve nëse kanë kryer 1 detyrë përpara afatit dhe e kanë kaluar atë. Niveli i nxënësve është i ndryshëm dhe për të mos humbur kohë, nxënësit më të fortë mund të fillojnë të zgjidhin vetë fjalëkryqin. Kjo detyrë më pas, pasi të gjithë nxënësit e tjerë të kenë kaluar fletët e testimit, ato kontrollohen dhe kryhen së bashku me të tjerët. Para kontrollit të përbashkët, duhet të kaloni dhe të shikoni shkallën e zgjidhjes, në rast se është zgjidhur më shumë se 85% e fjalëkryqit, shpërblejeni me një vlerësim. Për të kontrolluar, ose mund të thoni të gjitha opsionet e përgjigjes, ose të demonstroni fjalëkryqin e përfunduar përmes projektorit. ( Shtojca 2 )

Fjalëkryq me temën "Modelimi"

Horizontalisht:

2. Emri i përgjithshëm i modeleve, të cilat janë një koleksion informacionesh të dobishme dhe të nevojshme për një objekt (informativ)
3. Emri i përgjithshëm i modeleve që riprodhojnë pamjen, strukturën e objektit të modeluar (materialit)
5. Përshkrimi i modelit duke përdorur një gjuhë zyrtare (formalizimi)
6. Modele që ju lejojnë të shihni ndryshimin në një objekt me kalimin e kohës (dinamike)
8. Modelet e këtij lloji imitojnë realitetin me shkallë të ndryshme saktësie (imitim)
9. Një shembull i modelit të parë grafik (foto)
10. Modeli i informacionit, i përbërë nga rreshta dhe kolona (tabela)
11. Mjet për modelimin kompjuterik (kompjuter)
12. Një objekt grafik i përbërë nga kulme të lidhura me vija (grafiku)
14. Kopje të reduktuara ose të zmadhuara të objektit të projektuar. Këto modele përdoren për të studiuar objektin dhe për të parashikuar karakteristikat e tij të ardhshme (eksperimentale)
15. Një objekt i krijuar artificialisht që riprodhon strukturën dhe vetitë e objektit të hetuar (modelit)

Vertikalisht:

1. Ndërtimi i modeleve për studimin dhe studimin e objekteve, proceseve, dukurive (modelim)
4. Këto modele përfaqësojnë një pjesë të informacionit një herë mbi objektin (statike)
7. Këto modele paraqesin përshkrime në gjuhët natyrore në formë mendore ose të folur (verbale)
13. Një shembull i një modeli matematikor të nënshkruar (formula)

IV. Duke përmbledhur

Vlerësimi i njohurive të nxënësve. Diskutimi i temës së studiuar. Detyre shtepie.

Literatura:

1. Makarova N.V. Informatikë dhe TIK. Libër mësuesi për klasat 8-9. - SPb .: Peter, 2008 .-- 160.: Ill.
2. Sokolova O.L. Udhëzime universale për informatikë. Klasa 10. M .: VAKO, 2006 .-- 400 f.

Modeli është një koncept i përgjithshëm shkencor që do të thotë një ideal dhe një objekt fizik analize. Një klasë e rëndësishme e modeleve ideale është një model matematik - në të fenomeni ose procesi në studim paraqitet në formën e objekteve abstrakte ose ligjeve matematikore më të përgjithshme që shprehin ose ligjet e natyrës, ose vetitë e brendshme të vetë objekteve matematikore. ose rregullat e arsyetimit logjik.

Kufijtë midis modeleve të llojeve ose klasave të ndryshme, si dhe caktimi i një modeli në një lloj ose klasë të caktuar, janë më shpesh arbitrare. Konsideroni shenjat më të zakonshme me të cilat klasifikohen modelet:

· Qëllimi i përdorimit;

• fusha e njohurive;
• faktori kohë;
• mënyra e paraqitjes.

Modelet dallohen sipas qëllimit të përdorimit arsimore, eksperimentale, simuluese, lojërash, shkencore dhe teknike.

Modelet dallohen nga fusha e njohurive biologjike, ekonomike, historike, sociologjike etj.

Modelet ndahen sipas faktorit kohë dinamike dhe statike... Modeli statik pasqyron strukturën dhe parametrat e objektit, prandaj quhet edhe strukturore... Ai përshkruan një objekt në një moment të caktuar në kohë, jep një pjesë të informacionit rreth tij. Modeli dinamik pasqyron procesin e funksionimit të një objekti ose ndryshimet dhe zhvillimin e procesit në kohë.

Çdo model ka një pamje, formë apo mënyra e paraqitjes, ajo gjithmone nga diçka dhe disi bërë ose paraqitur dhe përshkruar. Në këtë klasë, para së gjithash, modelet konsiderohen si të prekshme dhe të paprekshme.

Modelet e materialeve Janë kopje materiale të objekteve që do të modelohen.

Ata gjithmonë kanë një mishërim të vërtetë, riprodhojnë vetitë e jashtme ose strukturën e brendshme, ose veprimet e objektit origjinal. Shembuj: një glob është një model i formës së globit, një kukull është një model i pamjes së një personi, një robot është një model i veprimeve njerëzore në prodhimin e rrezikshëm. Modelimi i materialit përdor një metodë eksperimentale (empirike) të njohjes.

Modelimi jomaterial përdor metodën teorike të njohjes. Ata e quajnë ndryshe, abstrakte, ideale... Modelet abstrakte, nga ana tjetër, ndahen në imagjinare dhe informative.

Modeli i informacionitËshtë një koleksion informacioni për një objekt që përshkruan vetitë dhe gjendjen e një objekti, procesi ose fenomeni, si dhe lidhjet dhe marrëdhëniet me botën e jashtme.

Modelet e informacionit paraqesin objekte në formën e përshkrimeve verbale, teksteve, figurave, tabelave, diagrameve, vizatimeve, formulave etj. Modeli i informacionit nuk mund të preket, ai nuk ka mishërim material, bazohet vetëm në informacion. Mund të shprehet në një gjuhë përshkrimi (modeli i shenjave) ose në gjuhën e prezantimit (modeli vizual).

Një dhe i njëjti model i referohet njëkohësisht klasave të ndryshme të ndarjes. Për shembull, programet duke imituar lëvizjen e trupave (makinë, predhë, lavjerrës, ashensor etj.). Programe të tilla përdoren në mësimet e fizikës ( fushën e dijes) me objektiva mësimore ( qëllimi i përdorimit). Në të njëjtën kohë, ata janë dinamike, pasi marrin parasysh pozicionin e trupit në momente të ndryshme kohore, dhe algoritmik nga mënyra e zbatimit.

Le të shqyrtojmë më në detaje klasën e modeleve të informacionit nga pikëpamja e mënyrave të paraqitjes së informacionit. Forma e paraqitjes së modelit të informacionit varet nga metoda e kodimit (alfabeti) dhe mediumi material.

Imagjinare modelimi (mendor ose intuitiv) është një paraqitje mendore e një objekti. Modele të tilla formohen në imagjinatën e një personi dhe shoqërojnë veprimtarinë e tij të ndërgjegjshme. Ato gjithmonë i paraprijnë krijimit të një objekti material, modeli material dhe informacioni, duke qenë një nga fazat e procesit krijues. Për shembull, një temë muzikore në trurin e një kompozitori është një model intuitiv i një pjese muzikore.

Verbale modelimi (i referohet shenjës) është përfaqësimi i një modeli informacioni me anë të një gjuhe natyrore të folur (fonema). Modeli mendor, i shprehur në një formë bisedore, quhet foljor (nga fjala latine verbalize - gojore). Forma e paraqitjes së një modeli të tillë është komunikimi me gojë ose me shkrim. Shembuj janë veprat letrare, informacioni në tekste dhe fjalorë, udhëzime për përdorimin e pajisjes, rregullat e trafikut.

Modelimi vizual (i shprehur në gjuhën e prezantimit).Është një shprehje e vetive të origjinalit me ndihmën e imazheve. Për shembull, vizatime, piktura arti, fotografi, filma. Në modelimin shkencor, konceptet shpesh kodohen me vizatime - ikonike modelimi. Kjo përfshin gjithashtu gjeometrike modele - modele informacioni të paraqitura me anë të grafikës.

Nënshkruani në mënyrë figurative modelimi përdor imazhe simbolike të një lloji: diagrame, grafikë, vizatime, grafikë, plane, harta (shih Fig. 3). Për shembull, një hartë gjeografike, një plan apartamenti, një pemë familjare, një diagram bllok i një algoritmi. Ky grup përfshin modele informacioni strukturor të krijuar për të vizualizuar komponentët dhe marrëdhëniet e objekteve. Strukturat më të thjeshta dhe më të zakonshme të informacionit janë tabelat, diagramet, grafikët, bllok diagramet, pemët.

E nënshkruar (simbolike e shprehur në gjuhën e përshkrimit) modelimi (Fig. 4) përdor alfabetet e gjuhëve formale: shenjat konvencionale, karakteret speciale, shkronjat, numrat dhe ofron një sërë rregullash për të vepruar me këto shenja. Shembuj: sisteme të veçanta gjuhësore, formula fizike ose kimike, shprehje dhe formula matematikore, shënime muzikore, etj. Një program i shkruar sipas rregullave të një gjuhe programimi është një model shenjash.

Një nga gjuhët formale më të zakonshme është gjuha e formulave algjebrike në matematikë, i cili ju lejon të përshkruani marrëdhëniet funksionale midis sasive. Hartimi i një modeli matematikor në shumë probleme modelimi, megjithëse një fazë e ndërmjetme, por shumë thelbësore.

Modeli matematik- një mënyrë për të paraqitur një model informacioni, duke pasqyruar marrëdhënien e parametrave të ndryshëm të një objekti përmes formulave dhe koncepteve matematikore.

Në rastet kur modelimi fokusohet në studimin e modeleve duke përdorur një kompjuter, një nga fazat e tij është zhvillimi i model kompjuterik.

Modeli kompjuterik- ky është një imazh virtual i krijuar në kurriz të burimeve kompjuterike, duke pasqyruar cilësisht dhe sasiorisht vetitë dhe lidhjet e brendshme të objektit të modeluar, ndonjëherë duke transmetuar karakteristikat e tij të jashtme.

Një model kompjuterik është një model material që riprodhon pamjen, strukturën ose veprimin e një objekti të modeluar me anë të sinjaleve elektromagnetike. Zhvillimi i një modeli kompjuterik paraprihet nga modele mendore, verbale, strukturore, matematikore dhe algoritmike.

Ligjërata "Format e përfaqësimit të modeleve. Formalizimi."

Shenjat e klasifikimit të modeleve:

1) - sipas zonës së përdorimit;

2) - nga faktori i kohës;

3) - sipas degës së dijes;

4) - sipas formës së paraqitjes.

1) Klasifikimi i modeleve sipas zonës së përdorimit:

Modele mësimore- përdoret në stërvitje. Këto mund të jenë ndihma vizuale, simulatorë të ndryshëm, programe trajnimi.

Modele me eksperience- këto janë kopje të reduktuara ose të zmadhuara të objektit të projektuar. Përdoret për të hulumtuar dhe parashikuar performancën e tij në të ardhmen.

Për shembull, një model anijeje është hetuar në një pishinë për të studiuar stabilitetin e një anijeje kur rrotullohet, një model makine "flitet" në një tunel me erë për të studiuar riorganizimin e trupit, një model strukture përdoret për të lidhur një ndërtesë në një zonë specifike. , etj.

Modele shkencore dhe teknike - janë krijuar për studimin e proceseve dhe dukurive. Këto modele përfshijnë, për shembull, një pajisje për marrjen e një shkarkimi elektrik rrufe ose një stendë për testimin e televizorëve.

Modeli i lojësdhe - këto janë lojëra ushtarake, ekonomike, sportive, biznesi. Këto modele, si të thuash, provojnë sjelljen e objektit në situata të ndryshme, duke i luajtur ato duke marrë parasysh reagimin e mundshëm nga një konkurrent, aleat ose kundërshtar. Me ndihmën e modeleve të lojës, ju mund të ofroni ndihmë psikologjike për pacientët, të zgjidhni situatat e konfliktit.

Modelet e simulimit mos e pasqyroni lehtë realitetin me shkallë të ndryshme saktësie, por imitoni atë. Eksperimentet me modele kryhen me të dhëna fillestare të ndryshme. Bazuar në rezultatet e studimit, nxirren përfundime. Kjo metodë për të gjetur zgjidhjen e duhur quhet provë dhe gabim. Për shembull, për të identifikuar efektet anësore të barnave, ato testohen në një sërë eksperimentesh te kafshët.

2) Klasifikimi i modeleve sipas faktorit kohor:

Statike- modele që përshkruajnë gjendjen e sistemit në një moment të caktuar kohor (një prerje një herë e informacionit për një objekt të caktuar). Për shembull, ekzaminimi i studentëve në një klinikë dentare jep gjendjen e dhëmbëve të tyre në një kohë të caktuar: raportin e qumështit dhe të përhershëm, praninë e mbushjeve, defektet, etj.

Dinamik- modele që përshkruajnë proceset e ndryshimit dhe zhvillimit të sistemit (ndryshimet në objekt me kalimin e kohës). Shembuj: përshkrimi i lëvizjes së trupave, zhvillimi i organizmave, procesi i reaksioneve kimike.

Kur ndërtohet një shtëpi, llogaritet forca e themelit të saj, muret, trarët dhe rezistenca e tyre ndaj ngarkesës konstante. Ky është një model statik i një ndërtese. Por është gjithashtu e nevojshme të sigurohet rezistencë ndaj erërave, lëvizjes së ujërave nëntokësore, dridhjeve sizmike dhe faktorëve të tjerë që ndryshojnë me kalimin e kohës. Këto pyetje mund të zgjidhen duke përdorur modele dinamike.

Kështu, një dhe i njëjti objekt mund të karakterizohet si nga një model statik ashtu edhe nga një model dinamik.

3) Klasifikimi i modeleve sipas industrisë

Ky është një klasifikim sipas degës së veprimtarisë njerëzore: matematikore, biologjike, kimike, sociale, ekonomike, historike etj.

4) Klasifikimi i modeleve sipas formës së paraqitjes:

Të gjitha modelet mund të ndahen në dy klasa të mëdha: modele lëndore (materiale). dhe modelet e informacionit.

MaterialiModelet (subjekt) kanë gjithmonë një mishërim të vërtetë. Ato pasqyrojnë pronën e jashtme dhe strukturën e brendshme të objekteve origjinale, thelbin e proceseve dhe fenomeneve të objektit origjinal. Është një metodë eksperimentale për të mësuar rreth mjedisit.

Në procesin mësimor përdoren gjerësisht këto modele: një glob (gjeografi), dummies (biologji), modele të rrjetave kristalore (kimia) etj.

Shembuj: lodra për fëmijë, skelet njeriu, pellush, model i sistemit diellor, manuale shkollore, eksperimente fizike dhe kimike.

Modelet e informacionit - informacion i zgjedhur me qëllim për një objekt, i cili pasqyron vetitë e këtij objekti më thelbësore për një studiues.

Nga shkalla e formalizimit modelet e informacionit janë në mënyrë figurative shenjë dhe ikonike.

Një shembull i mrekullueshëm i një modeli figurativ-simbolik është harta gjeografike. Ngjyra dhe forma e kontinenteve, oqeaneve, maleve të paraqitura në hartë lidh menjëherë të menduarit imagjinar. Ju mund ta vlerësoni menjëherë relievin sipas ngjyrës në hartë. Për shembull, një person e lidh ujin me blunë, një livadh të lulëzuar dhe një fushë me të gjelbër. Harta është e mbushur me legjenda. Duke ditur këtë gjuhë, një person mund të marrë informacion të besueshëm për objektin e interesit. Modeli i informacionit në këtë rast do të jetë rezultat i të kuptuarit të informacionit të marrë me ndihmën e shqisave dhe informacionit të koduar në formën e imazheve konvencionale.

E njëjta gjë mund të thuhet për pikturën. Një shikues i papërvojë do ta perceptojë figurën me shpirtin e tij në formën e një modeli figurativ. Por ka disa gjuhë artistike që korrespondojnë me zhanre dhe shkolla të ndryshme pikture: kombinimi i ngjyrave, natyra e penelit, mënyrat e përcjelljes së ajrit, vëllimi etj. Është më e lehtë për një person që i njeh këto konvencione të kuptojë se çfarë artisti kishte parasysh, veçanërisht nëse vepra nuk i referohet realizmit. Në këtë rast, perceptimi i përgjithshëm i figurës (modeli i informacionit) do të jetë rezultat i të kuptuarit të informacionit si në forma figurative ashtu edhe në ato simbolike.

Një shembull tjetër i një modeli të tillë është fotografia. Kamera ju lejon të merrni një imazh të origjinalit. Zakonisht fotografia na jep një ide mjaft të saktë për pamjen e një personi. Ka disa shenja (lartësia e ballit, pozicioni i syve, forma e mjekrës), me anë të të cilave ekspertët mund të përcaktojnë karakterin e një personi, prirjen e tij për veprime të caktuara. Kjo gjuhë e veçantë formohet nga informacioni i grumbulluar në fushën e fizionomisë dhe përvojës personale. Mjekët e ditur, duke parë një foto të një të huaji, do të shohin shenja të sëmundjeve të caktuara. Duke vendosur qëllime të ndryshme, modele të ndryshme informacioni mund të merren nga e njëjta fotografi. Ato do të jenë rezultat i përpunimit të informacionit figurativ të marrë gjatë shikimit të një fotografie dhe informacionit të formuar në bazë të njohurive të një gjuhe të veçantë profesionale.

Sipas formës së paraqitjes së modeleve figurative-simbolike, mund të dallohen grupet e mëposhtme:

Modele gjeometrike që pasqyrojnë pamjen e origjinalit (vizatim, piktogram, vizatim, plan, hartë, imazh vëllimor);

Modele strukturore që pasqyrojnë strukturën e objekteve dhe lidhjen e parametrave të tyre (tabela, grafiku, diagrami, diagrami);

Modelet verbale të fiksuara (të përshkruara) me anë të gjuhës natyrore;

Modele algoritmike që përshkruajnë sekuencën e veprimeve.

Modelet ikonike mund të ndahen në grupet e mëposhtme:

Modele matematikore të përfaqësuara nga formula matematikore që pasqyrojnë marrëdhënien ndërmjet parametrave të ndryshëm të një objekti, sistemi ose procesi;

Modele speciale të paraqitura në gjuhë të veçanta (shënime, formula kimike, etj.);

Modelet algoritmike që përfaqësojnë një proces si një program i shkruar në një gjuhë të veçantë.

Format e paraqitjes së modeleve. Formalizimi

Modele materiale dhe modele informative.

Të gjitha modelet mund të ndahen në dy klasa të mëdha: modele lënda (materiali) dhe modele informacion... Modelet e objekteve riprodhojnë vetitë gjeometrike, fizike dhe vetitë e tjera të objekteve në formë materiale (glob, benelet anatomike, modele të rrjetave kristalore, modele ndërtesash dhe strukturash, etj.).

Modelet e informacionit përfaqësojnë objektet dhe proceset në figurative ose formë ikonike.

Modelet figurative (vizatimet, fotografitë, etj.) janë imazhe vizuale të objekteve të regjistruara në çdo medium (letër, fotografik dhe film, etj.). Modelet e informacionit figurativ përdoren gjerësisht në arsim (kujtoni postera edukativë për lëndë të ndryshme) dhe shkenca, ku objektet duhet të klasifikohen sipas karakteristikave të tyre të jashtme (në botanikë, biologji, paleontologji, etj.).

Modelet e informacionit të nënshkruar ndërtohen duke përdorur gjuhë të ndryshme (sisteme të shenjave). Një model informacioni i shenjave mund të përfaqësohet në formën e tekstit (për shembull, një program në një gjuhë programimi), një formulë (për shembull, ligji i dytë i Njutonit F = m × a), një tabelë (për shembull, tabela periodike e elementet e DI Mendeleev), e kështu me radhë.

Ndonjëherë, gjatë ndërtimit të modeleve të informacionit të shenjave, përdoren disa gjuhë të ndryshme njëkohësisht. Shembuj të këtyre modeleve janë hartat gjeografike, grafikët, diagramet, etj. Në të gjitha këto modele, si gjuha e elementeve grafike ashtu edhe gjuha simbolike përdoren njëkohësisht.

Gjatë gjithë historisë së tij, njerëzimi ka përdorur metoda dhe mjete të ndryshme për të krijuar modele informacioni. Këto metoda janë përmirësuar vazhdimisht. Pra, modelet e para të informacionit u krijuan në formën e pikturave shkëmbore, por tani modelet e informacionit zakonisht ndërtohen dhe studiohen duke përdorur teknologji moderne kompjuterike.

Gjuhët natyrore përdoren për të krijuar modele informacioni përshkrues... Në historinë e shkencës njihen modele të shumta informacioni përshkrues; për shembull, modeli heliocentrik i Kopernikut i botës u formulua si më poshtë:

Toka rrotullohet rreth boshtit të saj dhe rreth diellit;

Orbitat e të gjithë planetëve shkojnë rreth diellit.

Gjuhët formale përdoren për të ndërtuar modelet formale të informacionit(matematikore, logjike, etj.). Një nga gjuhët formale më të përdorura është matematika. Modelet e ndërtuara duke përdorur koncepte dhe formula matematikore quhen modele matematikore... Gjuha e matematikës është një koleksion i gjuhëve formale. Me disa prej tyre (algjebër, gjeometri, trigonometri) do të njiheni në shkollë, me të tjerat (teoria e grupeve, teoria e probabilitetit etj.) do të mund të familjarizoheni në procesin e edukimit të mëtejshëm.

Gjuha e algjebrës lejon që dikush të zyrtarizojë marrëdhëniet funksionale midis sasive. Kështu, Njutoni zyrtarizoi sistemin heliocentrik të botës duke zbuluar ligjet e mekanikës dhe ligjin e gravitetit universal dhe duke i shkruar ato në formën e varësive funksionale algjebrike. Në kursin e fizikës shkollore merren parasysh shumë varësi të ndryshme funksionale, të shprehura në gjuhën e algjebrës, të cilat janë modele matematikore të dukurive apo proceseve të studiuara.

Gjuha e algjebrës së logjikës (algjebra e propozimeve) na lejon të ndërtojmë modele logjike formale... Me ndihmën e algjebrës propozicionale është e mundur të formalizohen (shkruhen në formën e shprehjeve logjike) pohime të thjeshta dhe komplekse të shprehura në gjuhën natyrore. Ndërtimi i modeleve logjike ju lejon të zgjidhni probleme logjike, të ndërtoni modele logjike të pajisjeve kompjuterike (mbledhës, shkas) dhe kështu me radhë.

Në shkencat natyrore (fizikë, kimi, etj.), ndërtohen modele formale të dukurive dhe proceseve. Në shumicën e rasteve, gjuha universale matematikore e formulave algjebrike përdoret për këtë. Sidoqoftë, në disa raste, përdoren gjuhë të specializuara formale (në kimi - gjuha e formulave kimike, në muzikë - shënimi muzikor, etj.).

Në procesin e njohjes së botës përreth, njerëzimi përdor vazhdimisht modelimin dhe formalizimin. Kur studioni një objekt të ri, së pari, modeli i tij përshkrues i informacionit zakonisht ndërtohet në një gjuhë natyrore, pastaj ai zyrtarizohet, domethënë shprehet duke përdorur gjuhë zyrtare (matematikë, logjikë, etj.).

Vizualizimi i modeleve formale

Gjatë gjithë historisë së tij, njerëzimi ka përdorur metoda dhe mjete të ndryshme për të krijuar modele informacioni. Këto metoda janë përmirësuar vazhdimisht. Kështu, modelet e para të informacionit u krijuan në formën e pikturave shkëmbore. Aktualisht, modelet e informacionit zakonisht ndërtohen dhe hulumtohen duke përdorur teknologjinë moderne kompjuterike.

Në procesin e studimit të modeleve formale, ato shpesh vizualizohen. Për të vizualizuar algoritmet, përdoren bllok diagramet: marrëdhëniet hapësinore ndërmjet objekteve - vizatimet, modelet e qarqeve elektrike - qarqet elektrike, modelet e pajisjeve logjike - qarqet logjike, etj.

Pra, kur vizualizoni modele fizike formale me ndihmën e animacionit, mund të shfaqet dinamika e procesit, mund të vizatohen grafikët e ndryshimeve në sasitë fizike, etj. Modelet vizuale janë zakonisht ndërvepruese, domethënë studiuesi mund të ndryshojë kushtet dhe parametrat fillestarë të proceseve dhe të vëzhgojë ndryshime në sjelljen e modelit.

Modele informacioni përshkrues. Modele të tilla shfaqin objekte, procese dhe fenomene. në mënyrë cilësore, d.m.th., duke mos përdorur karakteristika sasiore. Modelet e informacionit përshkrues zakonisht ndërtohen duke përdorur gjuhët natyrore dhe vizatime. Në historinë e shkencës njihen modele të shumta informacioni përshkrues. Kështu, modeli heliocentrik i Kopernikut i botës në gjuhën natyrore u formulua si më poshtë: - Toka rrotullohet rreth Diellit, dhe Hëna rrotullohet rreth Tokës; Të gjithë planetët rrotullohen rreth diellit. Megjithatë, mënyra se si paraqitet në formën e një fotografie është më vizuale.

Modelet vizuale interaktive kompjuterike tani janë përdorur gjerësisht. Në modele të tilla, studiuesi mund të ndryshojë kushtet dhe parametrat fillestarë të proceseve dhe të vëzhgojë ndryshime në sjelljen e modelit.

Detyre shtepie - shënime

Baza metodologjike për modelim. E gjithë ajo drejt së cilës synohet veprimtaria njerëzore quhet Objekt(lat. kundërshtimi- artikull). Zhvillimi i një metodologjie këtu ka për qëllim thjeshtimin e marrjes dhe përpunimit të informacionit rreth objekteve që ekzistojnë jashtë ndërgjegjes sonë dhe ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe mjedisin e jashtëm.

Nje objekt- një pjesë e botës përreth, e konsideruar nga një person në tërësi.

Emri - kjo është karakteristika kryesore që ju lejon të dalloni një objekt nga një tjetër. Në jetën e përditshme përdoret emer i perbashket , duke treguar objekte me karakteristika të ngjashme: dhomë, qen, lumë, këngë. Jepen shumë objekte për t'i konkretizuar emri i duhur .

Të dallojë nje objekt dhe një shembull specifik i një objekti... Objekti karakterizohet nga një emër dhe parametra pa specifikuar vlera specifike. Një shembull ka vlera të veçanta parametrash, mund të ketë emrin e vet dhe ky ndryshon nga objektet e tjera të ngjashme me të.

e mërkurë - kushtet për ekzistencën e objektit. Mjedisi i ekzistencës së objektit ndikon në vetë objektin.

Në kërkimin shkencor, luajnë një rol të rëndësishëm hipoteza, domethënë parashikime të caktuara të bazuara në një sasi të vogël të dhënash eksperimentale, vëzhgimesh, supozimesh. Një test i shpejtë dhe i plotë i hipotezave të paraqitura mund të kryhet gjatë një eksperimenti të projektuar posaçërisht. Në formulimin dhe testimin e korrektësisë së hipotezave, analogjia ka një rëndësi të madhe si metodë gjykimi.

Për analogji thirrni një gjykim për ndonjë ngjashmëri të veçantë të dy objekteve, dhe një ngjashmëri e tillë mund të jetë domethënëse dhe e parëndësishme. Konceptet e materialitetit dhe të parëndësisë së ngjashmërisë ose ndryshimit të objekteve janë të kushtëzuara dhe relative. Rëndësia e ngjashmërisë (ndryshimit) varet nga niveli i abstraksionit dhe, në rastin e përgjithshëm, përcaktohet nga qëllimi përfundimtar i kërkimit që kryhet.

Hipotezat dhe analogjitë duhet të jenë të qarta ose të reduktohen në skema logjike të përshtatshme për kërkime; skema të tilla logjike që thjeshtojnë arsyetimin dhe ndërtimet logjike ose lejojnë eksperimentet për të sqaruar natyrën e fenomeneve quhen modele . Me fjale te tjera, model (lat. moduli- masë) është një objekt zëvendësues i objektit origjinal, i cili ofron studimin e disa prej vetive të origjinalit.

E gjithë shumëllojshmëria e modeleve ndahet në tre klasa:

materiale (natyrore) modele (disa objekte reale - modele, dummies, standarde)- kopje të reduktuara ose të zmadhuara që riprodhojnë pamjen e objektit të modeluar, strukturën e tij (glob, modeli i grilës kristal) apo sjellje (modeli i avionit të kontrolluar me radio, biçikleta stërvitore);

imagjinare model (pika gjeometrike, lavjerrësi matematik, gazi ideal, pafundësia);

informacion modele - përshkrime të objektit të modeluar në një nga gjuhët e kodimit të informacionit (përshkrim verbal, diagrame, vizatime, harta, vizatime, formula shkencore, programe etj.).

Përkufizimi i modelimit. Zëvendësimi i një objekti me një tjetër për të marrë informacion për vetitë më të rëndësishme të objektit origjinal duke përdorur objektin model quhet modelimi.

Modelimi është përfaqësimi i një objekti nga një model për të marrë informacion rreth atij objekti duke eksperimentuar me modelin e tij. Teoria e zëvendësimit të disa objekteve (origjinaleve) me objekte të tjera (modele) dhe studimi i vetive të objekteve në modelet e tyre quhet teoria e modelimit.

Oriz. Skema e përgjithshme e modelimit

Në procesin e modelimit, çdo aspekt i modelimit zbulohet përmes një grupi vetish. Jo të gjitha pasqyrohen në modele vetitë e objektit, por vetem domethënëse nga pikëpamja e qëllimit të modelimit .

Çdo aspekt i modelimit karakterizohet nga grupi i vet i vetive:

pamja - një grup karakteristikash;

struktura - një listë e elementeve dhe një tregues i marrëdhënies midis tyre;

sjellje - ndryshime në pamje dhe strukturë me kalimin e kohës.

Disa veti të objektit të modelimit mund të shprehen në sasi që marrin vlera numerike. Vlera të tilla quhen parametrave modele.

Synimi modelimi lind kur subjekti i modelimit zgjidh detyrën me të cilën përballet dhe varet si nga problemi që zgjidhet ashtu edhe nga lënda e modelimit. Nga kjo rezulton se qëllimi i modelimit ka një natyrë të dyfishtë: nga njëra anë është objektiv, pasi rrjedh nga detyra kërkimore, nga ana tjetër është subjektiv, pasi studiuesi gjithmonë e korrigjon atë në varësi të përvojës, interesave. motivet e veprimtarisë.

Le të shohim disa shembuj. Në fotot

Lënda e modelimit - një arkitekt, për shembull.

Problem simulimi - për të projektuar një shtëpi komode për familjen e klientit, kostot e projektimit dhe ndërtimit të së cilës nuk do të kalojnë shumën e specifikuar.

Objekti simulues - ato shtëpi që arkitekti i pa me sytë e tij ose i imagjinoi. Detyra me të cilën përballet arkitekti si lëndë e modelimit konkretizohet në qëllimet modelim: për të zhvilluar një projekt shtëpie që do të kënaqte klientin, do të pasqyronte preferencat profesionale të vetë arkitektit dhe vlerësimi i kostos për zbatimin e të cilit do të plotësonte disa kufizime.

Për një objekt, një subjekt mund të ndërtojë disa modele nëse ai zgjidh probleme të ndryshme që çojnë në qëllime të ndryshme modelimi (Fig. 2).

Për një objekt, subjekte të ndryshme mund të ndërtojnë modele të ndryshme, edhe nëse kanë të njëjtën detyrë modelimi. Zgjedhja e llojit të modelit dhe ndërtimi i tij varet nga njohuritë, përvoja, preferencat, interesat personale të subjektit (Fig. 3, 4).

Oriz. 1. Një diagram që tregon varësinë e qëllimit të modelimit nga problemi që zgjidhet dhe subjekti i modelimit	Oriz. 2. Një diagram që tregon se për një objekt një subjekt mund të ndërtojë disa modele
Oriz. 3. Diagram që tregon se subjekte të ndryshme mund të ndërtojnë modele të ndryshme për një objekt	Oriz. 4. Diagrami që tregon se subjekte të ndryshme ndërtojnë, si rregull, modele të ndryshme të të njëjtit objekt

Objekte të ndryshme mund të kenë të njëjtin lloj modeli, edhe nëse ato janë ndërtuar nga subjekte të ndryshme bazuar në qëllime të ndryshme modelimi.

Dalloni modelimin pamjen, modelim strukturat dhe modelimi sjellje.

Pamja e modelimit objekti përdoret për:

Identifikimi (njohja) e objektit;

Ruajtja afatgjatë e imazhit.

Modelimi strukturor objekti përdoret për:

Paraqitja e saj vizuale;

Studimi i vetive të një objekti;

Zbulimi i lidhjeve të rëndësishme;

Studimi i qëndrueshmërisë së objektit.

Modelimi i sjelljes zbatohet kur:

planifikimi, parashikimi;

vendosja e lidhjeve me objekte të tjera;

identifikimi i marrëdhënieve shkakësore;

menaxhimi;

projektimi i pajisjeve teknike etj.

Struktura e objektit - një grup elementesh të tij dhe lidhjet që ekzistojnë midis tyre.

Përshkrimi i strukturës- duke renditur përbërësin elementet objekti dhe treguesi lidhjet mes tyre. Në gjuhë, këto elemente dhe lidhje shpesh shprehen me emra: elektron, proton, neutron, forcën tërheqëse (lidhjen), nivelin e energjisë (kur përshkruhet një atom).

Modelimi i strukturës së një objekti është i nevojshëm për:

Paraqitja e saj vizuale

Studimi i vetive të një objekti,

Duke zbuluar lidhje të rëndësishme,

Studimi i qëndrueshmërisë së objektit etj.

Sjellja e objektit quaj ndryshimet që i ndodhin me kalimin e kohës. Përshkrimi i sjelljes një objekt reduktohet në përshkrimin e pamjes dhe strukturës së tij me kalimin e kohës si rezultat i ndërveprimit me objekte të tjera.

Roli epistemologjik i teorisë së modelimit

GNOSEOLOGJIA (greqisht gnosis - njohuri, logos - mësim) është një disiplinë filozofike e angazhuar në kërkime, kritika dhe teori të dijes - teoria e dijes si e tillë.

Modelimi- parimi kryesor i njohurive moderne shkencore. Një person nuk mund ta shohë temën e dijes në tërësi, në të gjitha manifestimet e saj. Prandaj, ai kufizon pretendimet e tij dhe kërkon të njohë çdo anë të kësaj teme, në varësi të detyrës me të cilën përballet personi.

Sidoqoftë, është e mundur, duke përdorur modelimin, të theksohen tiparet e përbashkëta që janë të natyrshme në modelet e objekteve të botës reale që janë të ndryshme në natyrë. Kjo gjë e zakonshme është prania e disave strukturat(statike ose dinamike, materiale ose mendore), e cila është e ngjashme me strukturën e objektit të dhënë.

Modelimi bazohet në parimet e përgjithshme të njohurive shkencore:

Parimi i reduktimit - aftësia për të reduktuar më kompleksin në më të thjeshtë. Kjo do të thotë që studimi i diçkaje më të thjeshtë mund të thotë diçka për vetë objektin.

Parimi i evolucionit - të gjitha format më të larta u zhvilluan gradualisht nga format më të ulëta. Kjo do të thotë se duke analizuar sjelljen e formave më të ulëta, është e mundur të parashikohet sjellja e formave më të larta.

Parimi i racionalitetit , i cili thotë se objektet e botës reale mund të njihen duke përdorur logjikën dhe matematikën.

Nëse rezultatet e simulimit konfirmohen dhe mund të shërbejnë si bazë për parashikimin e proceseve që ndodhin në objektet në studim, atëherë ata thonë se modeli është adekuat me objektin. ku përshtatshmërisë modeli varet nga qëllimi i simulimit dhe kriteret e miratuara.

Përshtatshmëria presupozon riprodhimin nga modeli me plotësinë e nevojshme të të gjitha karakteristikave të objektit që janë thelbësore për qëllimin e modelimit.

Për duke vendosur përshtatshmërinë në rastin e modeleve konstruktive, përfshirë informacionin, është e nevojshme të formulohet qëllimi i modelimit dhe të sqarohet se cili aspekt i objektit në studim (pamja, struktura ose sjellja) është me interes në këtë rast.

Nëse vëzhguesi është i disponueshëm modele të ndryshme objektesh , por vetë objekti nuk është i disponueshëm, ai mund të krahasojë modelet e disponueshme dhe të nxjerrë në pah disa momente të pandryshueshme (të pranishme në të gjitha modelet) që mund t'i atribuohen vetë objektit me një shkallë të lartë sigurie.

Nëse vetëm një model , çështja e përshtatshmërisë së tij me objektin merret në bazë të sa vijon dispozitat themelore shkencore:

qëndrueshmëri : e vërteta e njëkohshme e pohimit (A) dhe pohimit që e kundërshton atë (jo A) është e pamundur;

ligji i arsyes së mjaftueshme : "... asnjë fenomen i vetëm nuk mund të rezultojë i vërtetë apo i vërtetë, asnjë pohim i vetëm nuk mund të jetë i vërtetë pa arsye të mjaftueshme pse është kështu dhe jo ndryshe..." (G.V. Leibniz);

ligji i ruajtjes së energjisë : energjia e fushës + energjia e objektit = konstante.

ligji i ruajtjes së lëndës : materia nuk zhduket askund dhe nuk shfaqet askund, ajo kalon vetëm nga një gjendje në tjetrën;

vetia e simetrisë : nëse ndonjë gjendje ose proces ndodh në natyrë, atëherë për të ekziston një gjendje ose proces i kundërt nga koha, i cili mund të realizohet edhe në natyrë.

Gjithashtu, përshtatshmëria e modelit vlerësohet në bazë të parimet e përgjithshme heuristike :

Parimi ju vetëm ;

Parimi " dembelizmi "(Në komunikim);

Parimi estetike ;

Parimi konformiteti : nëse specifikoni saktë një model adekuat ose shtrirjen e një modeli adekuat, rezultati do të jetë një model adekuat.