Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.
| Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. |
Модель. Это слово многим знакомо.
Кто-то занимается созданием моделей кораблей,
самолетов, автомобилей.
Модели имеют чрезвычайно важную роль в
проектировании и создании различных технических
устройств. Без предварительного создания
чертежа невозможно изготовить даже простую
деталь.
Развитие науки невозможно без создания
теоретических моделей (теорий, законов, гипотез),
отражающих строение, свойства и поведение
реальных объектов.
Все художественное творчество фактически
является процессом создания моделей. Любое
литературное произведение может
рассматриваться, как модель реальной
человеческой жизни.
Модель создается человеком в процессе познания окружающего мира и отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.
| Модель – это некоторое упрощенное подобие реального объекта |
Разные науки исследуют объекты и процессы под
разными углами зрения и строят различные типы
моделей.
В физике изучаются процессы взаимодействия и
изменения объектов, в химии – их химический
состав, в биологии – строения и поведение живых
организмов.
Человек в различных науках исследуется в рамках различных моделей:
- В механике – как материальная точка
- В химии – как объект, состоящий из различных химических веществ
- В биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению
| Для описания и исследования одного и того же объекта может использоваться несколько моделей. |
| Для описания и исследования различных объектов может использоваться одна и та же модель. |
Всякая модель воспроизводит только те свойства объекта – оригинала, которые понадобятся при исследовании, изучении объекта.
Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель может оказаться полезным и единственным инструментом исследования.
Все модели можно разбить на два больших класса:
- Материальные модели
- Информационные модели
| Материальные модели (натурные) | Информационные модели |
|
Графические (образные) |
Знаковые |
|
Предметные модели позволяют
представить в материальной наглядной форме
объекты и процессы, недоступные для
непосредственного исследования (очень большие
или очень маленькие, очень быстрые или очень
медленные)
|
Образные информационные модели
представляют собой зрительные образы объектов,
зафиксированные на каком-либо носителе.
|
Знаковые информационные модели
строятся с использованием различных языков
(знаковых систем).
|
При построении некоторых типов информационных
моделей одновременно используются система
графических элементов и знаковая система.
Например, в блок-схемах алгоритмов используются
различные фигуры для обозначения элементов
алгоритма и формальный алгоритмический язык для
записи программы на языке программирования.
| Материальная модель – физическое
подобие объекта-оригинала Информационная модель – описание объекта-оригинала |
Вопросы
- Что такое моделирование?
- Приведите примеры моделирования в различных областях деятельности человека
- Что такое модель?
- Может ли один объект иметь несколько моделей (если да, приведите примеры)?
- Могут ли разные объекты описываться одной и той же моделью (если да, приведите примеры)?
- Какие свойства реальных объектов воспроизводят следующие модели:
- Муляжи продуктов в витрине магазина
- Чучело птицы
- Заводной игрушечный автомобиль
- Что такое информационная модель?
- Приведите различные примеры графических информационных моделей
- Какая форма графической модели применима для отображения процессов
- Назовите примеры материальных моделей
Задания
1. Создайте информационную модель в текстовом редакторе MS Word / OpenOffice.org
2. Создайте информационную модель молекулы воды по образцу (см. Приложение 1)
3. Определите объект моделирования, метод моделирования и цель:
| Задача | Объект | Метод | Цель |
| Художнику заказывают нарисовать пейзаж. | Часть природы, окружающего мира (лес, поляна… ) | Наблюдение за объектом, создание рисунка (информационной модели) по подобию объекта | Познание окружающего мира, природы, особенностей природы данного края или местности |
| Биологу поручают исследование популяции дрозофилы. | Мелкие мушки – Дрозофилы | Наблюдение за объектом, изучение поведения объекта, его жизнедеятельности | Понимание того, как устроен объект, законов развития и взаимодействия с окружающей средой; Прогнозирование последствий от воздействий на объект. |
| Для покупки квартиры нужно взять в банке кредит. | Кредитная программа банка | Изучение условий кредитования, Сбор
необходимых документов, произведение математических расчетов |
Управление объектом или процессом и определение наилучших способов управления |
4. Объясните различие моделей бабочки с точки зрения биолога, художника, рыболова, скульптора, фотографа:
| Модель бабочки | |
| Биолог | Засушенная бабочка |
| Художник | Рисунок |
| Рыболов | Наживка |
| Фотограф | Фотография |
| Скульптор | Скульптура |
4. Рассмотрите отрывок стихотворения Агнии Барто «Машенька» как модель. Что является объектом-оригиналом? Какие существенные свойства отражены в этой модели?
Часы пробили восемь,
Сейчас затихнет дом.
Сейчас платок набросим
На клетку со щеглом.Есть у меня дочка,
Ей скоро полгодочка,
Она лежит, не плачет,
Глаза от света прячет.
Чтоб у нас она спала,
Снимем лампу со стола.Ходят тени по стене,
Будто птицы в тишине
Стаями летят.
Кошка сердится во сне
На своих котят.Мы спать ложимся рано,
Сейчас закроем шторы,
Диваны-великаны
Теперь стоят как горы…
Баю-баюшки-баю,
Баю Машеньку мою.
5. Изобразите графом-моделью фразу «Я знаю, что ты знаешь, что я знаю»
6. Откройте презентацию (Приложение 2). Доработайте данную модель так, чтобы минутная стрелка выполняла полностью весь круг. Добавьте часовую стрелку.