Моделирование как метод познания

1.

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 9
имени участника Великой Отечественной войны Ивана Федоровича Константинова
города Лабинска муниципального образования Лабинский район
Проектно-исследовательская работа
Тема: «Моделирование как метод познания»
Выполнил: Кислов Вадим, ученик 9 Е класса
МОБУ СОШ №9 им.И.Ф.Констатнтинова г.Лабинска
0
Руководитель: Попелова Яна Валерьевна, учитель информатики

2.

Содержание
Введение………………………………………………………………………………………………………..2
Часть 1 История и понятие Моделирование.……………………………………………………………..3
Часть 2 Признаки классификации моделей……………………………………………………………….4-5
Часть 3……………………………………………………………………………………………………………6-7
Заключение……………………………………………………………………………………………………….8
Список литературы……………………………………………………………………………………………...9
1

3.

Введение
Актуальность
Издавна человек применяет модели. Модель — это искусственно создаваемый объект, заменяющий некоторый объект реального
мира (объект моделирования) и воспроизводящий ограниченное число его свойств.
Процесс построения модели называют моделированием. Моделирование — это метод познания действительности, используемый
различными науками.
Объект моделирования — широкое понятие, включающее объекты живой или неживой природы, процессы и явления
действительности. Сама модель может представлять собой либо физический, либо идеальный объект. Все способы моделирования
можно разделить на две большие группы. В одном случае моделью является предмет, воспроизводящий те или иные
геометрические, физические и т.п. характеристики оригинала. Это -- материальное (физическое) моделирование. Исследование
таких моделей -- реальные эксперименты с ними.
По иному происходит работа с информационными (идеальными) моделями, являющимися описаниями объектов-оригиналов с
помощью схем, графиков, формул, чертежей и т.п. Одним из важнейших видов информационного моделирования является
математическое -- когда описания формулируются на языке математики
Всякая модель создается для вполне определенной цели, и это в значительной степени определяет ее выбор. Поэтому первое, что
необходимо сделать, -- поставить задачу, т.е. определить вопросы, ответы на которые мы хотим получить, и необходимые для этого
исходные данные.
Цель работы:Рассказать по подробнее о моделях и об моделировании
2

4.

История
Моделирование как форма отражения действительности зарождается в античную эпоху одновременно с возникновением научного
познания. Однако в отчётливой форме моделирование начинает широко использоваться в эпоху Возрождения; Брунеллески,
Микеланджело и другие итальянские архитекторы и скульпторы пользовались моделями проектируемых ими сооружений; в
теоретических же работах Г. Галилея и Леонардо да Винчи не только используются модели, но и выясняются пределы применимости
метода моделирования.И. Ньютон пользуется этим методом уже вполне осознанно, а в XIX веке трудно назвать область науки или её
приложений, где моделирование не имело бы существенного значения; исключительно большую методологическую роль сыграли в
этом отношении работы Кельвина, Дж. Максвелла, Ф. А. Кекуле, А. М. Бутлерова и других физиков и химиков - именно эти науки
стали, можно сказать, классическими «полигонами» метода моделирования.
В системе экономических наук главенствующее положение занимает экономическая теория: она служит теоретической и
методологической основой всего комплекса экономических наук. Применение математических методов в экономике началось
именно в теоретико-экономических исследованиях.
Модель-Упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, которое отображает его существенные свойства.
Моделирование-Процесс построения моделей для исследования и изучения объектов, процессов или явлений
3

5.

Признаки классификации моделей
Существуют 3 признака классификации моделей
1-по области использования
2-С учётом временного фактора
3-по способу предсатвления моделей
Классификация моделей по области использования:
Учебные модели – используются при обучении;
Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его
будущих характеристик
Научно - технические - создаются для исследования процессов и явлений
Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях
Имитационные – отражение реальности в той или иной степени (это метод проб и ошибок)
Классификация моделей по фактору времени:
Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по
данному объекту). Примеры моделей: классификация животных…., строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об
обследовании состояния зубов в школе и тд.
Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры:
описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.
Классификация моделей по форме представления :
Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и
внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания
окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические
и химические опыты
Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. это теоретический метод
познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные
4

6.

Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого
образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека.
Вербальные – мысленные модели выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей
Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для
исследователя свойств этого объекта.
Типы информационных моделей :
Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы.
Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих
столбцах (или строках)
Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а
элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня
Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру
По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые. Напримеры:
Образно-знаковые модели :
Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение)
Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма)
Словесные (описание естественными языками)
Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема)
Знаковые модели:
Математические – представлены матем.формулами, отображающими связь параметров
Специальные – представлены на спец. языках (ноты, хим.формулы)
Алгоритмические – программы
5 Признаки классификаций моделей:Классификация моделей по области использования

7.

Основные этапы компьютерного моделирования
Первый этап — постановка задачи включает в себя стадии: описание задачи, определение цели моделирования, анализ объекта.
Описание задачи
Задача формулируется на обычном языке. По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы. К первой
группе можно отнести задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии
на него, «что будет, если?...».
Например, что будет, если магнитный диск положить рядом с магнитом? Или: что будет, если повысить проходной балл в институт?
Резко увеличить плату за проезд в общественном транспорте? и т. п.
В задачах, относящихся ко второй группе, требуется определить, какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его
параметры удовлетворяли некоторому заданному условию, «как сделать, чтобы?..».
Например, как надо построить образовательный процесс в современной школе, чтобы детям было интересно учиться?
Цель иследования
На этой стадии необходимо среди многих характеристик (параметров) объекта выделить существенные. Мы уже говорили о том, что
для одного и того же объекта при разных целях моделирования существенными будут считаться разные свойства.
Анализ объекта подразумевает четкое выделение моделируемого объекта и его основных свойств.
Второй этап — разработка компьютерной модели начинается с выбора инструмента моделирования, другими словами, программной
среды, в которой будет создаваться и исследоваться модель.
От этого выбора зависит алгоритм построения компьютерной модели, а также форма его представления. В среде программирования
это программа, написанная на соответствующем языке. В прикладных средах (электронные таблицы, СУБД, графических
редакторах и т. д.) это последовательность технологических приемов, приводящих к решению задачи.
Следует отметить, что одну и ту же задачу можно решить, используя различные среды. Выбор инструмента моделирования зависит,
в первую очередь, от реальных возможностей, как технических, так и материальных.
Третий этап--компьютерный эксперимент включает две стадии: тестирование модели и проведение исследования.
На этой стадии проверяется разработанный алгоритм построения модели и адекватность полученной модели объекту и цели
моделирования.
Для проверки правильности алгоритма построения модели используется тестовые данные, для которых конечный результат з а р а н
е е и з в е с т е н. (Обычно его определяют ручным способом). Если результаты совпадают, то алгоритм разработан верно, если нет
— надо искать и устранять причину их несоответствия.
Тестирование должно быть целенаправленным и систематизированным, а усложнение тестовых данных должно происходить
постепенно. Чтобы убедиться, что построенная модель правильно отражает существенные для цели моделирования свойства
оригинала, то есть является адекватной, необходимо подбирать тестовые данные, которые отражают р е а л ь н у ю ситуацию.
6

8.

Четвертый этап — анализ результатов является ключевым для процесса моделирования. Именно по итогам этого этапа принимается
решение: продолжать исследование или закончить.
Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки. В этом
случае необходимо корректировать модель, то есть возвращаться к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор,
пока результаты компьютерного эксперимента не будут отвечать целям моделирования.
7

9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Моделирование глубоко проникает в теоретическое мышление. Более того, развитие любой науки в целом можно трактовать — в
весьма общем, но вполне разумном смысле, — как «теоретическое моделирование». Важная познавательная функция
моделирования состоит в том, чтобы служить импульсом, источником новых теорий. Нередко бывает так, что теория первоначально
возникает в виде модели, дающей приближённое, упрощённое объяснение явления, и выступает как первичная рабочая гипотеза,
которая может перерасти в «предтеорию» — предшественницу развитой теории. При этом в процессе моделирования возникают
новые идеи и формы эксперимента, происходит открытие ранее неизвестных фактов. Такое «переплетение» теоретического и
экспериментального моделирования особенно характерно для развития физических теорий. Моделирование — не только одно из
средств отображения явлений и процессов реального мира, но и — несмотря на описанную выше его относительность —
объективный практический критерий проверки истинности наших знаний, осуществляемой непосредственно или с помощью
установления их отношения с другой теорией, выступающей в качестве модели, адекватность которой считается практически
обоснованной. Применяясь в органическом единстве с другими методами познания, моделирование выступает как процесс
углубления познания, его движения от относительно бедных информацией моделей к моделям более содержательным, полнее
раскрывающим сущность исследуемых явлений действительности.
8

10.

Список литературы
https://ru.wikipedia.org/wiki/Моделирование
http://pascalabc.net/o-yazike-paskal
http://informatika.sch880.ru/p28aa1.html
http://www.testsoch.com/tema-mesto-modelirovaniya-v-deyatelnosti-cheloveka/
9