МОДЕЛЬ.
1. Модель: түсінігі, түрлері және модель жасау кезеңдері
«Модель» ұғымы ғылымда да, техникада да, білім беруде де негізгі орын алады. Модель көбіне түпнұсқа объектіні немесе құбылысты толық көшірмелеуге емес, оны белгілі бір мақсат тұрғысынан қарапайымдандырып, маңызды жақтарын айқын көрсетуге қызмет етеді.
1.1 «Модель» түсінігінің анықтамасы
Бастапқыда «модель» ұғымы арнайы типтегі материалдық объектілермен байланыстырылды: манекен (адам денесінің моделі), плотинаның кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кеме мен ұшақ модельдері, жануарлар мүсіндері және т.б. Уақыт өте келе модель ретінде сызбалар, суреттер, карталар сияқты графикалық бейнелеулер де қабылданды.
Кейінірек модель ұғымы одан әрі кеңейіп, тек нақты (материалдық) объектілерді ғана емес, сондай-ақ абстрактылы және идеалдық құрылымдарды да қамтитыны анықталды. Мұның айқын мысалы — математикалық модельдер. Математика негіздерін зерттеген ғалымдар мен философтардың еңбектері нәтижесінде модельдер теориясы қалыптасып, модель бір абстрактылы математикалық құрылымның екіншісіне бейнеленуі немесе түрленуі ретінде сипатталды.
XX ғасырда «модель» түсінігі нақты және идеалдық модельдерді қатар қамтитындай деңгейде жалпыланды. Бұл модель ұғымының тек математика шеңберінен шығып, әлем туралы білімнің барлық салаларына қатысты қолданылуына жол ашты. Модель туралы пікірталастар бүгінгі күнге дейін жалғасатынын да ескерген жөн.
Негізгі ой
Модель — бұл түпнұсқаны мақсатқа сай алмастыратын, оның кейбір маңызды қасиеттерін ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект.
«Модель» термині көп мағыналы. Модель деп мыналарды да айтамыз: қандай да бір заттың кішірейтілген көшірмесі (ұшақ моделі, тұрғын үй макеті), математикалық формулалар, белгілі бір қозғалыстың ұшу траекториясын сипаттайтын үлгі, іштен жану қозғалтқышының жұмысын түсіндіретін схема, өлшем эталондары (метр, килограмм) және т.б.
Жалпы анықтама
Модель — модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып-үйренілетін объектінің немесе құбылыстың белгілі бір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін объект.
Функциялық анықтама
Модель — нақты объектінің жұмыс істеуіне сәйкес келетін параметрлер бойынша әрекет ететін физикалық немесе ақпараттық алмастырушы.
Модельдеудегі басты шарт — модельдеуші объект пен оның моделі арасындағы ұқсастық (барабарлық). Яғни модель түпнұсқаның бізге қажет қасиеттерін жеткілікті дәлдікпен қайта көрсетуі тиіс.
Модельдеу (simulation): мәні және деңгейлері
Модельдеу — құбылыстардың, процестердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру және талдау әдісі. Көбіне түпнұсқаға тікелей тәжірибе жүргізу қиын болғанда немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болғанда модельдеу аса пайдалы.
Модельдің түпнұсқаны алмастыру деңгейлері
- 1 Элементтер деңгейінде.
- 2 Құрылым деңгейінде.
- 3 Қалып-күй немесе қызметтік деңгейінде.
- 4 Нәтижелер деңгейінде.
Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу көбіне тіл арқылы іске асады. Кибернетикада «модель» ұғымы бақыланатын объектілер класын сипаттайтын теориялық модель ретінде түсіндіріледі. Компьютерлік модельдеу де — оқып-үйренілетін объекті теориясының белгілі бір формада модельденуі.
Модельдеу субъектісі мен объектісі
- Модельдеуші (субъект) — тек адам.
- Модельдеу объектісі — табиғи (өсімдік, Күн жүйесі) немесе адамның ықпалымен жасалған жасанды жүйе болуы мүмкін.
1.2 Натуралдық (материалдық) модель
Модельдеу жүйесі — зерттелетін жүйенің немесе оның элементтерінің математикалық және физикалық аналогтарын құру және талдау. Модельдік тәжірибе зерттелетін жүйені қайта жаңғыртып, зерттеуге мүмкіндік береді; ал түпнұсқаға тікелей тәжірибе жүргізу кейде қиын немесе экономикалық жағынан тиімсіз болуы мүмкін.
Табиғи объектілерді ешбір модель толықтай дәл бейнелей алмайды. Себебі табиғи жүйелердің элементтері арасындағы байланыстар көбіне толық белгісіз немесе тым күрделі. Сондықтан табиғи объектілердің модельдері түпнұсқаға қарағанда қарапайым болады. Дегенмен модельдеу барысында мақсатқа қатысы жоқ детальдар саналы түрде еленбейді.
Табиғи көшірме
Картина немесе мүсін (скульптура) сияқты бейнелік нұсқалар.
Тәжірибелік макет
Ұшақтың ұшу қасиеттерін зерттеуге арналған макет.
Өндірістік үлгі
Бұйым партиясын дайындауға арналған үлгі (эталон).
Модельдеудің нәтижелі болуы үшін адам оқып-үйренетін объект туралы ақпараттық модельдің негізін құрайтын қажетті мәліметтерді жинақтауы тиіс. Практикалық есептерді шешуде модельдерді пайдалану оқып-үйренілетін объектілер туралы түсініктің мәні мен мазмұнын айқындап, оны көрнекі түрде көрсетеді.
1.3 Ақпараттық модель
Модельдердің көптүрлілігін сипаттау үшін оларды шартты түрде үш топқа бөлуге болады:
Материалдық (натуралдық) модельдер
Түпнұсқаның сыртқы түрін, құрылымын немесе күйін бейнелейтін кішірейтілген/үлғайтылған көшірмелер: кристалл торларының модельдері, глобус, радиобасқарылатын ұшақ моделі және т.б.
Бейнеленуші (идеалдандырылған) модельдер
Шынайы объектіні әдейі ықшамдайтын ұғымдар мен абстракциялар: геометриялық нүкте, математикалық маятник, идеал газ, шексіздік және т.б.
Ақпараттық модельдер
Модельденуші объект туралы ақпаратты кодтау тілдерінің бірінде жазылған сипаттама: сөздік баяндау, схемалар, сызбалар, карталар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар. Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдер қарастырылады.
Ақпараттық модельдің қысқаша анықтамасы
Ақпараттық модель — модельденуші объектінің сипаттамасын мәтін, кесте, схема, формула немесе бағдарлама сияқты ақпараттық формада ұсыну.
Ақпараттық модельдің өз тасымалдаушысы болады: қағаз, тақта, қабырға, экран және ақпаратты бейнелеуге жарайтын кез келген бет. Алайда мазмұн тасымалдаушыға тәуелді емес: мысалы, квадрат теңдеу формуласы қайда жазылса да, ол квадрат теңдеу формуласы болып қала береді.
«Модель» ұғымын жинақтап түсіндіру
- Нақты объектінің қарапайымдандырылған ұқсасы.
- Заттың кішірейтілген немесе үлғайтылған макеті.
- Табиғат пен қоғамдағы процесс/құбылыстың бейнесі, сипаттамасы немесе схемасы.
- Нақты объектіге ұқсас жұмыс істейтін физикалық немесе ақпараттық аналог.
- Белгілі шарттарда түпнұсқаның бізге маңызды қасиеттері мен сипаттамаларын алмастырып көрсететін объект.
Осылайша, модель — таным мен тәжірибедегі әмбебап құрал: ол күрделі құбылысты ықшамдап, түсінуді жеңілдетеді, зерттеуді қауіпсіз әрі үнемді етеді және нәтижені алдын ала болжауға көмектеседі.