Моделирование как метод познания

Презентация  состоит из 29 слайдов.   В ней даны такие понятия как: модель, моделирование, виды моделирования, процессы моделирования, классификация моделей.

Тема урока:

Моде́ль ( фр.   modèle , от лат.   modulus  — «мера, аналог, образец»)  — это упрощенное представление реального устройства и/или протекающих в нем процессов, явлений.

С понятием “модель” мы сталкиваемся с детства. Игрушечный автомобиль, самолет или кораблик для многих были любимыми игрушками равно как и плюшевый медвежонок или кукла. Дети часто моделируют (играют в кубики, обыкновенная палка им заменяет коня).

Например, глобус дает нам представление о Земле, макет кристаллической решетки – о строении вещества.

Моделируемый объект или процесс

1

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Земная поверхность

Модель

Выбор маршрута движения

Моделируемый объект или процесс

2

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Механизм

Модель

Изготовление

Моделируемый объект или процесс

3

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Человек

Модель

Демонстрация одежды

Моделируемый объект или процесс

4

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Человек

Модель

Идентификация как гражданина страны

Моделируемый объект или процесс

5

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Человек

Модель

Установление профессиональной квалификации

Моделируемый объект или процесс

6

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Человек

Модель

Представление истории жизни

Моделируемый объект или процесс

7

Задача, для решения которой осуществляется моделирование

Работа железно-

дорожной станции

Модель

Выбор времени и поезда для поездки

Моделирование и модель

В 1870 году английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец «Кэптен». Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль и 523 человека. Это было неожиданно для всех. Для всех, кроме учёного – кораблестроителя В.Рида. Он провёл исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но учёному не поверили лорды из Адмиралтейства. Заявив, что это какие – то несерьёзные опыты с игрушкой. И случилось непоправимое.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и изучении моделей . Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

подробнее

подробнее

• Материальное
• Идеальное

Моделирование - это не только процесс построения модели, но и процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью построенной модели.

Материальным принято называть моделирование, при котором реальному объекту сопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия .

Примеры:

макет здания, модели летательных аппаратов

Идеальное моделирование основано на аналогии мыслительной, идеальной.

Различают:

- Знаковое моделирование

- Математическое моделирование.

Знаковое моделирование – моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого- либо вида.

Примеры: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов.

Математическое моделирование – это моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, описанной на языке математики.

Пример: описание и исследование законов механики Ньютона средствами математических формул .

Объект

Модель

Изучение

модели

Знания о

модели

Модель необходима , для того чтобы:

• Понять, как устроен конкретный объект – каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;
• Научиться управлять объектом или процессом и определять наилучшие способы управления (оптимизация);
• Прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для восприятия.

• По области использования
• По учёту фактора времени
• По способу представления объекта
• По отрасли знаний.

Классификация моделей по области использования

• Учебные - наглядные пособия, обучающие программы, тренажёры;
• Опытные - модель корабля(испытывается в бассейне для определения устойчивости судна при качке);
• Научно-технические – ускоритель электронов; прибор, имитирующий разряд молнии; стенд для проверки телевизора;
• Игровые – военные, экономические, спортивные, деловые игры;
• Имитационные – эксперимент или многократно повторяется для изучения и оценки влияния каких – либо действий на реальную обстановку, или проводится одновременно со многими объектами, похожими, но поставленными в разные условия.

Классификация моделей по способу представления объекта

Материальные

Информационные

Классификация моделей по отрасли знаний

• Биологические;
• Исторические;
• Социологические и другие.

Информационные модели – это совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также его взаимосвязь с внешним миром.

К информационным моделям относятся:

• Знаковые модели - выражены специальными знаками, т.е. средствами любого языка;
• Вербальные (от латинского “ verbal is ” –устный) модели – модель в мыслительной или разговорной форме.

Информационные модели

Воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение. Реализуют материальный (потрогать, понюхать, увидеть, услышать) подход к изучению объекта, явления или процесса.

Материальные (предметные, физические) модели

Классификация моделей по учёту фактора времени

Динамические – позволяют увидеть изменения объекта во времени.

Пример:

Статические – дают «одномоментный срез» текущего состояния объекта.

Пример :

Свойства моделей

1.Один и тот же объект имеет

множество моделей(пример)

2. Разные объекты могут описываться одной моделью (пример)

Условное отображение моделей одного объекта

Объект «Человек»

Цель:

Первое знакомство

Цель:

Изучение костного строения

Цель:

Отражение красоты тела

Цель:

Демонстрация одежды

скелет

скульптура

манекен

кукла

Условное отображение разнообразия объектов одной модели

Модель «Материальная точка»

человек

планета

движущееся тело

Этапы моделирования

• Постановка задачи

• Описание задачи
• Цель моделирования
• Анализ объекта

• Разработка модели

• Информационная модель
• Знаковая модель
• Компьютерная модель

• Компьютерный эксперимент

• План моделирования
• Технология моделирования

• Анализ результатов моделирования