Modellierung als Erkenntnismethode. Klassische Philosophie. Benötigen Sie Hilfe beim Studium eines Themas?
Bundesstaatliche Bildungseinrichtung für höhere Berufsbildung „Vologda State Dairy Farming“.
Akademie benannt nach N.V. Wereschtschagin“
Abteilung für Philosophie
„Modell und Methode der Modellierung in der wissenschaftlichen Forschung“
Wologda - Molkerei 2011
Einführung
1. Konzeptmodell
2.Klassifizierung von Modellen und Modellierungsarten
.Modellierungsziele
.Grundlegende Simulationsfunktionen
4.1Modellierung als Mittel der experimentellen Forschung
4.2Modellierung und das Problem der Wahrheit
5.Der Platz von Modellen in der Struktur eines Experiments, eines Modellversuchs
Abschluss
Liste der verwendeten Quellen
Einführung
Eine Person beginnt bereits in der frühen Kindheit mit dem Modellierungsprozess und verschiedenen Modellen in Berührung zu kommen. Da das Baby also noch nicht das sichere Gehen lernt, beginnt es, mit Blöcken zu spielen und daraus verschiedene Strukturen (genauer gesagt Modelle) zu konstruieren. Er ist von einer Vielzahl von Spielzeugen umgeben, von denen die meisten mehr oder weniger die individuellen Eigenschaften und Formen realer Gegenstände und Gegenstände nachbilden (modellieren). In diesem Sinne können solche Spielzeuge auch als Modelle entsprechender Gegenstände betrachtet werden.
In der Schule basiert fast der gesamte Unterricht auf der Verwendung von Modellen in der einen oder anderen Form. Um sich mit den Grundstrukturen und Regeln der Muttersprache vertraut zu machen, werden tatsächlich verschiedene Strukturdiagramme und Tabellen verwendet, die als Modelle betrachtet werden können, die die Eigenschaften der Sprache widerspiegeln. Der Prozess des Schreibens eines Aufsatzes sollte als Modellierung eines Ereignisses oder Phänomens in der Muttersprache betrachtet werden. Im Biologie-, Physik-, Chemie- und Anatomieunterricht werden Postern und Diagrammen (also Modellen) Nachbildungen (auch Modelle) der realen Untersuchungsobjekte beigefügt. Während des Zeichen- oder Skizzierunterrichts werden Modelle verschiedener Objekte auf einem Blatt Papier oder Whatman-Papier erstellt, ausgedrückt in figurativer Sprache oder in einer eher formalisierten Zeichensprache.
Selbst ein so schwer formalisiertes Wissensgebiet wie die Geschichte kann als eine sich ständig weiterentwickelnde Reihe von Modellen der Vergangenheit eines Volkes, Staates usw. betrachtet werden. Durch die Festlegung von Mustern im Auftreten verschiedener historischer Ereignisse (Revolutionen, Kriege, Beschleunigungen oder Stagnationen der historischen Entwicklung) ist es nicht nur möglich, die Gründe herauszufinden, die zu diesen Ereignissen geführt haben, sondern auch deren Auftreten und Entwicklung vorherzusagen und sogar zu steuern in der Zukunft.
Somit können Modelle als von einem Künstler gemaltes Gemälde, als Kunstwerk und als Skulptur betrachtet werden. Sogar die Lebenserfahrung eines Menschen, seine Vorstellungen von der Welt, sind ein Beispiel für ein Modell. Darüber hinaus wird das Verhalten eines Menschen durch das in seinem Kopf gebildete Modell bestimmt. Ein Psychologe oder Lehrer kann durch die Änderung der Parameter eines solchen internen Modells in manchen Fällen das Verhalten einer Person erheblich beeinflussen.
Ohne Übertreibung lässt sich argumentieren, dass sich der Mensch in seinem bewussten Leben ausschließlich mit Modellen bestimmter realer Objekte, Prozesse und Phänomene beschäftigt. Darüber hinaus wird derselbe Gegenstand von verschiedenen Menschen unterschiedlich wahrgenommen, manchmal sogar genau umgekehrt. Diese Wahrnehmung, das mentale Bild eines Objekts, ist auch eine Art dessen Modell (das sogenannte kognitive Modell) und hängt maßgeblich von vielen Faktoren ab: der Qualität und dem Umfang des Wissens, den Denkeigenschaften, dem emotionalen Zustand einer bestimmten Person. Hier und Jetzt“ und auf viele andere, oft unzugängliche rationale Bewusstheit. Die Rolle von Modellen und Simulationen ist in der modernen Wissenschaft und Technologie besonders wichtig.
Ist es möglich, Technologie zu verwalten, ohne bestimmte Modelltypen zu verwenden? Die offensichtliche Antwort ist nein! Natürlich kann ein neues Flugzeug „vom Kopf aus“ gebaut werden (ohne vorläufige Berechnungen, Zeichnungen, Versuchsmuster, d. h. unter Verwendung nur eines einzigen idealen Modells, das in den Gedanken des Konstrukteurs existiert), aber es ist unwahrscheinlich, dass es ausreichend effektiv und zuverlässig ist Design. Sein einziger Vorteil ist seine Einzigartigkeit. Denn selbst der Autor wird nicht in der Lage sein, genau das gleiche Flugzeug nachzubauen, da bei der Herstellung des ersten Exemplars einige Erfahrungen gesammelt werden, die das ideale Modell im Kopf des Designers selbst sicherlich verändern werden.
Je komplexer und zuverlässiger ein technisches Produkt sein muss, desto mehr Modelltypen sind in der Entwurfsphase erforderlich.
Komplexe Produkte werden in der Regel von ganzen Entwicklerteams erstellt. Die Gesamtheit der verwendeten Modelle ermöglicht es, ein ideales, für das gesamte Team gemeinsames Modell des zu entwickelnden Produkts zu erstellen. Ein reales technisches Produkt kann als materielles Modell (analog) des von den Autoren erstellten Idealmodells betrachtet werden.
Das zunehmende Interesse der Philosophie und Erkenntnismethodik am Thema Modellierung ist auf die Bedeutung zurückzuführen, die die Modellierungsmethode in der modernen Wissenschaft und insbesondere in Bereichen wie Physik, Chemie, Biologie, Kybernetik und vielen technischen Wissenschaften erlangt hat.
Allerdings ist die Modellierung als spezifisches Mittel und Form wissenschaftlicher Erkenntnis keine Erfindung des 19. oder 20. Jahrhunderts. Es reicht aus, auf die Ideen von Demokrit und Epikur über Atome, ihre Form und Verbindungsmethoden, über Atomwirbel und -schauer sowie Erklärungen der physikalischen Eigenschaften verschiedener Dinge (und der Empfindungen, die sie hervorrufen) unter Verwendung der Idee von rund hinzuweisen und glatte oder hakenförmige Teilchen, „ineinander verschlungen wie ineinander verschlungene Zweige“ (Lucretius), erinnern daran, dass der berühmte Gegensatz der geozentrischen und heliozentrischen Weltanschauungen auf zwei grundlegend unterschiedlichen Modellen des Universums basierte, beschrieben in Ptolemäus‘ „Almagest“ und dem Werk von N . Kopernikus „Über die Umdrehungen der Himmelssphären“, um den sehr alten Ursprung dieser Methode zu entdecken. Wenn man die historische Entwicklung wissenschaftlicher Ideen und Methoden sorgfältig verfolgt, kann man leicht erkennen, dass Modelle nie aus dem Arsenal der Wissenschaft verschwunden sind.
1. Konzeptmodell
Das Wort „Modell“ kommt vom lateinischen Wort „modelium“ und bedeutet: Maß, Methode usw. Seine ursprüngliche Bedeutung war mit der Kunst des Bauens verbunden und wurde in fast allen europäischen Sprachen verwendet, um ein Bild oder eine Sache zu bezeichnen, die in gewisser Hinsicht einer anderen Sache ähnelte. Nach Ansicht vieler Autoren wurde das Modell zunächst als Isomorphie verwendet Theorie (zwei Theorien werden als isomorph bezeichnet, wenn sie strukturelle Ähnlichkeit zueinander aufweisen).
Andererseits begann man in Naturwissenschaften wie der Astronomie, Mechanik und Physik den Begriff „Modell“ für das zu verwenden, was er beschreibt. V.A. Stoff stellt fest, dass „hier zwei verwandte, aber etwas unterschiedliche Konzepte mit dem Wort „Modell“ verbunden sind.“ Unter einem Modell im weiteren Sinne versteht man eine gedanklich oder praktisch geschaffene Struktur, die einen Teil der Realität in vereinfachter und anschaulicher Form wiedergibt. Dies sind insbesondere Anaximanders Vorstellungen von der Erde als flachem Zylinder, um den sich mit Feuer gefüllte Hohlröhren mit Löchern drehen. Ein Modell in diesem Sinne fungiert als eine Art Idealisierung, als Vereinfachung der Realität, obwohl sich die Art und der Grad der durch das Modell eingeführten Vereinfachung im Laufe der Zeit ändern können. Im engeren Sinne wird der Begriff „Modell“ verwendet, wenn ein bestimmter Bereich von Phänomenen mit Hilfe eines anderen, besser untersuchten und leichter verständlichen Bereichs dargestellt werden soll. So versuchten Physiker des 18. Jahrhunderts, optische und elektrische Phänomene durch mechanische darzustellen („Planetenmodell des Atoms“ – die Struktur des Atoms wurde als Struktur des Sonnensystems dargestellt). In diesen beiden Fällen wird unter einem Modell also entweder ein spezifisches Abbild des untersuchten Objekts verstanden, in dem reale oder vermeintliche Eigenschaften dargestellt werden, oder ein anderes Objekt, das tatsächlich zusammen mit dem untersuchten Objekt existiert und diesem in seiner Beziehung ähnlich ist auf bestimmte Eigenschaften oder Strukturmerkmale. In diesem Sinne ist ein Modell keine Theorie, sondern das, was durch eine gegebene Theorie beschrieben wird, ist ein eigentümlicher Gegenstand dieser Theorie.
In vielen Diskussionen über die erkenntnistheoretische Rolle und methodische Bedeutung der Modellierung wurde dieser Begriff als Synonym für Erkenntnis, Theorie, Hypothese usw. verwendet. Beispielsweise wird ein Modell oft als Synonym für Theorie verwendet, wenn die Theorie noch nicht ausreichend entwickelt ist, nur wenige deduktive Schritte enthält und viele Unklarheiten bestehen. Manchmal wird dieser Begriff als Synonym für eine quantitative Theorie oder mathematische Beschreibung verwendet. Die Inkonsistenz einer solchen Verwendung aus erkenntnistheoretischer Sicht, so V.A. IIItoff ist, dass „eine solche Wortverwendung keine neuen erkenntnistheoretischen Probleme aufwirft, die spezifisch für Modelle wären.“ Das wesentliche Merkmal, das ein Modell von einer Theorie unterscheidet (nach I.T. Frolov), ist nicht der Grad der Vereinfachung, nicht der Grad der Abstraktion und daher nicht die Anzahl dieser erreichten Abstraktionen und Abstraktionen, sondern die Art und Weise, diese Abstraktionen und Vereinfachungen auszudrücken und Abstraktionen, charakteristisch für das Modell.
In der philosophischen Literatur zu Modellierungsfragen werden verschiedene Definitionen eines Modells vorgeschlagen. Definition von I.T. Frolov: „Modellieren bedeutet die materielle oder mentale Nachahmung eines real existierenden Systems durch die gezielte Konstruktion von Analogien (Modellen), in denen die Prinzipien der Organisation und Funktionsweise dieses Systems reproduziert werden.“ Sein Hauptmerkmal ist eine Anzeige. Die vollständigste Definition des Begriffs „Modell“ stammt unserer Meinung nach von V.A. IIItoff in seinem Buch „Modellierung und Philosophie“: „Unter einem Modell wird ein solches mental repräsentiertes oder materiell realisiertes System verstanden, das, indem es ein Untersuchungsobjekt darstellt oder reproduziert, in der Lage ist, es so zu ersetzen, dass sein Studium uns neue Informationen liefert.“ über dieses Objekt.“
Bei der weiteren Betrachtung von Modellen und dem Modellierungsprozess gehen wir davon aus, dass eine gemeinsame Eigenschaft aller Modelle ihre Fähigkeit ist, die Realität abzubilden. Je nachdem, mit welchen Mitteln, unter welchen Bedingungen, in Bezug auf welche Erkenntnisobjekte diese gemeinsame Eigenschaft verwirklicht wird, entsteht eine Vielzahl von Modellen und damit das Problem der Klassifizierung von Modellen.
2. Klassifizierung von Modellen und Modellierungsarten
In der Literatur, die sich den philosophischen Aspekten der Modellierung widmet, werden verschiedene Klassifizierungskriterien vorgestellt, nach denen verschiedene Arten von Modellen unterschieden werden. Beispielsweise werden in (2 S. 23) folgende Zeichen genannt:
Bauweise (Modellform);
Qualitative Spezifität (Modellinhalt).
Nach der Methode zur Konstruktion von Modellen gibt es Material und Ideal. Konzentrieren wir uns auf die Gruppe der Materialmodelle. Obwohl diese Modelle vom Menschen geschaffen wurden, existieren sie objektiv. Ihr Zweck ist spezifisch – räumliche Eigenschaften, Dynamik der untersuchten Prozesse, Abhängigkeiten und Zusammenhänge widerzuspiegeln. Materialmodelle sind durch eine Analogiebeziehung mit Objekten verbunden.
Materielle Modelle sind untrennbar mit imaginären verbunden (noch bevor etwas gebaut wird – zunächst eine theoretische Idee, Begründung). Diese Modelle bleiben mental, auch wenn sie in irgendeiner materiellen Form verkörpert sind. Die meisten dieser Modelle erheben nicht den Anspruch, materiell verkörpert zu sein. In der Form können sie sein:
Figurativ, aufgebaut aus sinnlich-visuellen Elementen;
Zeichenbasiert werden in diesen Modellen die Beziehungselemente und Eigenschaften der modellierten Phänomene durch bestimmte Zeichen ausgedrückt;
Gemischt, das die Eigenschaften sowohl figurativer als auch ikonischer Modelle vereint.
Die Vorteile dieser Klassifizierung bestehen darin, dass sie eine gute Grundlage für die Analyse der beiden Hauptfunktionen des Modells bietet:
Praktisch (als Mittel für wissenschaftliche Experimente)
Theoretisch (als spezifisches Bild der Realität, das Elemente des Logischen und Sinnlichen, Abstrakten und Konkreten, Allgemeinen und Individuellen enthält).
B.A. hat eine andere Klassifizierung. Glinsky in seinem Buch „Modellierung als Methode der wissenschaftlichen Forschung“, in dem Modelle neben der üblichen Einteilung nach der Methode ihrer Umsetzung auch nach der Art der Reproduktion von Aspekten des Originals unterteilt werden:
Wesentlich
Strukturell
Funktional
Gemischt
Abhängig von der Denkweise des Modellforschers, seiner Sicht auf die Welt und der verwendeten Algebra können Modelle unterschiedliche Formen annehmen. Der Einsatz unterschiedlicher mathematischer Werkzeuge führt in der Folge zu unterschiedlichen Möglichkeiten der Problemlösung.
Modelle können sein:
Phänomenologisch und abstrakt;
Aktiv und passiv;
Statisch und dynamisch;
Diskret und kontinuierlich;
Deterministisch und stochastisch;
Funktional und Objekt.
Phänomenologische Modelle sind stark an ein bestimmtes Phänomen gebunden. Veränderte Situationen machen es oft ziemlich schwierig, das Modell unter neuen Bedingungen einzusetzen. Dies liegt daran, dass es bei der Zusammenstellung des Modells nicht möglich war, es unter dem Gesichtspunkt der Ähnlichkeit mit der internen Struktur des modellierten Systems zu konstruieren. Das phänomenologische Modell vermittelt äußere Ähnlichkeit.
Ein abstraktes Modell reproduziert das System aus Sicht seiner inneren Struktur und kopiert es genauer. Es verfügt über mehr Fähigkeiten und eine größere Klasse von zu lösenden Problemen.
Aktive Modelle interagieren mit dem Benutzer; Sie können nicht nur als Passive Antworten auf die Fragen des Benutzers geben, wenn dieser sie verlangt, sondern sie selbst aktivieren den Dialog, ändern seine Linie und haben ihre eigenen Ziele. All dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass aktive Modelle sich selbst verändern können.
Statische Modelle beschreiben Phänomene ohne Entwicklung. Dynamische Modelle verfolgen das Verhalten von Systemen und nutzen daher beispielsweise aus der Zeit abgeleitete Differentialgleichungen.
Diskrete und kontinuierliche Modelle. Diskrete Modelle ändern den Zustand von Variablen abrupt, da sie keine detaillierte Beschreibung der Beziehung zwischen Ursachen und Wirkungen haben; ein Teil des Prozesses bleibt dem Forscher verborgen.
Kontinuierliche Modelle sind genauer und enthalten Informationen über die Details des Übergangs.
Deterministische und stochastische Modelle. Wenn die Wirkung durch die Ursache genau bestimmt ist, dann bildet das Modell den Prozess deterministisch ab. Wenn es aufgrund mangelnder Detailkenntnis nicht möglich ist, den Zusammenhang von Ursachen und Wirkungen genau zu beschreiben, sondern nur eine allgemeine, statistische Beschreibung möglich ist (was bei komplexen Systemen häufig der Fall ist), wird das Modell mit Hilfe von erstellt Konzept der Wahrscheinlichkeit.
Verteilte, strukturelle, konzentrierte Modelle. Wenn ein Parameter, der eine Eigenschaft eines Objekts beschreibt, an jedem seiner Punkte den gleichen Wert hat (obwohl er sich im Laufe der Zeit ändern kann!), dann handelt es sich um ein System mit konzentrierten Parametern. Wenn ein Parameter an verschiedenen Stellen des Objekts unterschiedliche Werte annimmt, spricht man von einer Verteilung, und das das Objekt beschreibende Modell ist „verteilt“. Manchmal kopiert ein Modell die Struktur eines Objekts, aber die Parameter des Objekts sind konzentriert, dann ist das Modell strukturell.
Funktions- und Objektmodelle. Wenn die Beschreibung aus der Sicht des Verhaltens erfolgt, ist das Modell auf funktionaler Basis aufgebaut. Wenn die Beschreibung jedes Objekts von der Beschreibung eines anderen Objekts getrennt wird, wenn die Eigenschaften des Objekts beschrieben werden, aus denen sich sein Verhalten ergibt, dann ist das Modell objektorientiert.
Jeder Ansatz hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Verschiedene mathematische Werkzeuge verfügen über unterschiedliche Fähigkeiten (Leistung) zur Lösung von Problemen und unterschiedliche Anforderungen an Rechenressourcen. Dasselbe Objekt kann auf unterschiedliche Weise beschrieben werden. Ein Ingenieur muss das eine oder andere Konzept basierend auf den aktuellen Bedingungen und dem Problem, mit dem er konfrontiert ist, kompetent anwenden.
Die obige Klassifizierung ist ideal. Modelle komplexer Systeme haben normalerweise eine komplexe Form und verwenden mehrere Darstellungen gleichzeitig. Wenn es möglich ist, ein Modell auf einen Typ zu reduzieren, für den die Algebra bereits formuliert wurde, werden das Studium des Modells und die Lösung von Problemen darauf erheblich vereinfacht und zum Standard. Dazu muss das Modell auf verschiedene Weise (Vereinfachung, Umbenennung etc.) in eine kanonische Form gebracht werden, also in eine Form, für die die Algebra und ihre Methoden bereits formuliert sind. Abhängig von der Art des verwendeten Modells (Algebra, Differential, Graphen usw.) werden in verschiedenen Phasen seiner Forschung unterschiedliche mathematische Werkzeuge verwendet.
Kommen wir nun zu den Problemen, die direkt mit der Modellierung selbst zusammenhängen. „Modellierung? eine Methode zur Untersuchung von Wissensobjekten anhand ihrer Modelle; Konstruktion und Untersuchung von Modellen realer Objekte und Phänomene (organische und anorganische Systeme, technische Geräte, verschiedene Prozesse? physikalisch, chemisch, biologisch, sozial) und konstruierter Objekte zur Bestimmung oder Verbesserung ihrer Eigenschaften, Rationalisierung der Methoden ihrer Konstruktion, Verwaltung usw. (8 S. 421). Modellierung kann sein:
Fachlich (Untersuchung der grundlegenden geometrischen, dynamischen und funktionalen Eigenschaften eines Objekts an einem Modell);
Physisch (Reproduktion physikalischer Prozesse);
Fachbezogene Mathematik (Untersuchung eines physikalischen Prozesses durch experimentelle Untersuchung beliebiger Phänomene anderer physikalischer Natur, die jedoch durch dieselben mathematischen Beziehungen beschrieben werden wie der modellierte Prozess);
Zeichen (Berechnungsmodellierung, abstrakt - mathematisch).
3. Modellierungsziele
Ein gut gebautes Modell ist für den Forscher in der Regel zugänglicher, informativer und bequemer als ein reales Objekt. Betrachten wir die Hauptziele, die bei der Modellierung im wissenschaftlichen Bereich verfolgt werden. Der wichtigste und häufigste Zweck von Modellen ist ihre Verwendung bei der Untersuchung der Vorhersage des Verhaltens komplexer Prozesse und Phänomene. Es ist zu bedenken, dass einige Objekte und Phänomene überhaupt nicht direkt untersucht werden können. Zum Beispiel weiträumig in vollem Umfang Experimente mit der Wirtschaft des Landes oder mit der Gesundheit seiner Bevölkerung (obwohl beide mit einer gewissen Periodizität durchgeführt und umgesetzt werden). Experimente mit der Vergangenheit eines Staates oder Volkes sind grundsätzlich unmöglich ( Die Geschichte toleriert den Konjunktiv nicht ). Es ist (zumindest derzeit) unmöglich, ein Experiment durchzuführen, um die Struktur von Sternen direkt zu untersuchen. Viele Experimente sind aufgrund ihrer hohen Kosten oder Risiken für Mensch und Umwelt nicht durchführbar. Derzeit gehen in der Regel allen aufwändigen Experimenten alle Vorstudien Dritter zu verschiedenen Modellen eines Phänomens voraus. Darüber hinaus ermöglichen Experimente an Modellen mithilfe eines Computers die Entwicklung eines Plans für Experimente im Originalmaßstab, die Ermittlung der erforderlichen Eigenschaften der Messgeräte, die Festlegung des Zeitraums für die Durchführung von Beobachtungen sowie die Schätzung der Kosten eines solchen Experiments. Ein weiterer, nicht minder wichtiger Zweck von Modellen besteht darin, dass mit ihrer Hilfe die wichtigsten Faktoren identifiziert werden, die bestimmte Eigenschaften eines Objekts ausmachen, da das Modell selbst nur einige der grundlegenden Eigenschaften des ursprünglichen Objekts widerspiegelt, deren Berücksichtigung erfolgt notwendig, wenn ein bestimmter Prozess oder ein bestimmtes Phänomen untersucht wird. Wenn man beispielsweise die Bewegung eines massiven Körpers in der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche auf der Grundlage bekannter experimenteller Daten und vorläufiger physikalischer Analysen untersucht, kann man herausfinden, dass die Beschleunigung erheblich von der Masse und der geometrischen Form dieses Körpers abhängt (insbesondere von der Größe des Querschnitts des Objekts quer zur Bewegungsrichtung), in gewissem Maße von der Oberflächenrauheit, hängt jedoch nicht von der Farbe der Oberfläche ab. Betrachtet man die Bewegung desselben Körpers in den oberen Schichten der Atmosphäre, wo der Luftwiderstand vernachlässigt werden kann, werden sowohl die Form als auch die Oberflächenrauheit unbedeutend.
Natürlich ist das Modell jedes realen Prozesses oder Phänomens „ärmer“ als es selbst als objektiv existierendes Modell (Prozess, Phänomen). Gleichzeitig ist ein gutes Modell „reicher“ als das, was mit der Realität gemeint ist, da in komplexen Systemen eine Person (oder eine Gruppe von Menschen) in der Regel nicht in der Lage ist, alle Zusammenhänge „auf einmal“ zu verstehen “. Mit dem Modell können Sie damit „spielen“: bestimmte Verbindungen aktivieren oder deaktivieren, ändern, um ihre Bedeutung für das Verhalten des Systems als Ganzes zu verstehen.
Mit dem Modell können Sie lernen, wie Sie ein Objekt richtig steuern, indem Sie verschiedene Steuerungsoptionen testen. Die Verwendung eines realen Objekts hierfür ist oft riskant oder schlicht unmöglich. Es ist zum Beispiel sicherer, schneller und günstiger, sich erste Fähigkeiten im Fliegen eines modernen Flugzeugs an einem Simulator (also einem Modell) anzueignen, als sich selbst und ein teures Auto einem Risiko auszusetzen.
Wenn sich die Eigenschaften eines Objekts im Laufe der Zeit ändern, kommt der Aufgabe, die Zustände eines solchen Objekts unter dem Einfluss verschiedener Faktoren vorherzusagen, eine besondere Bedeutung zu. Beispielsweise ist es beim Entwurf und Betrieb eines komplexen technischen Geräts wünschenswert, Änderungen in der Betriebszuverlässigkeit sowohl einzelner Subsysteme als auch des gesamten Geräts als Ganzes vorhersagen zu können.
Das Modell wird also benötigt, um:
) verstehen, wie ein bestimmtes Objekt strukturiert ist: Wie sind seine Struktur, seine inneren Verbindungen, seine grundlegenden Eigenschaften, seine Entwicklungsgesetze, seine Selbstentwicklung und seine Interaktion mit der Umwelt?
) lernen, ein Objekt oder einen Prozess zu verwalten, die besten Managementmethoden für bestimmte Ziele und Kriterien zu bestimmen;
3) Vorhersage direkter und indirekter Folgen der Umsetzung bestimmter Methoden und Einflussformen auf das Objekt.
Simulationswissenschaftliches Experiment
4. Grundlegende Modellierungsfunktionen
1 Modellierung als Mittel der experimentellen Forschung
Die Betrachtung materieller Modelle als Werkzeuge experimenteller Aktivität macht es erforderlich, herauszufinden, wie sich die Experimente, in denen Modelle verwendet werden, von denen unterscheiden, in denen sie nicht verwendet werden. Die Umwandlung des Experiments in eine der Hauptformen der Praxis, die parallel zur Entwicklung der Wissenschaft erfolgte, wurde eine Tatsache, seit die weit verbreitete Nutzung der Naturwissenschaften in der Produktion möglich wurde, was wiederum das Ergebnis der ersten industriellen Revolution war. was das Zeitalter der maschinellen Produktion einläutete. Die Besonderheit eines Experiments als Form praktischer Tätigkeit besteht darin, dass das Experiment die aktive Einstellung einer Person zur Realität zum Ausdruck bringt. Aus diesem Grund wird in der marxistischen Erkenntnistheorie klar zwischen Experiment und wissenschaftlicher Erkenntnis unterschieden. Allerdings beinhaltet jedes Experiment auch die Beobachtung als notwendigen Forschungsschritt. Das Experiment enthält jedoch neben der Beobachtung auch ein so wesentliches Merkmal der revolutionären Praxis wie das aktive Eingreifen in den Verlauf des untersuchten Prozesses. „Unter einem Experiment versteht man eine Tätigkeit, die der wissenschaftlichen Erkenntnis, der Entdeckung objektiver Gesetze und der Beeinflussung des Untersuchungsgegenstandes (Prozesses) durch spezielle Werkzeuge und Geräte dient.“ .
Es gibt eine besondere Form des Experiments, die durch die Nutzung vorhandener Materialmodelle als besondere Mittel der experimentellen Forschung gekennzeichnet ist. Diese Form wird Modellversuch genannt. Im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Experiment, bei dem die experimentellen Mittel auf die eine oder andere Weise mit dem Untersuchungsobjekt interagieren, gibt es hier keine Interaktion, da nicht mit dem Objekt selbst, sondern mit seinem Ersatz experimentiert wird. In diesem Fall werden das Ersatzobjekt und der Versuchsaufbau kombiniert und im aktuellen Modell zu einem Ganzen verschmolzen. Dadurch wird die Doppelrolle deutlich, die das Modell im Experiment spielt: Es ist sowohl Untersuchungsgegenstand als auch experimentelles Werkzeug. Ein Modellversuch zeichnet sich nach Ansicht einiger Autoren durch folgende Grundoperationen aus:
Der Übergang von einem natürlichen Objekt zu einem Modell – der Aufbau eines Modells (Modellierung im eigentlichen Sinne des Wortes);
Experimentelle Untersuchung des Modells;
Der Übergang von einem Modell zu einem natürlichen Objekt, der darin besteht, die während der Studie gewonnenen Ergebnisse auf dieses Objekt zu übertragen.
Das Modell tritt in das Experiment ein und ersetzt nicht nur den Untersuchungsgegenstand, sondern kann auch die Bedingungen ersetzen, unter denen ein Gegenstand eines herkömmlichen Experiments untersucht wird. Ein gewöhnliches Experiment setzt das Vorhandensein eines theoretischen Moments nur im Anfangsmoment der Studie voraus – der Aufstellung einer Hypothese, ihrer Bewertung usw. sowie in der Endphase – der Diskussion und Interpretation der erhaltenen Daten, ihrer Verallgemeinerung. Bei einem Modellexperiment ist es außerdem erforderlich, die Ähnlichkeitsbeziehung zwischen dem Modell und einem natürlichen Objekt sowie die Möglichkeit der Extrapolation der gewonnenen Daten auf dieses Objekt zu belegen. V.A. IIItoff sagt in seinem Buch „Modeling and Philosophy“, dass die theoretische Grundlage eines Modellexperiments, vor allem im Bereich der physikalischen Modellierung, die Ähnlichkeitstheorie ist. Es enthält Modellierungsregeln für Fälle, in denen Modell und Natur dieselbe (oder fast dieselbe) physikalische Natur haben (2 S. 31). Gegenwärtig hat sich die Modellierungspraxis jedoch über einen relativ begrenzten Bereich mechanischer Phänomene hinaus ausgeweitet. Die aufkommenden mathematischen Modelle, die sich in ihrer physikalischen Natur vom modellierten Objekt unterscheiden, haben es ermöglicht, die begrenzten Möglichkeiten der physikalischen Modellierung zu überwinden. In der mathematischen Modellierung ist die Grundlage für die Modell-Natur-Beziehung eine Verallgemeinerung der Ähnlichkeitstheorie, die die qualitative Heterogenität des Modells und des Objekts sowie deren Zugehörigkeit zu unterschiedlichen Formen der Materiebewegung berücksichtigt. Diese Verallgemeinerung erfolgt in Form einer abstrakteren Theorie des Isomorphismus von Systemen.
4.2 Modellierung und das Problem der Wahrheit
Eine interessante Frage ist, welche Rolle die Modellierung selbst im Prozess des Wahrheitsnachweises und der Suche nach wahrem Wissen spielt. Was ist unter der Wahrheit eines Modells zu verstehen? Wenn Wahrheit im Allgemeinen „die Korrelation unseres Wissens mit der objektiven Realität“ ist (2 S. 178), dann bedeutet die Wahrheit eines Modells die Übereinstimmung des Modells mit dem Objekt, und die Falschheit des Modells bedeutet das Fehlen einer solchen Übereinstimmung. Eine solche Definition ist notwendig, aber nicht ausreichend. Es bedarf einer weiteren Klärung auf der Grundlage der Berücksichtigung der Bedingungen, unter denen ein Modell der einen oder anderen Art das untersuchte Phänomen reproduziert. Zum Beispiel die Bedingungen für die Ähnlichkeit eines Modells und eines Objekts in der mathematischen Modellierung auf der Grundlage physikalischer Analogien, die bei unterschiedlichen physikalischen Prozessen im Modell und im Objekt die Identität der mathematischen Form annehmen, in der ihre allgemeinen Gesetze vorliegen ausgedrückt, sind allgemeiner, abstrakter. Daher wird bei der Konstruktion bestimmter Modelle immer bewusst von bestimmten Aspekten, Eigenschaften und sogar Zusammenhängen abstrahiert, wodurch die Ähnlichkeit zwischen Modell und Original in einer Reihe von Parametern offensichtlich zulässig ist. So erwies sich Rutherfords Planetenmodell des Atoms im Rahmen der Untersuchung der elektronischen Struktur des Atoms als wahr, und das Modell von J. J. Thompson erwies sich als falsch, da seine Struktur nicht mit der elektronischen Struktur übereinstimmte. Wahrheit ist eine Eigenschaft des Wissens, und Objekte der materiellen Welt sind nicht wahr, nicht falsch, sie existieren einfach. Das Modell implementiert zwei Arten von Wissen:
Kenntnis des Modells selbst (seine Struktur, Prozesse, Funktionen) als ein System, das zum Zweck der Reproduktion eines bestimmten Objekts geschaffen wurde;
Das theoretische Wissen, mit dem das Modell gebaut wurde.
Wenn man sich genau die theoretischen Überlegungen und Methoden vor Augen hält, die der Konstruktion des Modells zugrunde liegen, kann man die Frage aufwerfen, wie genau dieses Modell das Objekt widerspiegelt und wie vollständig es es widerspiegelt. In diesem Fall entsteht der Gedanke an die Vergleichbarkeit jedes von Menschenhand geschaffenen Objekts mit ähnlichen natürlichen Objekten und an die Wahrheit dieses Objekts. Dies macht jedoch nur dann Sinn, wenn solche Objekte mit dem besonderen Zweck erstellt werden, bestimmte Merkmale eines natürlichen Objekts abzubilden, zu kopieren oder zu reproduzieren. Somit können wir sagen, dass materiellen Modellen Wahrheit innewohnt:
Aufgrund ihrer Verbindung mit bestimmtem Wissen;
Aufgrund des Vorhandenseins (oder Fehlens) eines Isomorphismus seiner Struktur mit der Struktur des simulierten Prozesses oder Phänomens;
aufgrund der Beziehung des Modells zum modellierten Objekt, die es zu einem Teil des kognitiven Prozesses macht und es ihm ermöglicht, bestimmte kognitive Probleme zu lösen.
„Und in dieser Hinsicht ist das materielle Modell erkenntnistheoretisch zweitrangig und fungiert als Element der erkenntnistheoretischen Reflexion“ (2 S. 180).
Ein Modell kann nicht nur als Werkzeug betrachtet werden, um zu überprüfen, ob solche Zusammenhänge, Beziehungen, Strukturen, Muster, die in einer bestimmten Theorie formuliert und im Modell umgesetzt werden, tatsächlich existieren. Der erfolgreiche Betrieb des Modells ist ein praktischer Beweis für die Wahrheit der Theorie, das heißt, er ist Teil des experimentellen Beweises für die Wahrheit dieser Theorie.
5. Platz von Modellen im Versuchsaufbau, Modellversuch
Es mag den Anschein haben, dass jedes gut konstruierte Experiment die Verwendung eines gültigen Modells erfordert. Denn in einem Versuchsaufbau wird ein Phänomen in seiner „reinen“ Form untersucht und die erzielten Ergebnisse charakterisieren nicht nur dieses einzelne Phänomen in einem einzigen Experiment, sondern auch andere Phänomene dieser Klasse, auf die die Ergebnisse des Experiments übertragen werden In gewisser Weise kann dieses Phänomen in gewissem Sinne als Modell für andere Phänomene derselben Klasse betrachtet werden. Dies ist jedoch nicht der Fall, da die Beziehung zwischen den Phänomenen, die in einem bestimmten einzelnen Experiment untersucht werden, und anderen Phänomenen im selben Bereich eine Identitätsbeziehung und keine Analogie ist, während letztere für die Modellbeziehung wesentlich ist. Daher sollte ein besonderes hervorgehoben werden! eine Form des Experiments, die durch die Nutzung vorhandener Materialmodelle als besondere Mittel der experimentellen Forschung gekennzeichnet ist. Diese Versuchsform nennt man Modellexperiment oder Simulation.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen einem Modellversuch und einem herkömmlichen Versuch ist seine einzigartige Struktur. Während in einem gewöhnlichen Experiment die Mittel der experimentellen Forschung auf die eine oder andere Weise direkt mit dem Untersuchungsgegenstand interagieren, gibt es in einem Modellversuch keine solche Wechselwirkung, da hier nicht mit dem Gegenstand selbst, sondern mit seinem Ersatz experimentiert wird. Bemerkenswert ist dabei, dass das Ersatzobjekt und der Versuchsaufbau im aktuellen Modell zu einem Ganzen zusammengefasst und verschmolzen werden. „Modellierung“, schreibt der Akademiker L.I. Sedov, „ist der Ersatz der Untersuchung eines für uns interessanten Phänomens in der Natur durch die Untersuchung eines ähnlichen Phänomens an einem kleineren oder größeren Modell, normalerweise unter speziellen Laborbedingungen.“ Der Hauptzweck der Modellierung besteht darin, dass es auf der Grundlage der Ergebnisse von Experimenten mit Modellen möglich ist, die notwendigen Antworten über die Art der Auswirkungen und über die verschiedenen Größen zu geben, die mit dem Phänomen unter natürlichen Bedingungen verbunden sind.“
Betrachten wir in diesem Zusammenhang den Aufbau des Modellversuchs anhand eines konkreten Beispiels genauer. Nehmen wir dazu ein Modell der Gasbewegung in einem Dampfkessel. Ein solches Modell wird wie folgt konstruiert und untersucht. Aus industriellen Tests des Kesselobjekts werden einige Daten und Parameter gewonnen, die in Form von Kenngrößen dargestellt werden. Mit Hilfe geeigneter theoretischer Mittel (logische Regeln, mathematische Mittel, Regeln und Kriterien der Ähnlichkeitstheorie) wird das Modell berechnet, was es ermöglicht, die Frage nach optimalen Bedingungen für seine Gestaltung (Abmessungen, physikalische Beschaffenheit der Modellierungselemente, Auswahl der Materialien, Methoden und Zwecke der anschließenden Forschung). Der erste Schritt besteht also aus einer theoretischen Berechnung des Modells, theoretischen Überlegungen zu den Aufgaben, Zielen und Methoden des anschließenden Experimentierens damit. Der nächste Schritt besteht darin, das Modell selbst zu erstellen. Als nächstes werden Beobachtungen gemacht, Messungen der notwendigen Parameter, Änderungen und Variationen von Bedingungen, Wiederholung der Betriebsbedingungen des Modells selbst usw.
Die Untersuchung des Modells der Gasbewegung in einem Kessel sieht beispielsweise wie folgt aus. Sie beschränken sich nicht nur auf die bloße Beobachtung, die offensichtlich nicht ausreicht, sondern fotografieren mit spezieller Beleuchtung und erstellen Strichzeichnungen, die zwar den Eindruck von Subjektivität tragen, sich aber dennoch durch große Einfachheit und Klarheit auszeichnen. Um die Bedingungen für die Beobachtung der Flüssigkeitsbewegung durch Rohre zu verbessern, werden verschiedene Tönungsmethoden verwendet. Anschließend werden der Druck oder die Bewegungsgeschwindigkeit von Wasser oder Gasen, der Flüssigkeitsdurchfluss, die Temperatur, die Wärmemenge usw. gemessen.
Somit wird in der neuen Phase des Experiments, wenn das Modell erstellt wird, die subjektive Aktivität des Experimentators fortgesetzt, es kommen jedoch neue Aspekte im Zusammenhang mit der objektiven Seite des Experiments hinzu – das Modell selbst (d. h. einige Versuchsaufbauten) und technische Mittel (Lampen, Bildschirme, Kameras, Chemikalien, Thermometer, Kalorimeter und andere Messgeräte), mit deren Hilfe Beobachtungen und Messungen durchgeführt werden. Alle diese Mittel, die beim Studium eines Modells verwendet werden, sind materielle Mittel, die die objektive Seite eines jeden Experiments charakterisieren. Aber hier gehört neben ihnen auch das Modell selbst, in unserem Fall das Modell eines Dampfkessels, zur objektiven Seite.
Es ist legitim, die Frage zu stellen: Welchen Platz hat das Modell im Experiment? Es ist klar, dass es sowohl Teil des erkenntnistheoretischen Gegenstands als auch der Mittel der experimentellen Forschung ist, aber ist es vollständig Teil letzterer oder ist es etwas anderes als diese?
Einerseits ist es offensichtlich, dass das Modell nicht als Selbstzweck aufgebaut ist, sondern als Mittel zur Untersuchung eines anderen Objekts, das es ersetzt und mit dem es in bestimmten Ähnlichkeits- oder Korrespondenzbeziehungen steht. Der Forscher interessiert sich nicht für die Eigenschaften des Modells an sich, sondern nur insoweit, als sein Studium es ermöglicht, die Eigenschaften eines anderen Objekts zu beurteilen und Informationen darüber zu erhalten. Dieses Subjekt fungiert als echter Untersuchungsgegenstand, und in Bezug darauf ist das Modell nur ein Mittel der experimentellen Forschung. Andererseits ist in diesem Experiment das Modell Gegenstand der Untersuchung. Die Funktionsweise unter bestimmten Bedingungen wird untersucht, es werden nicht nur visuelle Beobachtungen durchgeführt, sondern auch seine Parameter mit speziellen Instrumenten gemessen. Es ist bestimmten kausalen Einflüssen ausgesetzt, und der Experimentator zeichnet die Reaktion dieses Systems auf diese systematischen Einflüsse usw. auf. Mit einem Wort, in diesem Experiment wird das Modell als ein bestimmtes Untersuchungsobjekt untersucht und ist in dieser Hinsicht das Objekt des Studiums.
Somit zeigt sich eine doppelte Rolle, die das Modell in einem Experiment spielt: Es ist sowohl ein Untersuchungsgegenstand (da es ein anderes, echtes Objekt ersetzt) als auch ein experimentelles Werkzeug (da es ein Mittel zur Erkenntnis dieses Objekts ist).
Aufgrund der Doppelfunktion des Modells ist die Struktur des Experiments; verändert sich erheblich und wird komplexer. Wenn in einem gewöhnlichen oder groß angelegten Experiment das Untersuchungsobjekt und das Gerät in direkter Wechselwirkung standen, da der Experimentator mit dem Gerät das Untersuchungsobjekt direkt beeinflusste, dann ist in einem Modellexperiment die Aufmerksamkeit des Experimentators fokussiert über das Studium des Modells, das nun allen möglichen Einflüssen ausgesetzt ist und mithilfe von Geräten untersucht wird. Der eigentliche Untersuchungsgegenstand ist nicht direkt am Experiment selbst beteiligt.
Ein Modellexperiment zeichnet sich durch folgende Grundoperationen aus: 1) Übergang von einem natürlichen Objekt zu einem Modell – Aufbau eines Modells (Modellierung im eigentlichen Sinne des Wortes); 2) experimentelle Untersuchung des Modells; 3) Übergang von einem Modell zu einem Objekt in Originalgröße, bestehend aus der Übertragung der während der Studie erzielten Ergebnisse auf dieses Objekt.
Ein Modell tritt in ein Experiment ein und ersetzt nicht nur den Untersuchungsgegenstand, sondern kann auch die Bedingungen ersetzen, unter denen ein Gegenstand eines herkömmlichen Experiments untersucht wird.
Aufgrund der Tatsache, dass in einem Modellexperiment nicht der Untersuchungsgegenstand selbst, sondern dessen Ersatz untersucht wird, stellt sich natürlich die Frage, auf welcher Grundlage und in welchen Grenzen eine Übertragung der aus dem Modell gewonnenen Daten auf die simulierten Daten möglich ist Objekt. Dieses Problem wird abhängig von den Eigenschaften verschiedener Gruppen von Materialmodellen gelöst.
Unabhängig von der abschließenden Schlussfolgerung über die kognitiven Fähigkeiten von Modellversuchen sollte man sofort darauf achten, dass in der Struktur dieser Experimente die Rolle der Theorie als notwendiges Bindeglied zwischen dem Aufbau des Experiments und seinen Ergebnissen deutlich gestärkt wird Gegenstand der Forschung. Wenn ein gewöhnliches Experiment das Vorhandensein eines theoretischen Moments in der Anfangsphase des Experiments voraussetzt – die Entstehung eines Problems, die Formulierung und Bewertung einer Hypothese, die Ableitung von Konsequenzen, theoretische Überlegungen im Zusammenhang mit der Gestaltung des Versuchsaufbaus usw sowie in der Endphase - eine Diskussion und Interpretation der gewonnenen Daten, deren Verallgemeinerung, dann in einem Modell. Im Experiment ist es darüber hinaus notwendig, die Beziehung zwischen dem Modell und dem natürlichen Objekt theoretisch zu begründen. Ohne diese Begründung verliert ein Modellexperiment seine spezifische kognitive Bedeutung, da es keine Informationsquelle über einen realen oder natürlichen Gegenstand mehr ist. Somit ist in einem Modellversuch die theoretische Seite viel stärker vertreten als in einem regulären Experiment; es ist noch mehr eine Kombination aus Theorie und Praxis.
Obwohl das Modellexperiment die Möglichkeiten der experimentellen Erforschung einer Reihe von Objekten erweitert, kann man unter den oben genannten Umständen nicht umhin, einige Schwächen dieser Methode im Vergleich zum herkömmlichen Experiment festzustellen. Die Einbeziehung der Theorie (der bewussten Aktivität des Subjekts) als Bindeglied zwischen Modell und Objekt kann zu einer Fehlerquelle werden, die die Beweiskraft des Modellexperiments verringert. Allerdings gibt es unbegrenzte Möglichkeiten für die praktische Untersuchung der Eigenschaften, des Verhaltens und der Muster von Objekten, die aus irgendeinem Grund für gewöhnliche direkte Experimente unzugänglich sind, die Möglichkeit, neue Wege zu entdecken, um den Umfang der menschlichen Erkenntnis durch den Einsatz eines Modellexperiments zu erweitern weisen auf die Vorteile gegenüber dem direkten Experiment hin.
Da bei einem Modellexperiment ein Modell direkt untersucht und die Forschungsergebnisse auf das modellierte Objekt übertragen werden, ist die theoretische Begründung des Anspruchs auf diese Übertragung Voraussetzung und integraler Bestandteil eines solchen Experiments. Daher ist die Beschreibung der theoretischen Mittel, mit denen die Übertragung der Ergebnisse der Modellforschung auf den „realen“ Untersuchungsgegenstand sichergestellt wird, ein notwendiger Bestandteil der Beschreibung des Wesens eines jeden Modellversuchs.
Abschluss
Im Zusammenhang mit dem oben Gesagten scheint es angebracht, zu dem Schluss zu kommen, dass die Modellierungsmethode eine der akzeptablen, angemessensten, objektivsten und zuverlässigsten Methoden der wissenschaftlichen Forschung ist, die die objektivste und umfassendste Analyse vieler Phänomene oder Prozesse in den meisten Wissenschaften mit minimalen Verlusten ermöglicht Risiko.
Dieser Abstract analysiert moderne Ansichten zum Konzept der Modellierung, sowohl aus praktischer als auch aus methodischer Sicht. Es wurde versucht, die theoretischen und philosophischen Aspekte der Messung als kognitiven Prozess zu verstehen.
Nach meinem Verständnis besteht die Hauptaufgabe dieser Arbeit darin, die Rolle zu verstehen, die die Modellierung in der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie im historischen Aspekt gespielt hat und spielt, und die philosophischen Grundlagen der Modellierung zu identifizieren.
All dies ist für den angemessenen und fruchtbaren Einsatz von Modellen und Simulationen bei der Durchführung experimenteller Arbeiten und deren mathematische Verarbeitung bei der Untersuchung der in meiner wissenschaftlichen Forschung berücksichtigten Prozesse erforderlich.
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Im Alltag, in der Produktion, in der Forschung, im Ingenieurwesen oder bei jeder anderen Tätigkeit steht der Mensch ständig vor der Lösung von Problemen. Alle Aufgaben lassen sich entsprechend ihrem Zweck in zwei Kategorien einteilen: Rechnen Aufgaben, deren Zweck darin besteht, eine bestimmte Menge zu bestimmen, und funktionell Aufgaben, die darauf abzielen, einen bestimmten Apparat zu schaffen, der bestimmte Aktionen ausführt – Funktionen.
Beispielsweise erfordert die Planung eines neuen Gebäudes die Lösung des Problems der Berechnung der Festigkeit seines Fundaments, der tragenden Stützstrukturen, der Berechnung der finanziellen Baukosten, der Bestimmung der optimalen Anzahl von Arbeitern usw. Um die Arbeitsproduktivität von Bauherren zu steigern, wurden viele funktionale Maschinen geschaffen (funktionale Aufgaben wurden gelöst), wie zum Beispiel ein Bagger, ein Bulldozer, ein Kran usw.
Computer der ersten und zweiten Generation wurden hauptsächlich zur Lösung von Rechenproblemen verwendet: zur Durchführung technischer, wissenschaftlicher und finanzieller Berechnungen. Ab der dritten Generation umfasst der Umfang der Computeranwendungen auch die Lösung funktionaler Probleme: Datenbankpflege, -verwaltung, -design. Mit einem modernen Computer lässt sich nahezu jedes Problem lösen.
Menschliches Handeln und insbesondere das Lösen von Problemen sind untrennbar mit der Konstruktion, Untersuchung und Nutzung von Modellen verschiedener Objekte, Prozesse und Phänomene verbunden. Bei seinen Tätigkeiten – im praktischen, künstlerischen, wissenschaftlichen Bereich – schafft der Mensch immer eine bestimmte Besetzung, einen Ersatz für den Gegenstand, Vorgang oder das Phänomen, mit dem er sich befassen muss. Dies kann ein Gemälde, eine Zeichnung, eine Skulptur, ein Modell, eine mathematische Formel, eine verbale Beschreibung usw. sein.
Objekt(von lateinisch objectum – Objekt) bezeichnet alles, was dem Subjekt in seiner praktischen und kognitiven Tätigkeit entgegensteht, alles, worauf diese Tätigkeit gerichtet ist. Unter Objekten werden Objekte und Phänomene verstanden, die der menschlichen Sinneswahrnehmung zugänglich oder unzugänglich sind, aber einen sichtbaren Einfluss auf andere Objekte haben (z. B. Schwerkraft, Infraschall oder elektromagnetische Wellen). Die objektive Realität, die unabhängig von uns existiert, ist für den Menschen ein Gegenstand bei all seinen Aktivitäten und interagiert mit ihm. Daher sollte ein Objekt immer im Zusammenspiel mit anderen Objekten betrachtet und deren gegenseitige Beeinflussung berücksichtigt werden.
Menschliche Aktivitäten gehen normalerweise in zwei Richtungen: Studie Eigenschaften eines Objekts zum Zweck seiner Nutzung (oder Neutralisierung); Schaffung neue Objekte mit nützlichen Eigenschaften. Die erste Richtung bezieht sich auf die wissenschaftliche Forschung und spielt eine wichtige Rolle bei deren Umsetzung. Hypothese, d.h. Vorhersage der Eigenschaften eines Objekts, wenn es nicht ausreichend untersucht ist. Die zweite Richtung betrifft das technische Design. Dabei spielt das Konzept eine wichtige Rolle Analogien– ein Urteil über jegliche Ähnlichkeit zwischen einem bekannten und einem entworfenen Objekt. Die Analogie kann vollständig oder teilweise sein. Dieses Konzept ist relativ und wird durch den Abstraktionsgrad und den Zweck der Analogiekonstruktion bestimmt.
Modell(von lateinisch modulus – Probe) eines Objekts, Prozesses oder Phänomens wird als Ersatz (Bild, Analog, Repräsentant) bezeichnet, der als Original verwendet wird. Ein Modell gibt uns eine Darstellung eines realen Objekts oder Phänomens in einer Form, die sich von der Form seiner realen Existenz unterscheidet. Beispielsweise ersetzen wir in einem Gespräch reale Gegenstände durch deren Namen und Wörter. Und in diesem Fall ist die grundlegendste Aufgabe des ersetzenden Namens die Bezeichnung des erforderlichen Objekts. So sind wir von Kindheit an mit dem Begriff „Modell“ konfrontiert (das allererste Modell in unserem Leben ist der Schnuller).
Ein Modell ist ein leistungsstarkes Werkzeug der Erkenntnis. Auf die Erstellung von Modellen wird zurückgegriffen, wenn das Untersuchungsobjekt entweder sehr groß (Sonnensystemmodell) oder sehr klein (Atommodell) ist, wenn der Prozess sehr schnell (Verbrennungsmotormodell) oder sehr langsam (geologische Modelle) abläuft Das Studium des Objekts kann zu seiner Zerstörung führen (Trainingsgranate) oder die Erstellung eines Modells ist sehr kostspielig (Architekturmodell einer Stadt) usw.
Jedes Objekt verfügt über eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften. Beim Erstellen eines Modells ist das Wichtigste das Wichtigste bedeutsam, Eigenschaften, diejenigen, die den Forscher interessieren. Dies ist das Hauptmerkmal und der Hauptzweck der Modelle. Also unter Modell wird als ein bestimmtes Objekt verstanden, das das reale Untersuchungsobjekt unter Beibehaltung seiner wesentlichsten Eigenschaften ersetzt.
Es gibt nicht nur ein Modell; „Modell“ ist ein Begriff, der ein erklärendes Wort oder eine Formulierung erfordert, zum Beispiel: Modell des Atoms, Modell des Universums. In gewissem Sinne kann ein Modell als Gemälde eines Künstlers oder als Theateraufführung betrachtet werden (dies sind Modelle, die die eine oder andere Seite der spirituellen Welt einer Person widerspiegeln).
Die Untersuchung von Objekten, Prozessen oder Phänomenen durch die Konstruktion und Untersuchung ihrer Modelle zur Bestimmung oder Klärung der Eigenschaften des Originals wird genannt Modellieren. Modellierung kann als die Darstellung eines Objekts durch ein Modell definiert werden, um durch Experimente mit seinem Modell Informationen über dieses Objekt zu erhalten. Die Theorie, Originalobjekte durch ein Modellobjekt zu ersetzen, wird als Modellierungstheorie bezeichnet. Die gesamte Vielfalt der in der Modellierungstheorie berücksichtigten Modellierungsmethoden lässt sich in zwei Gruppen einteilen: Analyse und Simulation Modellieren.
Bei der analytischen Modellierung handelt es sich um die Konstruktion eines Modells auf der Grundlage einer Beschreibung des Verhaltens eines Objekts oder Objektsystems in Form analytischer Ausdrücke – Formeln. Bei einer solchen Modellierung wird ein Objekt durch ein System linearer oder nichtlinearer algebraischer Gleichungen oder Differentialgleichungen beschrieben, deren Lösung Einblick in die Eigenschaften des Objekts geben kann. Auf das resultierende analytische Modell werden analytische oder approximative numerische Methoden angewendet, wobei die Art und Komplexität der Formeln berücksichtigt wird. Die Implementierung numerischer Methoden wird in der Regel Computern mit hoher Rechenleistung anvertraut. Allerdings ist die Anwendung der analytischen Modellierung durch die Schwierigkeit begrenzt, Ausdrücke für große Systeme zu erhalten und zu analysieren.
Bei der Simulationsmodellierung geht es darum, ein Modell mit Eigenschaften zu erstellen, die dem Original entsprechen und auf einigen seiner physikalischen oder Informationsprinzipien basieren. Das bedeutet, dass äußere Einflüsse auf das Modell und das Objekt identische Veränderungen der Eigenschaften von Original und Modell bewirken. Bei einer solchen Modellierung gibt es kein allgemeines hochdimensionales Analysemodell, und das Objekt wird durch ein System dargestellt, das aus Elementen besteht, die miteinander und mit der Außenwelt interagieren. Durch die Angabe äußerer Einflüsse ist es möglich, die Eigenschaften des Systems zu ermitteln und zu analysieren. In letzter Zeit wird die Simulationsmodellierung zunehmend mit der Modellierung von Objekten auf einem Computer in Verbindung gebracht, was es ermöglicht, Modelle von Objekten unterschiedlichster Art interaktiv zu erkunden.
Wenn sich die Modellierungsergebnisse bestätigen und als Grundlage für die Vorhersage des Verhaltens der untersuchten Objekte dienen können, spricht man von einem Modell angemessen Objekt. Der Grad der Angemessenheit hängt vom Zweck und den Kriterien der Modellierung ab.
Hauptziele der Modellierung:
7. Verstehen, wie ein bestimmtes Objekt funktioniert, welche Struktur es hat, welche grundlegenden Eigenschaften es hat, welche Entwicklungsgesetze es gibt und wie es mit der Außenwelt interagiert (Verstehen).
8. Lernen Sie, ein Objekt (Prozess) zu verwalten und die besten Managementmethoden für bestimmte Ziele und Kriterien zu bestimmen (Management).
9. Vorhersagen der direkten und indirekten Folgen der Umsetzung bestimmter Methoden und Einflussformen auf das Objekt (Prognose).
Nahezu jedes Modellierungsobjekt kann durch eine Reihe von Elementen und Verbindungen zwischen ihnen dargestellt werden, d. h. ein System sein, das mit der äußeren Umgebung interagiert. System(aus dem griechischen System – ganz) ist eine zielgerichtete Menge miteinander verbundener Elemente jeglicher Art. Außenumgebung stellt eine Reihe von Elementen jeglicher Art dar, die außerhalb des Systems existieren und das System beeinflussen oder unter seinem Einfluss stehen. Bei einem systematischen Modellierungsansatz wird zunächst der Zweck der Modellierung klar definiert. Die Erstellung eines Modells, das dem Original vollständig entspricht, ist arbeitsintensiv und teuer, daher wird das Modell für einen bestimmten Zweck erstellt.
Wir stellen noch einmal fest, dass jedes Modell keine Kopie eines Objekts ist, sondern nur die wichtigsten, wesentlichen Merkmale und Eigenschaften widerspiegelt und andere Eigenschaften des Objekts vernachlässigt, die im Rahmen der vorliegenden Aufgabe unwichtig sind. Beispielsweise kann ein Modell einer Person in der Biologie ein System sein, das nach Selbsterhaltung strebt; in der Chemie - ein Objekt, das aus verschiedenen Substanzen besteht; in der Mechanik ein Punkt mit Masse. Dasselbe reale Objekt kann durch verschiedene Modelle beschrieben werden (in unterschiedlichen Aspekten und mit unterschiedlichen Zwecken). Und dasselbe Modell kann als Modell völlig unterschiedlicher realer Objekte (vom Sandkorn bis zum Planeten) betrachtet werden.
Kein Modell kann das Objekt selbst vollständig ersetzen. Aber bei der Lösung spezifischer Probleme, wenn wir an bestimmten Eigenschaften des untersuchten Objekts interessiert sind, erweist sich das Modell als nützliches, einfaches und manchmal einziges Forschungsinstrument.
Eine der effektivsten Methoden zur Untersuchung von Kontrollsystemen ist Modellieren- Entwicklung von Modellen, die es ermöglichen, objektive Entscheidungen in Situationen zu treffen, die für eine einfache Ursache-Wirkungs-Bewertung von Alternativen zu komplex sind. Obwohl viele Modelle der untersuchten sozioökonomischen Systeme so komplex sind, dass auf einen Computer oft nicht verzichtet werden kann, ist das Konzept der Modellierung einfach. Nach Shannons Definition ist „ein Modell eine Darstellung eines Objekts, Systems oder einer Idee in einer anderen Form als dem Ganzen selbst.“ Ein Organigramm beispielsweise ist ein Modell, das seine Struktur darstellt. Als Hauptmerkmal des Modells kann die Vereinfachung der realen Lebenssituation angesehen werden, auf die es angewendet wird. Da die Form des Modells weniger komplex ist und irrelevante Daten eliminiert werden, verbessert das Modell die Fähigkeit des Managers, Probleme zu lösen, mit denen er konfrontiert ist. Eine Reihe von Gründen rechtfertigen die Verwendung eines Modells anstelle des Versuchs, direkt mit der realen Welt zu interagieren:
· die Komplexität vieler organisatorischer Situationen: Da die reale Welt einer Organisation äußerst komplex ist und die tatsächliche Anzahl der mit einem bestimmten Problem verbundenen Variablen die Fähigkeiten einer Person bei weitem übersteigt, ist es schwierig, sie zu verstehen
Dies ist möglich, indem die reale Welt mithilfe von Modellen vereinfacht wird.
· Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Durchführung von Experimenten im wirklichen Leben, insbesondere die Notwendigkeit erheblicher Kosten, auch materieller Art;
· Zukunftsorientierung des Managements: Es ist unmöglich, ein Phänomen zu beobachten, das noch nicht existiert und vielleicht nie eintreten wird; Modellierung ist derzeit die einzige systematische Möglichkeit, zukünftige Optionen zu erkennen und die möglichen Konsequenzen alternativer Entscheidungen zu bestimmen.
Arten von Modellen und der Prozess ihrer Konstruktion
Ein Modell ist ein System, das zwischen dem Forscher und dem Gegenstand seiner Forschung angesiedelt ist. Es gibt folgende Arten von Modellen: physikalisch (ein Modell eines Gebäudes, Geräts, einer Maschine), mathematisch (ein System von Formeln, Identitäten und Ungleichungen, das einen Prozess, ein Phänomen beschreibt), logisch (ein System von Konzepten, das ein Phänomen beschreibt, Prozess, Objekt), Modelle sozioökonomischer Formationen, Strukturmodelle, Methoden usw.
Schauen wir uns die wichtigsten an.
Physikalisches Modell stellt dar, was untersucht wird, indem eine erweiterte oder reduzierte Beschreibung eines Objekts oder Systems in einem bestimmten Maßstab verwendet wird. Laut Shannon besteht das charakteristische Merkmal eines physischen Modells (manchmal auch Porträtmodell genannt) darin, dass es als „simuliertes Ganzes“ erscheint. Ein Beispiel für ein physisches Modell ist die Zeichnung einer Pflanze in einem bestimmten Maßstab. Dieses physikalische Modell vereinfacht die visuelle Wahrnehmung und hilft festzustellen, ob ein bestimmtes Gerät physisch in den vorgesehenen Raum passt. Automobil- und Luftfahrtunternehmen fertigen immer physische verkleinerte Nachbildungen neuer Fahrzeuge an, um bestimmte Funktionen zu testen.
Analoges Modell stellt das untersuchte Objekt dar – ein Analogon, das sich wie ein reales Objekt verhält, aber nicht wie eines aussieht. Ein Beispiel für ein analoges Modell ist ein Diagramm der Organisationsstruktur eines Unternehmens. Durch den Aufbau ist das Management in der Lage, sich die Befehlsketten und die formelle Abhängigkeit zwischen Einzelpersonen und ihren Aktivitäten leicht vorzustellen. Ein analoges Modell ist eine einfachere und effektivere Möglichkeit, die komplexen Zusammenhänge der Struktur einer großen Organisation darzustellen, als eine Liste der Beziehungen zwischen allen Mitarbeitern zu erstellen.
Im mathematischen Modell (auch symbolisch genannt) verwendet Symbole, um die Eigenschaften oder Merkmale von Objekten oder Ereignissen zu beschreiben. Ein Beispiel für ein mathematisches Modell als Hilfsmittel zur Lösung äußerst komplexer Probleme ist A. Einsteins berühmte Formel Ε = me2. Wenn A. Einstein nicht in der Lage gewesen wäre, dieses mathematische Modell zu entwickeln, in dem Symbole die Realität ersetzen, wäre es unwahrscheinlich, dass Physiker auch nur die geringste Ahnung von der Beziehung zwischen Materie und Energie hätten. Mathematische Modelle sind die Art von Modellen, die bei der organisatorischen Entscheidungsfindung am häufigsten verwendet werden.
Die Hauptphasen des Modellbildungsprozesses:
· Formulierung des Problems;
· ein Modell bauen;
· Überprüfung des Modells auf Zuverlässigkeit;
· Anwendung des Modells.
Formulierung des Problems - die wichtigste Phase beim Aufbau eines Modells, das die richtige Lösung für ein Managementproblem liefern kann. Der Einsatz von Mathematik oder einem Computer ist nutzlos, wenn das Problem selbst nicht genau diagnostiziert wird. A. Einstein stellte fest, dass die richtige Formulierung eines Problems noch wichtiger ist als seine Lösung. Jedes Jahr wird viel Geld für die Suche nach eleganten und durchdachten Antworten auf falsch gestellte Fragen ausgegeben.
Beim Bau eines Modells Der Entwickler muss den Hauptzweck des Modells, die Ausgabestandards oder die Informationen definieren, die erwartet werden, um das Management bei der Lösung eines bestimmten Problems zu unterstützen. Zusätzlich zur Festlegung der Hauptziele muss der Designer festlegen, welche Informationen zum Erstellen des Modells erforderlich sind. Ein weiterer wichtiger Faktor, der beim Bau eines Modells berücksichtigt werden muss, sind die Kosten. Ein Modell, das mehr kostet als das gesamte Problem, das es löst, wird natürlich keinen Beitrag zur Erreichung der Ziele der Organisation leisten.
Ein Aspekt Überprüfung des Modells auf Zuverlässigkeit- Bestimmung des Grades der Übereinstimmung des Modells mit der realen Welt. Der Designer muss feststellen, ob alle wesentlichen Komponenten der realen Situation in das Modell eingebaut sind. Je vollständiger ein Modell die reale Welt widerspiegelt, desto größer ist sein Potenzial, einen Manager bei effektiven Managemententscheidungen zu unterstützen. Ein weiterer Aspekt der Validierung eines Modells besteht darin, zu bestimmen, inwieweit die bereitgestellten Informationen dem Manager bei der Lösung des Problems helfen. Eine gute Möglichkeit, ein Modell zu testen, besteht darin, es an Situationen aus der Vergangenheit zu testen.
Nach Überprüfung auf Richtigkeit Das Modell ist einsatzbereit. Laut Shannon kann kein Modell „als erfolgreich konstruiert gelten, bis es akzeptiert, verstanden und in der Praxis angewendet wird“. Das ist offensichtlich, aber oft ist diese Phase des Modellbaus eine der schwierigsten. Den Ergebnissen der Studie zufolge wurden nur etwa 60 % der Managementwissenschaftsmodelle vollständig oder nahezu vollständig genutzt – aufgrund der Tatsache, dass Manager Angst oder Missverständnisse zeigen.
Die Zusammenfassung wurde erstellt von: Vollzeitstudent der Fakultät für Wirtschaftskybernetik, Gruppe 432 Kovalev I.V.
RUSSISCHE WIRTSCHAFTSAKADEMIE, BENANNT NACH G.V. PLEKHANOV
Abteilung für Wirtschaftskybernetik
MOSKAU – 1994
1. Modellierung als Methode wissenschaftlicher Erkenntnis.
Die Modellierung in der wissenschaftlichen Forschung begann bereits in der Antike und erfasste nach und nach neue Bereiche wissenschaftlichen Wissens: technisches Design, Bauwesen und Architektur, Astronomie, Physik, Chemie, Biologie und schließlich die Sozialwissenschaften. Die Modellierungsmethode des 20. Jahrhunderts brachte großen Erfolg und Anerkennung in fast allen Bereichen der modernen Wissenschaft. Die Modellierungsmethodik wird jedoch seit langem von einzelnen Wissenschaften unabhängig voneinander entwickelt. Es gab kein einheitliches Konzeptsystem, keine einheitliche Terminologie. Erst nach und nach wurde die Rolle der Modellierung als universelle Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis erkannt.
Der Begriff „Modell“ wird in verschiedenen Bereichen menschlichen Handelns häufig verwendet und hat viele semantische Bedeutungen. Betrachten wir nur solche „Modelle“, die Werkzeuge zur Wissensgewinnung sind.
Ein Modell ist ein materieller oder gedanklich imaginärer Gegenstand, der im Forschungsprozess den ursprünglichen Gegenstand ersetzt, so dass seine direkte Untersuchung neue Erkenntnisse über den ursprünglichen Gegenstand liefert
Unter Modellierung versteht man den Prozess der Konstruktion, Untersuchung und Anwendung von Modellen. Es steht in engem Zusammenhang mit Kategorien wie Abstraktion, Analogie, Hypothese usw. Der Modellierungsprozess umfasst notwendigerweise die Konstruktion von Abstraktionen, Analogieschlüsse und die Konstruktion wissenschaftlicher Hypothesen.
Das Hauptmerkmal der Modellierung besteht darin, dass es sich um eine Methode der indirekten Erkenntnis unter Verwendung von Proxy-Objekten handelt. Das Modell fungiert als eine Art Erkenntniswerkzeug, das der Forscher zwischen sich und das Objekt stellt und mit dessen Hilfe er das für ihn interessante Objekt untersucht. Es ist dieses Merkmal der Modellierungsmethode, das die spezifischen Formen der Verwendung von Abstraktionen, Analogien, Hypothesen und anderen Kategorien und Methoden der Erkenntnis bestimmt.
Die Notwendigkeit der Verwendung der Modellierungsmethode wird durch die Tatsache bestimmt, dass viele Objekte (oder Probleme im Zusammenhang mit diesen Objekten) entweder nicht direkt untersucht werden können oder diese Forschung viel Zeit und Geld erfordert.
Der Modellierungsprozess umfasst drei Elemente: 1) das Subjekt (Forscher), 2) das Forschungsobjekt, 3) ein Modell, das die Beziehung zwischen dem erkennenden Subjekt und dem erkennbaren Objekt vermittelt.
Es sei ein Objekt A vorhanden oder es müsse ein Objekt A erstellt werden. Wir konstruieren (materiell oder mental) oder finden in der realen Welt ein anderes Objekt B – ein Modell des Objekts A. Die Phase der Konstruktion eines Modells setzt das Vorhandensein einiger Kenntnisse über das ursprüngliche Objekt voraus . Die kognitiven Fähigkeiten des Modells werden dadurch bestimmt, dass das Modell alle wesentlichen Merkmale des Originalobjekts widerspiegelt. Die Frage nach der Notwendigkeit und hinreichenden Ähnlichkeit zwischen Original und Modell bedarf einer konkreten Analyse. Offensichtlich verliert das Modell sowohl bei Identität mit dem Original (dann ist es kein Original mehr) als auch bei übermäßiger Abweichung vom Original in allen wesentlichen Punkten seine Bedeutung.
Somit erfolgt die Untersuchung einiger Seiten des modellierten Objekts auf Kosten der Verweigerung der Reflexion anderer Seiten. Daher ersetzt jedes Modell das Original nur in einem streng begrenzten Sinne. Daraus folgt, dass für ein Objekt mehrere „spezialisierte“ Modelle erstellt werden können, die die Aufmerksamkeit auf bestimmte Aspekte des untersuchten Objekts konzentrieren oder das Objekt mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad charakterisieren.
In der zweiten Phase des Modellierungsprozesses fungiert das Modell als eigenständiges Untersuchungsobjekt. Eine Form solcher Forschung ist die Durchführung von „Modell“-Experimenten, bei denen die Betriebsbedingungen des Modells gezielt verändert und Daten zu seinem „Verhalten“ systematisiert werden. Das Endergebnis dieses Schritts ist eine Fülle von Kenntnissen über das R-Modell.
In der dritten Stufe erfolgt die Wissensübertragung vom Modell auf das Original – die Bildung einer Wissensmenge S über das Objekt. Dieser Prozess der Wissensvermittlung erfolgt nach bestimmten Regeln. Das Wissen über das Modell muss unter Berücksichtigung derjenigen Eigenschaften des Originalobjekts angepasst werden, die bei der Konstruktion des Modells nicht berücksichtigt oder geändert wurden. Wir können mit hinreichendem Grund jedes Ergebnis eines Modells auf das Original übertragen, wenn dieses Ergebnis notwendigerweise mit Anzeichen von Ähnlichkeit zwischen Original und Modell verbunden ist. Wenn ein bestimmtes Ergebnis einer Modellstudie mit der Differenz zwischen Modell und Original verbunden ist, ist die Übertragung dieses Ergebnisses rechtswidrig.
Die vierte Stufe ist die praktische Überprüfung der mit Hilfe von Modellen gewonnenen Erkenntnisse und deren Verwendung zum Aufbau einer allgemeinen Theorie des Objekts, seiner Transformation oder Kontrolle.
Um das Wesen der Modellierung zu verstehen, ist es wichtig, die Tatsache nicht aus den Augen zu verlieren, dass die Modellierung nicht die einzige Wissensquelle über ein Objekt ist. Der Modellierungsprozess ist in einen allgemeineren Erkenntnisprozess „eingetaucht“. Dieser Umstand wird nicht nur in der Phase der Modellkonstruktion berücksichtigt, sondern auch in der Endphase, wenn die Kombination und Verallgemeinerung der auf der Grundlage verschiedener Erkenntnismittel gewonnenen Forschungsergebnisse erfolgt.
Modellierung ist ein zyklischer Prozess. Das bedeutet, dass auf den ersten vierstufigen Zyklus ein zweiter, dritter usw. folgen kann. Gleichzeitig wird das Wissen über das Untersuchungsobjekt erweitert und verfeinert und das Ausgangsmodell schrittweise verbessert. Nach dem ersten Modellierungszyklus festgestellte Mängel, die auf mangelnde Kenntnis des Objekts und Fehler in der Modellkonstruktion zurückzuführen sind, können in nachfolgenden Zyklen behoben werden. Somit bietet die Modellierungsmethodik große Möglichkeiten zur Selbstentwicklung.
2. Merkmale der Anwendung der Methode der mathematischen Modellierung in den Wirtschaftswissenschaften.
Das Eindringen der Mathematik in die Wirtschaftswissenschaften erfordert die Überwindung erheblicher Schwierigkeiten. Mitverantwortlich dafür war die Mathematik, die sich über mehrere Jahrhunderte vor allem im Zusammenhang mit den Bedürfnissen der Physik und Technik entwickelte. Die Hauptgründe liegen jedoch immer noch in der Natur wirtschaftlicher Prozesse, in den Besonderheiten der Wirtschaftswissenschaft.
Die meisten wirtschaftswissenschaftlich untersuchten Objekte lassen sich durch das kybernetische Konzept eines komplexen Systems charakterisieren.
Das gängigste Verständnis eines Systems besteht darin, dass es sich um eine Reihe von Elementen handelt, die interagieren und eine gewisse Integrität und Einheit bilden. Eine wichtige Eigenschaft jedes Systems ist die Emergenz – das Vorhandensein von Eigenschaften, die keinem der im System enthaltenen Elemente innewohnen. Daher reicht es bei der Untersuchung von Systemen nicht aus, sie in Elemente zu unterteilen und diese Elemente dann separat zu untersuchen. Eine der Schwierigkeiten der Wirtschaftsforschung besteht darin, dass es fast keine Wirtschaftsobjekte gibt, die als separate (nicht systemische) Elemente betrachtet werden könnten.
Die Komplexität eines Systems wird durch die Anzahl der darin enthaltenen Elemente, die Verbindungen zwischen diesen Elementen sowie die Beziehung zwischen dem System und der Umgebung bestimmt. Die Wirtschaft des Landes weist alle Merkmale eines sehr komplexen Systems auf. Es vereint eine Vielzahl von Elementen und zeichnet sich durch vielfältige interne Verbindungen und Verbindungen zu anderen Systemen (natürliche Umwelt, Volkswirtschaften anderer Länder etc.) aus. In der Volkswirtschaft interagieren natürliche, technologische, soziale Prozesse, objektive und subjektive Faktoren.
Die Komplexität der Wirtschaft wurde manchmal als Rechtfertigung dafür angesehen, dass es unmöglich sei, sie mithilfe der Mathematik zu modellieren und zu untersuchen. Doch dieser Standpunkt ist grundsätzlich falsch. Sie können ein Objekt beliebiger Art und beliebiger Komplexität modellieren. Und gerade komplexe Objekte sind für die Modellierung von größtem Interesse; Hier kann die Modellierung Ergebnisse liefern, die mit anderen Forschungsmethoden nicht erzielt werden können.
Die potenzielle Möglichkeit der mathematischen Modellierung beliebiger wirtschaftlicher Objekte und Prozesse bedeutet natürlich nicht, dass sie mit einem bestimmten Niveau an wirtschaftlichen und mathematischen Kenntnissen, verfügbaren spezifischen Informationen und Computertechnologie erfolgreich umsetzbar ist. Und obwohl es unmöglich ist, die absoluten Grenzen der mathematischen Formalisierbarkeit ökonomischer Probleme aufzuzeigen, wird es immer noch unformalisierte Probleme sowie Situationen geben, in denen die mathematische Modellierung nicht effektiv genug ist.
3. Merkmale wirtschaftlicher Beobachtungen und Messungen.
Das Haupthindernis für die praktische Anwendung mathematischer Modellierung in den Wirtschaftswissenschaften bestand lange Zeit darin, die entwickelten Modelle mit spezifischen und qualitativ hochwertigen Informationen zu füllen. Die Genauigkeit und Vollständigkeit der Primärinformationen sowie die tatsächlichen Möglichkeiten ihrer Erhebung und Verarbeitung bestimmen maßgeblich die Wahl der Arten angewandter Modelle. Andererseits stellen ökonomische Modellierungsstudien neue Anforderungen an das Informationssystem.
Abhängig von den zu modellierenden Objekten und dem Zweck der Modelle sind die darin verwendeten Ausgangsinformationen deutlich unterschiedlicher Natur und Herkunft. Es kann in zwei Kategorien unterteilt werden: über die vergangene Entwicklung und den aktuellen Zustand von Objekten (wirtschaftliche Beobachtungen und deren Verarbeitung) und über die zukünftige Entwicklung von Objekten, einschließlich Daten über erwartete Änderungen ihrer internen Parameter und externen Bedingungen (Prognosen). Die zweite Kategorie von Informationen ist das Ergebnis unabhängiger Forschung, die auch durch Simulation durchgeführt werden kann.
Methoden für wirtschaftliche Beobachtungen und die Nutzung der Ergebnisse dieser Beobachtungen werden von der Wirtschaftsstatistik entwickelt. Daher lohnt es sich, nur auf die spezifischen Probleme ökonomischer Beobachtungen hinzuweisen, die mit der Modellierung wirtschaftlicher Prozesse verbunden sind.
In der Wirtschaft sind viele Prozesse massiv; Sie zeichnen sich durch Muster aus, die sich nicht aus nur einer oder wenigen Beobachtungen ergeben. Daher muss sich die Modellierung in der Wirtschaftswissenschaft auf Massenbeobachtungen stützen.
Tivismus. Das Hauptverfahren der Inhaltsanalyse besteht darin, qualitative Informationen in quantitative Informationen zu übersetzen. Auch bei dieser Methode ist teilweise Subjektivismus vorhanden – bei der Auswahl der Analyse- und Berechnungseinheiten. Aber es ist viel weniger als bei herkömmlichen Methoden. Um die Subjektivität bei der Inhaltsanalyse weiter zu reduzieren, können Sie in den ersten Schritten die Methode der Expertenbewertung nutzen. Formalisierte Methoden, zu denen auch die Inhaltsanalyse gehört, sind arbeitsintensiver in der Implementierung, liefern aber objektivere Informationen. Der Forscher hat das Recht, eine für seine Forschungszwecke geeignete Analysemethode zu wählen.
1. Zu welchen Zwecken wird die Dokumentenanalyse eingesetzt?
2. Welche Dokumentenklassifizierungen kennen Sie?
3. Welche Dokumente werden Ihrer Meinung nach am häufigsten analysiert? psychologische und pädagogische Forschung?
4. Was ist der Unterschied zwischen qualitativer und quantitativer Dokumentenanalyse (mindestens fünf Merkmale nennen)?
5. Was sind die Phasen der Inhaltsanalyse?
6. Welche Vor- und Nachteile hat die Methode? Inhaltsanalyse?
Praktische Aufgaben
1. Wählen Sie Dokumente zur Analyse entsprechend dem Forschungsthema aus.
2. Führen Sie eine externe und interne Analyse eines der ausgewählten Dokumente durch.
3. Führen Sie eine Inhaltsanalyse eines Artikels (Artikelauswahl) von mindestens 10 Seiten durch: Formulieren Sie den Zweck der Analyse, wählen Sie die Wahl der Analyseeinheiten und Rechnungseinheiten aus und begründen Sie sie, führen Sie eine Analyse durch, ziehen Sie Schlussfolgerungen.
2.4. Modellierung als Forschungsmethode
Die Komplexität, Unerschöpflichkeit und Unendlichkeit des Gegenstands der psychologischen und pädagogischen Forschung zwingt uns dazu, nach einfacheren Analogien für die Forschung zu suchen, um in sein Wesen, in seine innere Struktur und Dynamik einzudringen. Ein Objekt, das einfacher aufgebaut und für das Studium zugänglich ist, wird zum Modell
ein komplexeres Objekt, das als Prototyp (Original) bezeichnet wird. Dies eröffnet die Möglichkeit, die beim Einsatz des Modells gewonnenen Informationen analog auf einen Prototyp zu übertragen. Dies ist die Essenz einer der spezifischen Methoden auf theoretischer Ebene.
nya – Modellierungsmethode51.
Modellierung ist eine Methode der wissenschaftlichen Erforschung von Phänomenen, Prozessen, Objekten, Geräten oder Systemen (allgemein Forschungsobjekten), die auf der Konstruktion und Untersuchung von Modellen basiert, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, die Eigenschaften von Forschungsobjekten zu verbessern oder diese zu verwalten.
Hierbei handelt es sich um eine allgemeine wissenschaftliche Forschungsmethode, bei der nicht der Erkenntnisgegenstand selbst untersucht wird, sondern dessen Abbild in Form eines sogenannten Modells, sondern das Forschungsergebnis vom Modell auf den Gegenstand übertragen wird (A. A. Kyveryalg). Dies ist eine der wesentlichen Methoden der Erkenntnis, wenn das Studium eines bestimmten Objekts durch das Studium eines anderen Objekts erfolgt, das dem ersten in gewisser Hinsicht ähnlich ist, mit anschließender Übertragung der Ergebnisse des Studiums des zweiten auf das erstes Objekt. Dieses zweite Objekt wird als Modell des ersten bezeichnet. Modellierung ist also der Prozess der Konstruktion eines Modells oder der Untersuchung von Wissensobjekten anhand ihrer Modelle.
Das Wort „Modell“ (vom lateinischen modulus) hat sich im alltäglichen Sprachgebrauch fest etabliert. Ein Modell ist ein Maß, eine Stichprobe, eine Norm. Dies ist das, was wir als mentales (abstraktes), symbolisches (mathematisches, verbal-beschreibendes, grafisches) oder materielles Abbild des Originals bezeichnen, d. h. ein Modell ist ein „Ersatz“ für das Original in der Erkenntnis oder in der Praxis. Sie können das Aussehen eines Objekts (Kindermodelle von „Erwachsenen“-Autos) simulieren (in Form eines Modells darstellen); Funktionen (mathematisches Modell der Bewegung von
Talapparat); Struktur und Logik von Objekten (Turnhallenmodell) usw. 52
51 Zagvyazinsky V.I., Atakhanov R. Methodik und Methoden der psychologischen und pädagogischen Forschung: Lehrbuch. Hilfe für Studierende höher Päd. Lehrbuch Betriebe. – M.: Verlag. Zentrum „Akademie“, 2003. – S. 136–137.
52 Chechel I. D., Novikova T. G. Theorie und Praxis der Organisation experimenteller Arbeit in Bildungseinrichtungen. – M.: APK und PRO, 2003. – S. 48.
Bei der Untersuchung komplexer Phänomene, Prozesse, Objekte ist es nicht möglich, die Gesamtheit aller Elemente und Zusammenhänge zu berücksichtigen, die ihre Eigenschaften bestimmen. Ein Modell kann als materielles Objekt oder Bild dargestellt werden (mental oder bedingt: Hypothese, Idee, Abstraktion, Bild, Beschreibung, Diagramm, Formel, Zeichnung, Plan, Flussdiagramm eines Algorithmus usw.), was die wesentlichsten Eigenschaften von vereinfacht der Gegenstand des Studiums.
Daher ist jedes Modell immer einfacher als ein reales Objekt und weist nur einen Teil seiner wesentlichsten Merkmale, Grundelemente und Zusammenhänge auf. Aus diesem Grund gibt es viele verschiedene Modelle für ein Forschungsobjekt. Die Art des Modells hängt vom gewählten Modellierungsziel ab.
Modellierung umfasst die Konstruktion und Untersuchung von Modellen realer Objekte, Phänomene und Objekte mit dem Ziel:
− Bestimmung oder Verbesserung ihrer Eigenschaften;
− Rationalisierung der Methoden ihrer Konstruktion;
− Management und Prognose.
Mithilfe eines Modells können Sie die Komponenten des untersuchten Objekts und die Beziehung zwischen ihnen ermitteln und beschreiben, Informationen über die Verwaltung des Objekts bereitstellen und seine Entwicklung vorhersagen.
Das erkenntnistheoretische Wesen wissenschaftlicher Modelle liegt darin, dass sie es ermöglichen, Wissen über ein Objekt, seine Funktionen, Parameter usw. systematisch und klar auszudrücken. Der Hauptzweck eines Modells besteht darin, die Gesamtheit der Daten zum Wissensgegenstand zu erklären .
Das Modell schematisiert in gewisser Weise die Phänomene der Realität, lenkt von einigen spezifischen Eigenschaften ab und ist daher immer anwendbar, um unter bestimmten Bedingungen nur bestimmte Aspekte spezifischer Phänomene zu beschreiben. Ein und dasselbe pädagogische Phänomen kann durch mehrere Modelle dargestellt werden.
Bekanntlich ist ein Modell ein von einem Forscher erstelltes oder ausgewähltes System, das die Aspekte (Elemente, Eigenschaften, Beziehungen, Parameter) des untersuchten Objekts reproduziert, die für einen bestimmten Erkenntniszweck wesentlich sind und sich daher in befinden ein solches Verhältnis von Substitution und Ähnlichkeit (insbesondere Isomorphismus) damit, dass sein Studium als indirekter Weg dient, Wissen über dieses Objekt zu erlangen (V.A. Shtoff).
Es gibt verschiedene Klassifizierungen von Modellen. L. M. Fridman53 betont, dass Modelle von einer Person für einen bestimmten Zweck gebaut oder ausgewählt werden, und identifiziert die folgenden Modelle:
1) Ersatzmodell, d.h. Ersatz des Originals durch eine mentale (imaginäre) oder reale Handlung (Prozess),
3) Modellinterpretation, d. h. ein Objekt als Modell interpretieren;
4) Forschungsmodell, d. h. Untersuchung eines Objekts anhand eines Modells.
Damit ein Modell für diese Zwecke geeignet ist, muss es über die entsprechenden Eigenschaften verfügen. L. M. Friedman betont, dass ein Modell in den meisten Fällen nicht nur ein, sondern mehrere Merkmale aufweist, sodass es für mehrere Zwecke geeignet sein kann. Das bedeutet, dass ein Proxy-Modell sowohl ein Repräsentationsmodell als auch ein Forschungsmodell sein kann. Die Art des Modells wird jedoch genau durch den Zweck bestimmt, für den es ursprünglich gebaut wurde.
Modelle werden auch wie folgt klassifiziert:
a) konzeptionelles, widerspiegelndes Wissen über ein Objekt in Form einer bestimmten Reihe miteinander verbundener Bestimmungen, Aussagen, Schlussfolgerungen;
b) bildlich, Wiedergabe der Hauptaspekte, Elemente, Verbindungen, Beziehungen eines Objekts in Form von Beschreibungen, Foto- und Filmmodellen, Grafiken, Diagrammen;
c) zeichensymbolisch (mathematisch), das wesentliche innere und äußere Zusammenhänge und Beziehungen des Originals in Form einer Formel widerspiegelt;
d) physisch, Darstellung der Struktur und Funktionen des Objekts
im Weltraum.
53 Friedman L. M. Visualisierung und Modellierung im Unterricht. – M.: Wissen, 1984. – S. 25–26.
Jedes dieser Modelle hat sowohl seine „Vorteile“ als auch seine „Nachteile“. Jedes ermöglicht es, das Untersuchungsobjekt aus einer einzigartigen Perspektive zu betrachten. Daher empfiehlt es sich, sie im Modellierungsprozess durch verbale Beschreibungen, Zeichnungen und Formeln zu kombinieren, die zusammen auch sehr komplexe Systeme hinreichend vollständig abbilden können.
Es gibt auch Modelle imaginärer und realer Objekte; Modelle zukünftiger möglicher Ereignisse oder Prozesse (Vorhersagemodelle) und Modelle abgeschlossener Ereignisse (Beschreibungsmodelle).
In der psychologischen und pädagogischen Wissenschaft werden häufig statische und dynamische Modelle verwendet. Ein statisches Modell charakterisiert ein Objekt zu einem bestimmten Zeitpunkt, ein dynamisches Modell zeigt, wie sich der Zustand des Untersuchungsobjekts im Laufe der Zeit ändert. Beispielsweise wird ein statisches Modell des pädagogischen Prozesses am häufigsten unter Berücksichtigung der folgenden Komponenten charakterisiert:
konzeptionelles Ziel (einschließlich Ziele, Zielsetzungen, Ideen, Prinzipien des untersuchten Prozesses);
verfahrenstechnische oder betriebliche Tätigkeit (Technologien, Formen, Methoden, Mittel);
analytisch-wirksam (Kriterien und Indikatoren für die Entwicklung des untersuchten Prozesses, Methoden und Methoden zu deren Messung, Mittel der analytischen Tätigkeit).
Ein dynamisches Modell kann die Entwicklungsstadien des untersuchten Prozesses widerspiegeln.
„Es wird eine spezielle Art der auf Abstraktion basierenden Modellierung betrachtet Gedankenexperiment. In einem solchen Experiment erstellt der Forscher auf der Grundlage theoretischer Kenntnisse über die objektive Welt und empirischer Daten ideale Objekte, korreliert sie in einem bestimmten dynamischen Modell und simuliert mental die Bewegung und die Situationen, die in realen Experimenten auftreten könnten. Gleichzeitig helfen ideale Modelle und Objekte dabei, die meisten zu identifizieren
„Für den Wissenden wichtige, bedeutsame Zusammenhänge und Beziehungen, die projizierten Situationen durchspielen, unwirksame oder zu riskante Optionen aussortieren“54.
Bei der experimentellen Arbeit empfiehlt es sich, eine strukturelle und logische Modellierung des Experiments durchzuführen, den gesamten bevorstehenden Weg gedanklich durchzugehen, die erwarteten Ergebnisse und Schwierigkeiten zu beschreiben, die Risiken und verzögerten positiven und negativen Aspekte, die das Experiment begleiten, vorherzusagen. Dieser Ansatz ist wichtig für die experimentelle Kontrolle. Aus diesem Grund gibt es wahrscheinlich das Konzept des „idealen Modells“, dessen Bedeutung nicht darin besteht, dass der Autor etwas Perfektes geschaffen hat, das für niemanden zugänglich ist, sondern dass der Autor versucht hat, alle negativen Aspekte im Modell auszuschließen und alle problematischen Aspekte zu berücksichtigen , synthetisierte die neuesten Theorien und Praktiken, das heißt, er schuf „sein eigenes Ideal“55.
Modellieren kann als eine besondere Aktivität des Bauens betrachtet werden, bei der Modelle für einen bestimmten Zweck konstruiert werden. Und wie jede Aktivität hat sie einen äußeren praktischen Inhalt und eine innere geistige Essenz. Als mentale Aktivität umfasst das Modellieren mentale Prozesse: Wahrnehmung, Darstellung, Gedächtnis, Vorstellungskraft, Denken56. Daher wird bei der Modellierung neben dem Original und dem Modell auch das Subjekt (die Person) berücksichtigt. Die Beziehung zwischen Original und Vorbild hängt von seiner geistigen Aktivität ab.
In allen Fällen besteht eine bestimmte Beziehung zwischen dem Modell und dem simulierten Objekt (Original) – die Modellbeziehung. Diese Beziehung zeigt, in welchem Sinne das Original und sein Vorbild ähnlich, analog sind. Das Modell und das Original sind immer unterschiedlich, aber
54 Zagvyazinsky V.I., Atakhanov R. Methodik und Methoden der psychologischen und pädagogischen Forschung: Lehrbuch. Hilfe für Studierende höher Päd. Lehrbuch Betriebe. – M.: Verlag. Zentrum „Akademie“, 2003. – S. 137.
55 Chechel I. D., Novikova T. G. Theorie und Praxis der Organisation experimenteller Arbeit in Bildungseinrichtungen. – M.: APK und PRO, 2003. – S. 48.
56 Friedman L. M. Visualisierung und Modellierung im Unterricht. – M.: Wissen, 1984. – S. 25–27.
etwas oder in irgendeiner Weise ähnlich. Ein bestimmtes im Modell entdecktes Merkmal (Eigenschaft) ist dem Original inhärent.
Ein Modell ist ein auf Analogie basierendes Erkenntnismittel, aber Analogie ist keine Identität. Die Diskrepanz zwischen Modell und Original zeigt sich vor allem darin, dass das Modell zwar die Struktur des Originals reproduziert, diese jedoch vereinfacht und vom Unwichtigen ablenkt.
Jeder Faktor, der ein Phänomen charakterisiert, muss im Modell eine genaue Definition erhalten, die über die gesamte Diskussion hinweg stabil sein muss.
Modelle werden immer von einer Person für einen bestimmten Zweck gebaut oder ausgewählt und sind nicht von Anfang an gegeben, sodass verschiedene Personen, die denselben Zweck vor Augen haben, unterschiedliche Modelle für dasselbe Objekt bauen können.
Somit ist ein Modell ein bestimmtes Ergebnis der Erkenntnis (eine Zwischenstufe bei der Konstruktion einer Theorie eines Objekts). Es ist ein Vermittler zwischen Subjekt und Objekt.
Das Obige bestätigt, dass der Modellierungsprozess drei Elemente umfasst: das Subjekt (Forscher) und das Forschungsobjekt, ein Modell, das die Beziehung des erkennenden Subjekts und des erkennbaren Objekts definiert oder widerspiegelt.
Somit spiegelt das Modell das Subjekt nicht direkt wider, sondern durch eine Reihe gezielter Handlungen des Subjekts:
− Modellbau;
− experimentelle und (oder) theoretische Analyse des Modells;
− Vergleich der Analyseergebnisse mit den Eigenschaften des Originals;
− Erkennen von Diskrepanzen zwischen ihnen;
− Modellanpassung;
− Interpretation der erhaltenen Informationen, Erläuterung der entdeckten Eigenschaften und Zusammenhänge;
− praktische Überprüfung der Simulationsergebnisse. Simulation kann als kontinuierlicher Prozess betrachtet werden
ein Prozess zur Verbesserung eines Modells, bei dem Wissen über ein reales Objekt daraus abgeleitet wird, dass Inkonsistenzen zwischen dem Modell und dem Objekt identifiziert, verstanden und beseitigt werden.
Generell lässt sich der Modellierungsprozess grob in vier Stufen darstellen.
Die erste Phase der Modellerstellung setzt einige Kenntnisse über das Originalobjekt voraus. Die kognitiven Fähigkeiten des Modells werden dadurch bestimmt, dass das Modell alle wesentlichen Merkmale des Originalobjekts aufweist (reproduziert, nachahmt). In diesem Fall erfolgt die Untersuchung einiger Aspekte des modellierten Objekts auf Kosten des Verzichts auf andere.
Die zweite Stufe zeichnet sich dadurch aus, dass das Modell als eigenständiger Forschungsgegenstand fungiert, wenn eine der Formen dieser Forschung die Durchführung von „Modell“-Experimenten ist. Dabei werden die Nutzungsbedingungen des Modellwechsels und die gewonnenen Daten erfasst.
In der dritten Stufe erfolgt der Wissenstransfer vom Modell zum Original, das Wissen über das Modell wird unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Originals angepasst.
Die vierte Stufe ist die praktische Überprüfung des mithilfe von Modellen gewonnenen Wissens und deren Verwendung zum Aufbau einer allgemeinen Theorie eines Objekts, seiner Transformation oder Kontrolle (B. A. Glinsky, E. N. Gryaznov, E. N. Nikitin, B. S. Dynin).
Die Modellierung ist ein zyklischer Prozess, das heißt, auf den ersten vierstufigen Zyklus kann ein zweiter, dritter usw. folgen. Mit jedem neuen Zyklus wird das Wissen über den Untersuchungsgegenstand erweitert, geklärt, ergänzt und vertieft.
Jedes von Menschenhand geschaffene Modell ist immer relativ vollständig. Je weiter und tiefer die Suche erfolgt, desto perfekter wird das Modell. Als Ergebnis der Studie erscheinen ein Modell erster Ordnung, ein Modell zweiter Ordnung ... ein Modell N-Ordnung. Beispielsweise wird das erste Modell auf der Grundlage von Intuition, Beobachtungen und primären Ideen des Forschers erstellt; das zweite Modell – als Ergebnis einer Pilotstudie (Fragebogen, Umfrage, Tests, Gespräch mit Spezialisten usw.); das dritte Modell basiert auf den Ergebnissen experimenteller Arbeiten; Der vierte ist gerade dabei, das Modell unter neuen Bedingungen zu testen. Jedes nachfolgende Modell spiegelt die wesentlichen Zusammenhänge zwischen dem Objekt und dem Original genauer wider.
In den letzten Jahren hat sich die Modellierung fest in der pädagogischen Praxis etabliert. Das Aufblühen innovativer Aktivitäten am Ende des 20. Jahrhunderts führte zu einer Vielzahl von Modellen von Bildungsprozessen, konzeptionellen Modellen usw. Heute ist es möglich
Sprechen Sie über das Vorhandensein vieler Modelle in der Bildung, die das Verständnis des Autors für eine bestimmte Entwicklung eines Objekts darstellen. Basierend auf diesem theoretischen Modell (Analyse der Lebens- und Entwicklungswege und -bedingungen) wird ein Arbeitsmodell erstellt, das tatsächlich Einfluss auf die Bildungspraxis hat57. Zum Beispiel ein Modell der vorberuflichen Ausbildung für Studenten (L. N. Serebrennikov).
Ein Modell kann auch eine real existierende (entstehende und sich entwickelnde) Bildungspraxis sein, die nicht auf der Grundlage von Theorie, sondern auf der Grundlage von Erfahrung, gesunder Intuition und Vernunft entstanden ist. Dann erlangte es eine helle, qualitativ ausgedrückte Originalität: Theoretisch beschrieben wurde es zu einem übertragbaren Modell58, beispielsweise zum Konzept und Modell des Unterrichts in verschiedenen Altersgruppen (L. V. Bayborodova).
Die Modellierung pädagogischer Systeme beschränkt sich häufig auf die Erstellung eines konzeptionellen Modells eines Objekts, anhand dessen sich dessen Entwicklung nicht vorhersagen lässt. Ein solches Modell enthält eine Reihe von Annahmen, die eine experimentelle Überprüfung erfordern, was ein wesentlicher Bestandteil jeder pädagogischen Forschung ist. Sie sollten konstruktive Prinzipien für die Transformation der Praxis aufzeigen und optimale Wege für die Entwicklung des pädagogischen Systems vorhersagen.
Wie bereits erwähnt, dient die Modellierung auch der Aufgabe, etwas Neues zu konstruieren, das in der Praxis noch nicht existiert. „Nachdem der Forscher die charakteristischen Merkmale realer Prozesse und ihre Trends untersucht hat, sucht er auf der Grundlage der Schlüsselidee nach neuen Kombinationen, nimmt deren mentale Neuordnung vor, d. h. modelliert den erforderlichen Zustand des untersuchten Systems.“ Es werden Hypothesenmodelle erstellt, die die Mechanismen zwischen den untersuchten Komponenten aufzeigen, und auf dieser Grundlage Empfehlungen und Schlussfolgerungen erstellt, die dann in der Praxis getestet werden. Dies sind insbesondere die projizierten Modelle neuer Arten von Bildungseinrichtungen: differenziell
57 Chechel I. D. Novikova T. G. Theorie und Praxis der Organisation experimenteller Arbeit in Bildungseinrichtungen. – M.: APK und PRO, 2003. – S. 48.
58 Chechel I. D. Novikova T. G. Theorie und Praxis der Organisation experimenteller Arbeit in Bildungseinrichtungen. – M.: APK und PRO, 2003. – S. 48–49.
eine differenzierte Schule mit mehrstufiger Bildung, ein Gymnasium, ein Lyzeum, ein College, ein Mikrobezirks-Sozialzentrum usw. Jedes dieser Modelle synthetisiert auf einzigartige Weise die Erfahrungen der Vergangenheit, Merkmale der Gegenwart, die aus bekannten Beispielen übernommen wurden, und Annahmen über die Wirksamkeit Innovationen. Sie müssen nur bedenken, dass jedes Modell immer schlechter ist als das Original. Es spiegelt nur seine einzelnen Aspekte und Zusammenhänge wider, da theoretische Modellierung immer auch Abstraktion einschließt“59.
Die Wirksamkeit der Simulation wird nach dem Testen des Modells ermittelt. Wenn die Anwendung des Modells für den angegebenen Zweck nach Ansicht des Forschers erfolgreich war und bestimmte Kriterien erfüllte, war die Wahl des Modells erfolgreich.
Obwohl das Modell viele positive Aspekte hat, sind die Einschränkungen der Modelldarstellungen unbestreitbar. Jedes Modell ist nur die Erfindung des Autors; es verbessert natürlich unser Verständnis bestimmter Prozesse, aber natürlich ist es begrenzt und erschöpft nicht die Gesamtheit des Prozesses, Phänomens, Objekts60.
Um Fehler bei der Verwendung der Modellierungsmethode zu vermeiden, muss der Forscher Folgendes berücksichtigen:
Modellierung ist kein Selbstzweck, sie soll zur Untersuchung des Problems beitragen;
diese Methode wird mit anderen Forschungsmethoden kombiniert;
die Wirksamkeit der Anwendung der Methode hängt von vielen mentalen und Denkprozessen des Forschers ab;
man kann sich der Angemessenheit des Modells nie sicher sein, es gibt keine strenge Methode zum Nachweis der Existenz einer Homomorphismusbeziehung (normalerweise wird Homomorphismus induktiv begründet, was mit Fehlern behaftet ist);
Das modellierte Objekt kann sich ändern; ein Modell, das in der Vergangenheit erfolgreich funktioniert hat, wird in der Gegenwart nicht unbedingt nützlich sein;
59 Zagvyazinsky V.I., Atakhanov R. Methodik und Methoden der psychologischen und pädagogischen Forschung: Lehrbuch. Hilfe für Studierende höher Päd. Lehrbuch Betriebe. – M.: Verlag. Zentrum „Akademie“, 2003. – S. 137.
60 Chechel I. D., Novikova T. G. Theorie und Praxis der Organisation experimenteller Arbeit in Bildungseinrichtungen. – M.: APK und PRO, 2003. – S. 49.
Die Grenzen der Anwendbarkeit des Modells sind in der Regel unbekannt; die Ergebnisse einiger Modellversuche können nützlich sein, andere jedoch nicht.
Gleichzeitig betonen wir, dass moderne psychologische und pädagogische Forschung ohne den Einsatz der Modellierungsmethode nur schwer durchzuführen ist. In der Systemforschung geht es in der Regel um die Entwicklung und Nutzung unterschiedlicher Modelltypen.
Forschung erhält einen wirklich wissenschaftlichen Charakter, wenn der Lehrer auf der Grundlage der Ergebnisse der Untersuchung des Themas ein spezielles Objekt einer verallgemeinerten und abstrakten Darstellung erstellt, ein Diagramm des untersuchten Phänomens (Phänomenmodell). Mithilfe von Modellen werden beliebige Objekte (Phänomene, Prozesse) untersucht, verschiedenste wissenschaftliche Probleme gelöst und so neue Informationen gewonnen. Ein Modell ist ein bestimmtes Objekt (System), dessen Untersuchung als Mittel zur Gewinnung von Erkenntnissen über ein anderes Objekt (Original) dient; es ist eine der Formen der Lösung des dialektischen Widerspruchs zwischen Theorie und Praxis.
Fragen zum Selbsttest und zur Diskussion
1. Warum und in welchen Fällen wird die Modellierungsmethode eingesetzt?
2. Benennen Sie die Klassifizierungen von Modellen. Welche Modelle werden Sie in Ihrer Forschung verwenden?
3. Was sind die Phasen der Modellierung?
4. Welche Hilfsforschungsmethoden werden Sie bei der Modellierung verwenden?
5. Wie ist die allgemeine Struktur des pädagogischen Prozessmodells?
6. Welche Fehler können beim Einsatz der Modellierungsmethode gemacht werden und wie lassen sich diese vermeiden?
Praktische Aufgaben
1. Das Material für die praktische Aufgabe stellt Diagramm 1 „Modell der Entwicklung einer ästhetischen Einstellung zur Realität bei Kindern in einem Theaterverein“ und Schema 6 von M. I. Rozhkova „Entwicklung der Selbstverwaltung in einer Kindergruppe“ dar. Können diese Diagramme als Modelle betrachtet werden? Warum? Beschreiben Sie sie anhand von Material aus dem Kapitel.
2. Stellen Sie den Prozess oder das Phänomen, das Sie untersuchen, anhand mehrerer Modelle dar.
