Подходы к классификации моделей. Обоснование введения моделей. Классификация моделей по способу представления

Общепринятой единой классификации моделей пока еще нет, как нет и общепринятого определения модели.

Ссылаясь на программу для базового курса информатики старшего звена (10-11 классы) средней общеобразовательной школы А.Г.Гейна и Н.А.Юнермана, примем следующее определение:

Модель - это некий новый объект, который отражает некоторые существенные стороны изучаемого объекта, явления или процесса.

Модель используется как условный образ, сконструированный для упрощения их исследования. Природа моделей может быть различной: материальные модели (например, модель самолета в аэродинамической трубе), знаковые модели трех типов: специальные (ноты, химические формулы), математические (например, формула, описывающая гравитационное взаимодействие двух тел), алгоритмические (программный код компьютерного приложения); словесное описание объекта (явления, процесса) можно также рассматривать как его модель.

Согласно учебным пособиям Н.В. Макаровой, введем виды классификаций моделей, определяемые следующими признаками:

1) областью использования;

2)учетом в модели временного фактора (динамики);

3)отраслью знаний;

4)способом представления моделей.

По области использования модели могут быть следующими: учебные, опытные, научно-технические, игровые, имитационные.

Если учитывать временной фактор (динамику процесса), то модели могут быть статические и динамические. Примеры классификации моделей по отраслям знаний: математика, физика, химия, языкознание и т.д.

Более подробно рассмотрим классификацию по способам представления моделей. В этом случае все модели делятся на материальные (предметные или физические) и на абстрактные (нематериальные). В свою очередь абстрактные модели состоят из вербальных и образных, и информационных. Информационные модели включают в себя две большие группы моделей: образно-знаковые и знаковые.

В свою очередь образно-знаковые делятся на геометрические, структурные, словесные, алгоритмические. Примеры геометрических моделей: чертеж, план, карта. Представителями структурных моделей являются таблицы, графы, диаграммы. Естественные языки - наиболее типичные примеры словесных моделей. Характерные экземпляры алгоритмических моделей: нумерованные списки, блок-схемы, пошаговое перечисление.

Знаковые модели состоят из математических, специальных, алгоритмических. Примеры специальных моделей: ноты, химические формулы. Программа на алгоритмическом языке является представителем алгоритмических моделей.

Приведем одно из обоснований введения моделей. Итак, модель нужна:

• для того чтобы понять, как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;

• для того чтобы научиться управлять объектом (или процессом) и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях;

• для того чтобы прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Характерный пример обоснования введения моделей - ядерная реакция.

По свойствам модели оказывается возможным судить о свойствах изучаемого объекта - однако не обо всех, а лишь о тех, которые аналогичны и в модели, и в объекте, и при этом важны для исследования (такие свойства называются существенными).