Ποιο είναι το επιστημονικό μοντέλο;

Το επιστημονικό μοντέλο είναι μια αφηρημένη αναπαράσταση φαινομένων και διαδικασιών για να τους εξηγήσουμε. Μέσω της εισαγωγής δεδομένων στο μοντέλο επιτρέπει τη μελέτη του τελικού αποτελέσματος.

Για να κάνουμε ένα μοντέλο είναι απαραίτητο να θέσουμε ορισμένες υποθέσεις, έτσι ώστε η αναπαράσταση του αποτελέσματος που θέλουμε να αποκτήσουμε είναι όσο το δυνατόν ακριβέστερη, καθώς και απλή, έτσι ώστε να είναι εύκολο να χειραγωγηθεί.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι μεθόδων, τεχνικών και θεωριών για τη διαμόρφωση των επιστημονικών μοντέλων. Και στην πράξη, κάθε κλάδος της επιστήμης έχει τη δική της μέθοδο για να κάνει επιστημονικά μοντέλα, αν και μπορεί να περιλαμβάνει μοντέλα από άλλους κλάδους για να επαληθεύσει την εξήγησή της.

Οι αρχές της μοντελοποίησης επιτρέπουν τη δημιουργία μοντέλων που βασίζονται στον κλάδο της επιστήμης που προσπαθούν να εξηγήσουν.

Ο τρόπος δημιουργίας μοντέλων ανάλυσης μελετάται στη φιλοσοφία της επιστήμης, στη γενική θεωρία των συστημάτων και στην επιστημονική απεικόνιση.

Σε όλες σχεδόν τις εξηγήσεις των φαινομένων, μπορεί να εφαρμοστεί ένα μοντέλο ή άλλο, αλλά είναι απαραίτητο να προσαρμοστεί το μοντέλο που θα χρησιμοποιηθεί, έτσι ώστε το αποτέλεσμα να είναι όσο το δυνατόν ακριβέστερο..

Ίσως σας ενδιαφέρει τα 6 Βήματα της Επιστημονικής Μέθοδος και από τι συνίστανται.

Γενικά μέρη ενός επιστημονικού μοντέλου

Κανόνες αντιπροσώπευσης

Για να δημιουργήσετε ένα μοντέλο χρειάζεστε μια σειρά δεδομένων και μια οργάνωση αυτών. Από ένα σύνολο δεδομένων εισόδου, το μοντέλο θα παρέχει μια σειρά δεδομένων εξόδου με αποτέλεσμα τις προτεινόμενες υποθέσεις

Εσωτερική δομή

Η εσωτερική δομή κάθε μοντέλου θα εξαρτηθεί από τον τύπο μοντέλου που προτείνουμε. Κανονικά, ορίζει την αντιστοιχία μεταξύ της εισόδου και της εξόδου.

Τα μοντέλα μπορούν να είναι καθοριστικά όταν κάθε είσοδος αντιστοιχεί στην ίδια έξοδο ή επίσης μη αιτιοκρατική, όταν διαφορετικές εξόδους αντιστοιχούν στην ίδια είσοδο.

Τύποι μοντέλων

Τα μοντέλα διακρίνονται από τη μορφή της απεικόνισης της εσωτερικής δομής τους. Και από εκεί μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ταξινόμηση.

Φυσικά μοντέλα

Στα φυσικά μοντέλα μπορούμε να διακρίνουμε μεταξύ θεωρητικών και πρακτικών μοντέλων. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι πρακτικού μοντέλου είναι μοντέλα και πρωτότυπα.

Πρόκειται για μια αναπαράσταση ή αντίγραφο του αντικειμένου ή του φαινομένου για μελέτη, το οποίο επιτρέπει να μελετηθεί η συμπεριφορά τους σε διαφορετικές καταστάσεις.

Δεν είναι απαραίτητο αυτή η αναπαράσταση του φαινομένου να εκτελείται στην ίδια κλίμακα, αλλά να σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε τα προκύπτοντα δεδομένα να μπορούν να εξηγηθούν στο αρχικό φαινόμενο ανάλογα με το μέγεθος του φαινομένου.

Στην περίπτωση των θεωρητικών φυσικών μοντέλων, θεωρούνται μοντέλα όταν η εσωτερική δυναμική δεν είναι γνωστή.

Μέσα από αυτά τα μοντέλα επιδιώκει να αναπαράγουν το φαινόμενο μελετηθεί, αλλά δεν ξέρει πώς να αναπαράγουν τις υποθέσεις και τις μεταβλητές για να προσπαθήσει να πάρει μια εξήγηση του γιατί αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται περιλαμβάνονται. Εφαρμόζεται σε όλες τις παραλλαγές της φυσικής, εκτός από τη θεωρητική φυσική.

Μαθηματικά μοντέλα

Στα μαθηματικά μοντέλα, ο στόχος είναι να αναπαρασταθούν τα φαινόμενα μέσα από μια μαθηματική διατύπωση. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται επίσης για να αναφέρεται σε γεωμετρικά μοντέλα στο σχεδιασμό. Μπορούν να χωριστούν σε άλλα μοντέλα.

Το ντετερμινιστικό μοντέλο είναι εκείνο στο οποίο θεωρείται ότι τα δεδομένα είναι γνωστά και ότι οι μαθηματικοί τύποι που χρησιμοποιούνται είναι ακριβείς για τον προσδιορισμό του αποτελέσματος ανά πάσα στιγμή, εντός των παρατηρούμενων ορίων.

Σταχαστικά ή πιθανοτικά μοντέλα είναι εκείνα στα οποία το αποτέλεσμα δεν είναι ακριβές, αλλά μια πιθανότητα. Και στην οποία υπάρχει μια αβεβαιότητα ως προς το αν η προσέγγιση του μοντέλου είναι σωστή.

Τα αριθμητικά μοντέλα, από την άλλη πλευρά, είναι εκείνα που μέσω αριθμητικών συνόλων αντιπροσωπεύουν τις αρχικές συνθήκες του μοντέλου. Αυτά τα μοντέλα είναι εκείνα που επιτρέπουν την προσομοίωση του μοντέλου που αλλάζει τα αρχικά δεδομένα για να μάθει πώς θα συμπεριφερόταν το μοντέλο αν είχε άλλα δεδομένα.

Γενικά, τα μαθηματικά μοντέλα μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ανάλογα με τον τύπο των εισροών με τις οποίες εργάζεστε. Μπορούν να είναι ευρετικά μοντέλα όπου αναζητούνται εξηγήσεις για την αιτία του φαινομένου που παρατηρείται.

Ή μπορούν να είναι εμπειρικά μοντέλα, όπου ελέγχουν τα αποτελέσματα του μοντέλου μέσω των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την παρατήρηση.

Και τέλος, μπορούν επίσης να ταξινομηθούν σύμφωνα με τον στόχο που θέλουν να επιτύχουν. Μπορούν να είναι μοντέλα προσομοίωσης όπου προσπαθείτε να προβλέψετε τα αποτελέσματα του φαινομένου που παρατηρείται.

Μπορούν να είναι μοντέλα βελτιστοποίησης, σε αυτά η λειτουργία του μοντέλου προκύπτει και προσπαθεί να αναζητήσει το σημείο που είναι επιδεκτικό να βελτιστοποιηθεί το αποτέλεσμα του φαινομένου.

Για να ολοκληρωθεί, μπορούν να είναι μοντέλα ελέγχου, όπου προσπαθούν να ελέγξουν τις μεταβλητές για να ελέγξουν το αποτέλεσμα και να το τροποποιήσουν εάν είναι απαραίτητο.

Γραφικά μοντέλα

Μέσω γραφικών πόρων γίνεται μια αναπαράσταση δεδομένων. Αυτά τα μοντέλα είναι συνήθως γραμμές ή διανύσματα. Αυτά τα μοντέλα διευκολύνουν την όραση του φαινομένου που αντιπροσωπεύεται από πίνακες και γραφήματα.

Αναλογικό μοντέλο

Είναι η υλική αναπαράσταση ενός αντικειμένου ή μιας διαδικασίας. Χρησιμοποιείται για την επικύρωση ορισμένων υποθέσεων που διαφορετικά θα ήταν αδύνατο να αντιπαραβληθούν. Αυτό το μοντέλο είναι επιτυχές όταν κατορθώνει να προκαλέσει το ίδιο φαινόμενο που παρατηρούμε, στο ανάλογο του

Εννοιολογικά μοντέλα

Είναι χάρτες αφηρημένων εννοιών που αντιπροσωπεύουν τα φαινόμενα που πρέπει να μελετηθούν συμπεριλαμβανομένων των υποθέσεων που μας επιτρέπουν να δούμε το αποτέλεσμα του μοντέλου και να το προσαρμόσουμε σε αυτό.

Έχουν υψηλό επίπεδο αφαίρεσης για να εξηγήσουν το μοντέλο. Είναι τα επιστημονικά μοντέλα αυτά καθαυτά, όπου η εννοιολογική αναπαράσταση των διαδικασιών καταφέρνει να εξηγήσει το φαινόμενο που πρέπει να τηρήσει.

Αναπαράσταση των μοντέλων

Εννοιολογικού τύπου

Οι παράγοντες του μοντέλου μετριούνται μέσω της οργάνωσης των ποιοτικών περιγραφών των μεταβλητών που πρέπει να μελετηθούν μέσα στο μοντέλο.

Μαθηματικός τύπος

Μέσω μιας μαθηματικής διατύπωσης, δημιουργούνται μοντέλα αναπαράστασης. Δεν είναι απαραίτητο να είναι αριθμοί, αλλά ότι η μαθηματική αντιπροσώπευση μπορεί να είναι αλγεβρικές ή μαθηματικές γραφικές παραστάσεις

Φυσικού τύπου

Κατά την καθιέρωση πρωτοτύπων ή μοντέλων που προσπαθούν να αναπαραγάγουν το φαινόμενο που πρέπει να μελετηθεί. Γενικά, χρησιμοποιούνται για να μειώσουν την κλίμακα που απαιτείται για την αναπαραγωγή του φαινομένου που μελετάται.

Αναφορές

1. BOX, George EP. Στερεότητα στη στρατηγική της οικοδόμησης του επιστημονικού μοντέλου. Ικανότητα στις στατιστικές, 1979, vol. 1, σ. 201-236.
2. BOX, George EP. ΧΑΝΤΕΡ, Γουίλιαμ Γκόρντον. HUNTER, J. Stuart. Στατιστικά στοιχεία για τους πειραματιστές: μια εισαγωγή στο σχεδιασμό, την ανάλυση δεδομένων και την οικοδόμηση μοντέλων. Νέα Υόρκη: Wiley, 1978.
3. VALDÉS-PÉREZ, Raúl Ε.; ZYTKOW, Jan Μ .; SIMON, Herbert A. Επιστημονικό μοντέλο-οικοδόμηση ως αναζήτηση σε χώρους matrix. InAAAI. 1993. σελ. 472-478.
4. HECKMAN, James J. 1. Το επιστημονικό μοντέλο της αιτιότητας. Κοινωνιολογική μεθοδολογία, 2005, vol. 35, αριθ. 1, σελ. 1-97.
5. KRAJCIK, Joseph; MERRITT, Τoi. Συμμετοχή των Φοιτητών στις Επιστημονικές Πρακτικές: Τι είναι η κατασκευή και η αναθεώρηση των μοντέλων στην τάξη της επιστήμης; 79, αριθ. 3, σελ. 38.
6. ADÚRIZ-BRAVO, Agustín; ΙΖQUIERDO-AYMERICH, Mercè. Πρότυπο επιστημονικού μοντέλου για τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών. Ηλεκτρονικό περιοδικό της έρευνας στην επιστήμη, 2009, όχι ESP, σελ. 40-49.
7. GALAGOVSKY, Lydia R.; ADÚRIZ-BRAVO, Agustín. Μοντέλα και αναλογίες στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών. Η έννοια του αναλογικού διδακτικού μοντέλου.Ensence of Sciences, 2001, vol. 19, αριθ. 2, σελ. 231-242.