CO JE TO VĚDECKÝ MODEL? (PŘÍKLAD) - VĚDA - 2025

Vědecký model, je abstraktní reprezentace jevů a procesů k jejich vysvětlení. Vědecký model je vizuální reprezentace sluneční soustavy, ve které je oceněn vztah mezi planetami, Sluncem a pohyby.

Zavedením dat do modelu umožňuje studovat konečný výsledek. Abychom vytvořili model, musíme vyvinout určité hypotézy, aby reprezentace výsledku, kterého chceme dosáhnout, byla co možná nejpřesnější a nejjednodušší, aby byla snadno manipulována.

Příklad vědeckého modelu

Existuje několik typů metod, technik a teorií pro formování vědeckých modelů. A v praxi má každé odvětví vědy vlastní metodu vytváření vědeckých modelů, i když pro ověření svého vysvětlení můžete zahrnout modely z jiných oborů.

Principy modelování umožňují vytváření modelů podle oboru vědy, které se snaží vysvětlit. Způsob vytváření analytických modelů je studován ve filozofii vědy, obecné teorii systémů a vědecké vizualizaci.

Téměř ve všech vysvětleních jevů lze použít jeden nebo druhý model, ale je nutné upravit použitý model tak, aby výsledek byl co nejpřesnější. Možná vás bude zajímat 6 kroků vědecké metody a z čeho se skládají.

Obecné části vědeckého modelu

Pravidla reprezentace

K vytvoření modelu je zapotřebí řada dat a jejich organizace. Ze sady vstupních dat model poskytne řadu výstupních dat s výsledkem zvýšených hypotéz

Vnitřní struktura

Vnitřní struktura každého modelu bude záviset na typu modelu, který navrhujeme. Normálně definuje soulad mezi vstupem a výstupem.

Modely mohou být deterministické, když každý vstup odpovídá stejnému výstupu, nebo také nedeterministický, když různé výstupy odpovídají stejnému vstupu.

Druhy modelů

Modely se vyznačují formou reprezentace své vnitřní struktury. A odtud můžeme stanovit klasifikaci.

Fyzikální modely

V rámci fyzikálních modelů můžeme rozlišovat mezi teoretickými a praktickými modely. Nejčastěji používanými typy praktických modelů jsou makety a prototypy.

Jsou to reprezentace nebo kopie předmětu nebo jevu, který má být studován, což umožňuje studovat jejich chování v různých situacích.

Není nutné, aby toto znázornění fenoménu probíhalo ve stejném měřítku, ale spíše jsou navrženy tak, aby výsledná data mohla být extrapolována na původní jev na základě jeho velikosti.

V případě teoretických fyzikálních modelů se považují za modely, pokud není známa vnitřní dynamika.

Prostřednictvím těchto modelů se snaží reprodukovat studovaný jev, ale neví, jak jej reprodukovat, jsou zahrnuty hypotézy a proměnné, aby se pokusilo vysvětlit, proč je tento výsledek dosažen. Používá se ve všech variantách fyziky, s výjimkou teoretické fyziky.

Matematické modely

V rámci matematických modelů se snaží reprezentovat jevy pomocí matematické formulace. Tento termín se také používá pro označení geometrických modelů v designu. Lze je rozdělit na jiné modely.

Deterministický model je takový, ve kterém se předpokládá, že data jsou známa a že použité matematické vzorce jsou přesné k určení výsledku kdykoli v rámci pozorovatelných limitů.

Stochastické nebo pravděpodobnostní modely jsou ty, ve kterých výsledek není přesný, ale spíše pravděpodobnost. A ve kterém existuje nejistota, zda je přístup modelu správný.

Numerické modely, na druhé straně, jsou ty, které prostřednictvím číselných sad představují počáteční podmínky modelu. Tyto modely umožňují simulaci modelu změnou počátečních dat, aby bylo možné vědět, jak by se model choval, kdyby měl jiná data.

Obecně lze matematické modely klasifikovat také podle typu vstupů, s nimiž jeden pracuje. Mohou to být heuristické modely, kde se hledají vysvětlení příčiny pozorovaného jevu.

Nebo to mohou být empirické modely, kde jsou výsledky modelu kontrolovány prostřednictvím výstupů získaných z pozorování.

A konečně je lze také klasifikovat podle cíle, kterého chtějí dosáhnout. Mohou to být simulační modely, kde se člověk snaží předpovídat výsledky pozorovaného jevu.

Mohou to být optimalizační modely, v nichž je navržena funkce modelu a je proveden pokus najít bod, který může být vylepšen pro optimalizaci výsledku tohoto jevu.

Nakonec se mohou jednat o kontrolní modely, kde se snaží ovládat proměnné, aby kontrolovaly získaný výsledek, a aby je mohly v případě potřeby upravit.

Grafické modely

Prostřednictvím grafických prostředků se provede reprezentace dat. Tyto modely jsou obvykle čáry nebo vektory. Tyto modely usnadňují vizi jevu představovaného tabulkami a grafy.

Analogový model

Je to materiální reprezentace objektu nebo procesu. Používá se k ověření určitých hypotéz, které by jinak nebylo možné otestovat. Tento model je úspěšný, když je možné vyvolat stejný jev, který pozorujeme, v jeho analogii

Koncepční modely

Jsou to mapy abstraktních konceptů, které představují studované jevy, včetně předpokladů, které umožňují nahlédnout do výsledku modelu a lze jej přizpůsobit.

Mají vysokou úroveň abstrakce vysvětlit model. Jsou to vědecké modely samy o sobě, kde koncepční reprezentace procesů dokáže vysvětlit jev, který má být pozorován.

Reprezentace modelů

Koncepční typ

Faktory modelu jsou měřeny prostřednictvím organizace kvalitativních popisů proměnných, které mají být studovány v modelu.

Matematický typ

Matematickou formulací jsou vytvořeny reprezentační modely. Není nutné, aby se jednalo o čísla, ale matematickou reprezentací mohou být algebraické nebo matematické grafy

Fyzický typ

Když jsou vytvořeny prototypy nebo modely, které se snaží reprodukovat jev, který má být studován. Obecně se používají ke snížení rozsahu nezbytného pro reprodukci studovaného jevu.

Reference

1. BOX, George EP. Robustnost ve strategii budování vědeckého modelu, Robustnost ve statistice, 1979, sv. 1 str. 201-236.
2. BOX, George EP; HUNTER, William Gordon; HUNTER, J. Stuart, statistika pro experimentátory: úvod do návrhu, analýza dat a tvorba modelů. New York: Wiley, 1978.
3. VALDÉS-PÉREZ, Raúl E.; ZYTKOW, Jan M.; SIMON, Herbert A. Vědecké modelování jako hledání v maticových prostorech. EnAAAI. 1993. 472-478.
4. HECKMAN, James J. 1. Vědecký model kauzality, Sociologická metodologie, 2005, sv. 35, č. 1, str. 1-97.
5. KRAJCIK, Joseph; MERRITT, Joi. Zapojení studentů do vědeckých praxí: Jak vypadá konstrukce a revize modelů ve vědecké učebně? Učitel přírodních věd, 2012, sv. 79, ne 3, str. 38.
6. ADÚRIZ-BRAVO, Agustín; LEFT-AYMERICH, Mercè. Model vědeckého modelu pro výuku přírodních věd Elektronický časopis výzkumu přírodovědného vzdělávání, 2009, no ESP, p. 40-49.
7. GALAGOVSKY, Lydia R.; ADÚRIZ-BRAVO, Agustín. Modely a analogie ve výuce přírodních věd. Koncept analogového didaktického modelu, Science Teaching, 2001, sv. 19, č. 2, str. 19 231-242.