Wat is het wetenschappelijke model?

de wetenschappelijk model het is een abstracte voorstelling van verschijnselen en processen om ze uit te leggen. Door de introductie van gegevens in het model kunt u het eindresultaat bestuderen.

Om een ​​model te maken is het noodzakelijk om bepaalde hypothesen te verhogen, zodat de representatie van het resultaat dat we willen verkrijgen zo accuraat mogelijk is, evenals eenvoudig, zodat het gemakkelijk gemanipuleerd kan worden.

Er zijn verschillende soorten methoden, technieken en theorieën voor de conformatie van wetenschappelijke modellen. En in de praktijk heeft elke tak van de wetenschap zijn eigen methode voor het maken van wetenschappelijke modellen, hoewel het ook modellen uit andere branches kan omvatten om de verklaring ervan te verifiëren.

De principes van het modelleren maken het mogelijk om modellen te maken op basis van de tak van wetenschap die ze proberen uit te leggen.

De manier om analysemodellen te bouwen, wordt bestudeerd in de wetenschapsfilosofie, de algemene theorie van systemen en in wetenschappelijke visualisatie.

In bijna alle verklaringen van verschijnselen kan één model of een ander worden toegepast, maar het is noodzakelijk om het te gebruiken model aan te passen, zodat het resultaat zo nauwkeurig mogelijk is..

Misschien ben je geïnteresseerd in De 6 Stappen van de Wetenschappelijke Methode en waar ze uit bestaan.

Algemene delen van een wetenschappelijk model

Representatieregels

Om een ​​model te maken, hebt u een reeks gegevens en een organisatie daarvan nodig. Uit een set invoergegevens zal het model een reeks uitvoergegevens verschaffen met het resultaat van de voorgestelde hypothesen

Interne structuur

De interne structuur van elk model zal afhangen van het type model dat we voorstellen. Normaal definieert het de overeenkomst tussen de invoer en de uitvoer.

De modellen kunnen deterministisch zijn wanneer elke input correspondeert met dezelfde output, of ook, niet-deterministisch, wanneer verschillende outputs corresponderen met dezelfde input.

Typen modellen

De modellen onderscheiden zich door de vorm van de weergave van hun interne structuur. En vanaf daar kunnen we een classificatie vaststellen.

Fysieke modellen

Binnen fysieke modellen kunnen we onderscheid maken tussen theoretische en praktische modellen. De meest gebruikte typen praktische modellen zijn modellen en prototypen.

Ze zijn een weergave of kopie van het object of fenomeen om te bestuderen, waardoor het gedrag van hen in verschillende situaties kan worden bestudeerd.

Het is niet noodzakelijk dat deze weergave van het verschijnsel op dezelfde schaal wordt uitgevoerd, maar dat ze zo zijn ontworpen dat de resulterende gegevens kunnen worden geëxtrapoleerd naar het oorspronkelijke fenomeen, afhankelijk van de omvang van het fenomeen.

In het geval van theoretische fysieke modellen worden ze als modellen beschouwd als de interne dynamiek niet bekend is.

Via deze modellen willen we het bestudeerde fenomeen reproduceren, maar niet weten hoe we het moeten reproduceren. We nemen hypotheses en variabelen op om te proberen de verklaring te krijgen waarom dit resultaat wordt verkregen. Het wordt toegepast in alle varianten van de natuurkunde, behalve in de theoretische natuurkunde.

Wiskundige modellen

Binnen de wiskundige modellen is het doel om de verschijnselen te representeren door middel van een wiskundige formulering. Deze term wordt ook gebruikt om te verwijzen naar geometrische modellen in ontwerp. Ze kunnen worden onderverdeeld in andere modellen.

Het deterministische model is er een waarin verondersteld wordt dat de gegevens bekend zijn, en dat de gebruikte wiskundige formules nauwkeurig zijn om het resultaat op elk moment te bepalen, binnen de waarneembare limieten.

Stochastische of probabilistische modellen zijn die waarbij het resultaat niet exact is, maar een waarschijnlijkheid. En waarin er een onzekerheid bestaat over de vraag of de benadering van het model juist is.

De numerieke modellen aan de andere kant zijn die die door middel van numerieke sets de beginvoorwaarden van het model vertegenwoordigen. Deze modellen zijn modellen waarmee simulaties van het model de initiële gegevens kunnen wijzigen om te weten hoe het model zich zou gedragen als het andere gegevens had.

Over het algemeen kunnen wiskundige modellen ook worden geclassificeerd op basis van het type invoer waarmee u werkt. Het kunnen heuristische modellen zijn waarbij uitleg wordt gezocht voor de oorzaak van het verschijnsel dat wordt waargenomen.

Of het kunnen empirische modellen zijn, waarbij het de resultaten van het model controleert via de outputs die uit de waarneming zijn verkregen.

En tenslotte kunnen ze ook worden geclassificeerd op basis van het doel dat ze willen bereiken. Dit kunnen simulatiemodellen zijn waarbij u de resultaten van het waargenomen fenomeen probeert te voorspellen.

Het kunnen optimalisatiemodellen zijn, hierbij ontstaat de werking van het model en wordt geprobeerd te zoeken naar het punt dat kan worden verbeterd om het resultaat van het fenomeen te optimaliseren.

Om te eindigen, kunnen het besturingsmodellen zijn, waarbij ze de variabelen proberen te besturen om het verkregen resultaat te controleren en indien nodig te wijzigen.

Grafische modellen

Via grafische hulpmiddelen wordt een representatie van gegevens gemaakt. Deze modellen zijn meestal lijnen of vectoren. Deze modellen vergemakkelijken de visie van het fenomeen dat wordt weergegeven door tabellen en grafieken.

Analoog model

Het is de materiële weergave van een object of proces. Het wordt gebruikt om bepaalde hypothesen te valideren die anders onmogelijk te contrasteren zijn. Dit model is succesvol wanneer het erin slaagt om hetzelfde verschijnsel dat we waarnemen, in zijn analogon te provoceren

Conceptuele modellen

Het zijn kaarten van abstracte concepten die de te bestuderen verschijnselen voorstellen, inclusief veronderstellingen die ons in staat stellen om een ​​glimp op te vangen van het resultaat van het model en hierop kunnen worden aangepast.

Ze hebben een hoog niveau van abstractie om het model uit te leggen. Het zijn de wetenschappelijke modellen op zich, waarbij de conceptuele weergave van de processen erin slaagt het verschijnsel te verklaren.

Vertegenwoordiging van de modellen

Van conceptueel type

De factoren van het model worden gemeten door middel van een organisatie van de kwalitatieve beschrijvingen van de variabelen om binnen het model te bestuderen.

Wiskundig type

Door middel van een wiskundige formulering worden representatiemodellen vastgesteld. Het is niet nodig dat het getallen zijn, maar dat de wiskundige weergave algebraïsche of wiskundige grafieken kan zijn

Van fysiek type

Bij het opstellen van prototypen of modellen die proberen het te bestuderen fenomeen te reproduceren. Over het algemeen worden ze gebruikt om de schaal te verkleinen die nodig is voor de reproductie van het fenomeen dat wordt bestudeerd.

referenties

1. BOX, George EP. Robuustheid in de strategie van het bouwen van een wetenschappelijk model. Stabiliteit in statistieken, 1979, vol. 1, p. 201-236.
2. BOX, George EP; HUNTER, William Gordon; HUNTER, J. Stuart.Statistieken voor experimentatoren: een inleiding tot ontwerp, data-analyse en modelbouw. New York: Wiley, 1978.
3. VALDÉS-PÉREZ, Raúl E .; ZYTKOW, Jan M .; SIMON, Herbert A. Wetenschappelijke modelbouw als zoekfunctie in matrixruimten. EnAAAI. 1993. p. 472-478.
4. HECKMAN, James J. 1. Het wetenschappelijke model van causaliteit. Methodologische methode, 2005, vol. 35, nr. 1, p. 1-97.
5. KRAJCIK, Joseph; MERRITT, Joi. Leerlingen betrekken bij wetenschappelijke praktijken: hoe ziet het construeren en herzien van modellen er uit in het wetenschappelijk klaslokaal? De Science Teacher, 2012, vol. 79, nr. 3, p. 38.
6. ADÚRIZ-BRAVO, Agustín; IZQUIERDO-AYMERICH, Mercè. Een model van wetenschappelijk model voor het onderwijzen van natuurwetenschappen. Elektronisch tijdschrift van onderzoek in wetenschapsonderwijs, 2009, geen ESP, p. 40-49.
7. GALAGOVSKY, Lydia R.; ADÚRIZ-BRAVO, Agustín. Modellen en analogieën in het onderwijzen van natuurwetenschappen. Het concept van het analoog didactisch model. Essences of Sciences, 2001, vol. 19, nr. 2, p. 231-242.