Proses Pemodelan

Proses pemodelan dapat digambarkan sebagai transisi dari satu kelas model ke kelas lainnya. Secara konvensional, terdapat tiga kelas besar model: model kognitif, model substantif, dan model formal. Ketiganya membentuk tiga tingkatan pemodelan yang saling terkait dan tidak dapat dipertimbangkan secara terpisah satu sama lain. Saling pengaruh antartingkatan pemodelan berkaitan dengan sifat potensialitas model. Pembuatan model apa pun disertai dengan munculnya pengetahuan baru tentang objek yang diteliti, yang mengarah pada penilaian ulang dan penyempurnaan konsep serta pandangan terhadap objek pemodelan di berbagai tingkatan. Keadaan ini pada gilirannya menyebabkan peninjauan kembali model substantif dan kognitif yang bersangkutan, sehingga memastikan perkembangan spiral dari seluruh tingkatan pemodelan objek yang diteliti.

Model Kognitif dan Model Substantif

Saat mengamati objek asli, dalam benak peneliti terbentuk suatu gambaran mental tentang objek tersebut, yaitu model idealnya, yang dalam literatur ilmiah lazim disebut model kognitif (mental, yang membantu proses pengetahuan). Dalam membentuk model semacam ini, peneliti pada umumnya berupaya menjawab pertanyaan-pertanyaan spesifik, sehingga dari struktur objek yang tak terbatas kompleksitasnya dipotong semua hal yang tidak perlu demi mendapatkan deskripsi yang lebih ringkas dan padat. Penyajian model kognitif dalam bahasa alami disebut model substantif.

Model kognitif bersifat subjektif karena dibentuk oleh peneliti secara spekulatif berdasarkan seluruh pengetahuan dan pengalaman sebelumnya. Gambaran tentang model kognitif hanya dapat diperoleh dengan mendeskripsikannya dalam bentuk tanda. Tidak dapat ditegaskan bahwa model kognitif dan model substantif bersifat setara, karena yang pertama dapat mengandung elemen-elemen yang tidak mampu atau tidak ingin dirumuskan oleh peneliti. Pada saat yang sama, jika model substantif dirumuskan oleh orang lain atau merupakan produk kreativitas kolektif, maka interpretasinya, tingkat pemahamannya, dan derajat kepercayaannya dapat berubah secara signifikan bergantung pada penafsir tertentu. Model substantif sering disebut sebagai rumusan teknis suatu masalah.

Berdasarkan ciri fungsional dan tujuannya, model substantif dibagi menjadi deskriptif, eksplanatoris, dan prognostik:

• Model deskriptif adalah setiap deskripsi tentang suatu objek.
• Model eksplanatoris memungkinkan menjawab pertanyaan mengapa sesuatu terjadi.
• Model prognostik harus mendeskripsikan perilaku objek di masa depan. Dapat dicatat bahwa model prognostik tidak harus mencakup model eksplanatoris.

Model Konseptual

Model konseptual secara konvensional disebut sebagai model substantif yang dalam perumusannya menggunakan konsep dan representasi dari bidang-bidang ilmu pengetahuan yang mempelajari objek pemodelan.

Dalam arti yang lebih luas, model konseptual dipahami sebagai model substantif yang didasarkan pada konsepsi atau sudut pandang tertentu. Terdapat tiga jenis model konseptual: logiko-semantik, struktural-fungsional, dan kausal.

• Model logiko-semantik merupakan deskripsi objek dalam istilah dan definisi dari bidang-bidang ilmu pengetahuan yang relevan, yang mencakup semua pernyataan dan fakta yang diketahui dan secara logis konsisten. Analisis model semacam ini dilakukan dengan sarana logika dengan melibatkan pengetahuan yang telah terkumpul dalam bidang-bidang ilmu yang bersangkutan.
• Dalam membangun model struktural-fungsional, objek biasanya dipandang sebagai sistem yang utuh, yang kemudian dipecah menjadi elemen-elemen atau subsistem-subsistem terpisah. Bagian-bagian sistem dihubungkan oleh relasi struktural yang mendeskripsikan subordinasi, urutan logis, dan urutan temporal dalam penyelesaian tugas-tugas tertentu. Untuk merepresentasikan model semacam ini, berbagai jenis bagan, peta, dan diagram sangat tepat digunakan.
• Model kausal sering digunakan untuk menjelaskan dan memprediksi perilaku suatu objek. Model-model ini berorientasi terutama pada hal-hal berikut: 1) mengidentifikasi hubungan utama antarelemen penyusun objek yang dipelajari; 2) menentukan bagaimana perubahan faktor-faktor tertentu memengaruhi keadaan komponen-komponen model; 3) memahami bagaimana model secara keseluruhan akan berfungsi dan apakah model tersebut akan mendeskripsikan dinamika parameter yang menjadi perhatian peneliti secara memadai.

Model Formal

Model formal merupakan representasi model konseptual dengan menggunakan satu atau beberapa bahasa formal (misalnya, bahasa teori matematika, bahasa pemodelan khusus, atau bahasa algoritmik). Dalam ilmu-ilmu humaniora, proses pemodelan dalam banyak kasus berakhir pada pembuatan model konseptual dari suatu objek. Dalam disiplin ilmu alam, pada umumnya memungkinkan untuk membangun model formal.

Jika nilai model substantif dan model formal bagi proses pengetahuan lebih atau kurang disadari oleh para peneliti, maka peran model kognitif sering kali diremehkan. Hal ini berkaitan dengan subjektivitas model semacam itu dan tersembunyinya proses berpikir. Namun, terdapat objek dan proses yang peran model kognitifnya sangat besar. Misalnya, seorang operator atau pengambil keputusan mengelola objek atau proses terutama berdasarkan model kognitifnya sendiri. Peran jenis model ini juga sangat besar dalam ilmu-ilmu sosial.

Pemodelan matematis adalah pemodelan formal tanda-ilmiah ideal, di mana deskripsi objek dilakukan dalam bahasa matematika, sedangkan kajian model dilaksanakan dengan menggunakan metode-metode matematika tertentu.

Setiap model matematis yang dirancang untuk penelitian ilmiah memungkinkan untuk menemukan, berdasarkan data awal yang diberikan, nilai-nilai parameter objek atau fenomena yang dimodelkan yang menjadi perhatian peneliti. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa inti dari setiap model semacam itu terletak pada pemetaan suatu himpunan penugasan parameter masukan yang diberikan ke himpunan nilai parameter keluaran. Keadaan ini memungkinkan untuk memandang model matematis sebagai suatu operator matematis tertentu. Konsep operator dapat ditafsirkan cukup luas. Ini dapat berupa suatu fungsi yang menghubungkan nilai masukan dan keluaran, maupun suatu pemetaan yang merepresentasikan notasi simbolis dari sistem persamaan aljabar, diferensial, integro-diferensial, atau integral. Ini juga dapat berupa suatu algoritma, sekumpulan aturan atau tabel yang memastikan ditemukannya (atau ditetapkannya) parameter keluaran berdasarkan nilai awal yang diberikan.

Definisi model matematis melalui konsep operator lebih bersifat konstruktif dari sudut pandang pembangunan klasifikasi model-model tersebut, karena mencakup seluruh keragaman model matematis yang ada saat ini.

Keunggulan pemodelan matematis dibandingkan dengan eksperimen nyata:

• Kehematan (khususnya, penghematan sumber daya sistem nyata);
• Kemungkinan pemodelan objek hipotetis, yaitu yang belum terwujud di alam;
• Kemungkinan penerapan mode yang berbahaya atau sulit direproduksi secara nyata;
• Kemungkinan pengubahan skala waktu;
• Kemudahan analisis multidimensi;
• Kekuatan prognostik yang lebih besar akibat kemungkinan mengidentifikasi pola-pola umum;
• Universalitas perangkat keras dan perangkat lunak dari pekerjaan yang dilakukan (sistem pemrograman dan paket program aplikasi serbaguna).

Model informasi adalah model suatu objek yang direpresentasikan dalam bentuk informasi yang mendeskripsikan parameter-parameter dan besaran-besaran variabel dari objek yang penting untuk tinjauan yang diberikan, hubungan di antara parameter tersebut, masukan dan keluaran objek, serta memungkinkan untuk memodelkan kemungkinan kondisi objek dengan cara memasukkan informasi tentang perubahan besaran masukan ke dalam model.