Proseso ng Pagmomodelo

Ang proseso ng pagmomodelo ay maaaring ilarawan bilang paglipat mula sa isang klase ng mga modelo patungo sa isa pa. Kaugaliang hatiin ang mga modelo sa tatlong malalaking klase: mga kognitibong modelo, mga makabuluhang modelo, at mga pormal na modelo. Bumubuo ang mga ito ng tatlong magkakaugnay na antas ng pagmomodelo, na hindi maaaring tingnan nang hiwalay sa isa't isa. Ang magkaparehong impluwensya ng mga antas ng pagmomodelo ay nauugnay sa katangian ng potensyalidad ng mga modelo. Ang paglikha ng anumang modelo ay sinasamahan ng pagdating ng bagong kaalaman tungkol sa pinag-aaralang bagay, na humahantong sa muling pagsusuri at paglilinaw ng mga konsepto at pananaw sa bagay na minomodelo sa iba't ibang antas. Ang pangyayaring ito, sa turn, ay nagdudulot ng muling pagsusuri ng kaukulang mga makabuluhan at kognitibong modelo, na tinitiyak ang espiral na pag-unlad ng lahat ng antas ng pagmomodelo ng pinag-aaralang bagay.

Mga Kognitibo at Makabuluhang Modelo

Sa pagmamasid sa orihinal na bagay, nabubuo sa isipan ng mananaliksik ang isang uri ng mental na imahe ng bagay — ang ideal nitong modelo, na kadalasang tinatawag sa siyentipikong panitikan na kognitibo (mental, nagtataguyod ng kaalaman). Sa pagbuo ng gayong modelo, ang mananaliksik, sa pangkalahatan, ay nagsisikap na sagutin ang mga tiyak na tanong, kaya naman ang lahat ng hindi kailangan ay iniaalis mula sa walang katapusang kumplikadong istraktura ng bagay upang makakuha ng mas compact at maigting na paglalarawan nito. Ang pagpapahayag ng kognitibong modelo sa natural na wika ay tinatawag na makabuluhang modelo.

Ang mga kognitibong modelo ay subjectibo, dahil binubuo ang mga ito ng mananaliksik nang speculatibo batay sa lahat ng kanyang nakaraang kaalaman at karanasan. Ang pagkaunawa sa kognitibong modelo ay makukuha lamang sa pamamagitan ng paglalarawan nito sa anyong simboliko. Hindi maaaring igiit na ang mga kognitibo at makabuluhang modelo ay katumbas, dahil ang mga una ay maaaring maglaman ng mga elementong hindi kayang bumalangkas o ayaw bumalangkasin ng mananaliksik. Kasabay nito, kung ang makabuluhang modelo ay binuo ng ibang tao o produkto ng kolektibong paglikha, ang interpretasyon nito, antas ng pag-unawa, at antas ng tiwala ay maaaring malaki ang pagbabago depende sa tagapagsalin. Ang makabuluhang modelo ay madalas na tinatawag na teknikal na pagbabalangkas ng problema.

Ayon sa functional na katangian at mga layunin, ang mga makabuluhang modelo ay nahahati sa mga deskriptibo, eksplanatoryo, at prognostiko:

• Ang deskriptibong modelo ay maaaring tawaging anumang paglalarawan ng isang bagay.
• Ang eksplanatoryong modelo ay nagbibigay-sagot sa tanong kung bakit nangyayari ang isang bagay.
• Ang prognostikong modelo ay dapat na ilarawan ang hinaharap na gawi ng bagay. Maaaring mapansin na ang prognostikong modelo ay hindi obligadong isama sa sarili nito ang eksplanatoryong modelo.

Mga Konseptwal na Modelo

Ang konseptwal na modelo ay karaniwang tinatawag na makabuluhang modelo kung saan, sa pagbabalangkas nito, ginagamit ang mga konsepto at ideya ng mga larangan ng kaalaman na nag-aaral sa bagay na minomodelo.

Sa mas malawak na kahulugan, ang konseptwal na modelo ay nauunawaan bilang isang makabuluhang modelo na nakabase sa isang tiyak na konsepto o pananaw. Tatlong uri ng konseptwal na modelo ang nakikilala: lohiko-semantiko, istruktura-punksiyon, at sanhi-bunga.

• Ang lohiko-semantikong modelo ay isang paglalarawan ng bagay sa mga termino at kahulugan ng kaukulang mga larangan ng kaalaman, na kinabibilangan ng lahat ng kilalang lohikal na hindi magkakasalungat na pahayag at katotohanan. Ang pagsusuri ng gayong mga modelo ay isinasagawa gamit ang mga pamamaraan ng lohika at ang kaalamang naipon sa kaukulang mga larangan.
• Sa pagbuo ng istruktura-punksiyonal na modelo, ang bagay ay karaniwang itinuturing bilang isang buo at integral na sistema, na hinahati sa mga indibidwal na elemento o subsistema. Ang mga bahagi ng sistema ay ikinakabit ng mga istrukturang relasyon na naglalarawan ng pagkakasunud-sunod, lohikal at temporal na pagkakasunud-sunod ng paglutas ng mga indibidwal na gawain. Para sa pagpapakita ng gayong mga modelo, ang iba't ibang uri ng tsart, mapa, at dayagram ay maginhawa.
• Ang sanhi-bunga na modelo ay madalas na ginagamit para sa pagpapaliwanag at pagtataya ng gawi ng bagay. Ang mga modelong ito ay nakatuon pangunahin sa sumusunod: 1) pagtukoy ng mga pangunahing ugnayan sa pagitan ng mga bahagi ng pinag-aaralang bagay; 2) pagtukoy kung paano nakakaapekto ang pagbabago ng ilang mga salik sa kalagayan ng mga bahagi ng modelo; 3) pag-unawa kung paano sa kabuuan gagana ang modelo at kung sapat ang paglalarawan nito sa dinamika ng mga parameter na interesado ang mananaliksik.

Mga Pormal na Modelo

Ang pormal na modelo ay isang pagpapakita ng konseptwal na modelo gamit ang isa o ilang pormal na wika (halimbawa, mga wika ng mga matematikal na teorya, espesyal na mga wika ng pagmomodelo, o mga algorithmic na wika). Sa mga agham panlipunan, ang proseso ng pagmomodelo sa maraming kaso ay nagtatapos sa paglikha ng konseptwal na modelo ng bagay. Sa mga natural na agham, sa pangkalahatan, posibleng bumuo ng pormal na modelo.

Kung ang kahalagahan ng mga makabuluhan at pormal na modelo para sa proseso ng kaalaman ay higit o mas malinaw na naitatanggap ng mga mananaliksik, ang papel ng mga kognitibong modelo ay madalas na minamaliit. Ito ay nauugnay sa subjectibidad ng gayong mga modelo at sa pagiging nakatago ng proseso ng pag-iisip. Gayunpaman, may mga bagay at proseso kung saan ang papel ng mga kognitibong modelo ay partikular na malaki. Halimbawa, ang isang operator o taong gumagawa ng desisyon ay namamahala sa isang bagay o proseso pangunahin batay sa kanyang sariling mga kognitibong modelo. Ang papel ng ganitong uri ng mga modelo ay malaki rin sa mga agham panlipunan.

Ang matematikal na pagmomodelo ay isang ideal na siyentipiko, simboliko, pormal na pagmomodelo, kung saan ang paglalarawan ng bagay ay isinasagawa sa wikang matematikal, at ang pananaliksik ng modelo ay isinasagawa gamit ang iba't ibang matematikal na pamamaraan.

Anumang matematikal na modelo na inilaan para sa siyentipikong pananaliksik ay nagbibigay-daan, batay sa mga ibinigay na input na datos, na mahanap ang mga halaga ng mga parameter ng minomodelang bagay o penomenon na interesado ang mananaliksik. Samakatuwid, maaaring ipagpalagay na ang kakanyahan ng anumang gayong modelo ay ang pagmamapa ng isang tiyak na ibinigay na hanay ng mga takdang halaga ng input na parameter sa isang hanay ng mga halaga ng output na parameter. Ang pangyayaring ito ay nagpapahintulot na tingnan ang matematikal na modelo bilang isang matematikal na operator. Ang konsepto ng operator ay maaaring bigyang-kahulugan nang medyo malawak. Maaari itong maging isang function na nag-uugnay ng mga input at output na halaga, o isang mapping na kumakatawan sa simbolikong rekord ng sistema ng algebraic, differential, integro-differential, o integral na mga ekwasyon. Maaari rin itong maging isang algorithm, hanay ng mga panuntunan, o mga talahanayan na tinitiyak ang paghahanap (o pagtatatag) ng mga output na parameter batay sa mga ibinigay na input na halaga.

Ang kahulugan ng matematikal na modelo sa pamamagitan ng konsepto ng operator ay mas konstruktibo mula sa pananaw ng pagbuo ng klasipikasyon ng gayong mga modelo, dahil sinasaklaw nito ang lahat ng pagkakaiba-iba ng kasalukuyang mga matematikal na modelo.

Mga bentahe ng matematikal na pagmomodelo kumpara sa natural na eksperimento:

• Kahusayan (lalo na, pag-iingat ng mga mapagkukunan ng tunay na sistema);
• Posibilidad ng pagmomodelo ng mga hypothetical, ibig sabihin, mga bagay na hindi pa naipapatupad sa kalikasan;
• Posibilidad ng pagpapatupad ng mga rehimeng mapanganib o mahirap na reprodusihin sa aktwal;
• Posibilidad ng pagbabago ng sukat ng oras;
• Kasimplihan ng multi-aspect na pagsusuri;
• Mas mataas na prognostikong kapangyarihan dahil sa posibilidad ng pagtukoy ng mga pangkalahatang batas;
• Universalidad ng teknikal at software na suporta ng isinasagawang trabaho (mga sistema ng programming at mga pakete ng mga aplikadong programa na pangkalahatan ang gamit).

Ang information model — isang modelo ng isang bagay na ipinakita sa anyo ng impormasyon na naglalarawan ng mga parameter at variable na halaga ng bagay na mahalaga para sa partikular na pagsasaalang-alang, ang mga koneksyon sa pagitan ng mga ito, ang mga input at output ng bagay, at nagbibigay-daan, sa pamamagitan ng pagpapakain sa modelo ng impormasyon tungkol sa mga pagbabago ng mga input na halaga, na i-simulate ang mga posibleng estado ng bagay.