Ang Proseso ng Pagmomodelo

Ang proseso ng pagmomodelo ay maaaring tingnan bilang isang paglipat mula sa isang klase ng mga modelo patungo sa iba. Karaniwang tinatangi ang tatlong malawak na klase ng mga modelo: kognitibo, substantibo, at pormal. Bumubuo sila ng tatlong magkaugnay na antas ng pagmomodelo na hindi maisasaalang-alang nang hiwalay sa isa’t isa. Ang magkaparehong impluwensya sa pagitan ng mga antas ng pagmomodelo ay konektado sa katangian ng potensyalidad na likas sa mga modelo. Ang paglikha ng anumang modelo ay nagreresulta sa paglitaw ng bagong kaalaman tungkol sa bagay na pinag-aaralan, na humahantong sa muling pagtatasa at pagpapahusay ng mga konsepto at pananaw sa bagay ng pagmomodelo sa iba’t ibang antas. Ang sitwasyong ito, naman, ay humahantong sa pagbabago ng kaukulang mga substantibong at kognitibong modelo, na tinitiyak ang paikot na (spiral) pag-unlad ng lahat ng antas ng pagmomodelo ng bagay na pinag-aaralan.

Sa pagmamasid sa orihinal na bagay, isang larawang mental ng bagay — ang ideal na modelo nito — ay nabubuo sa isipan ng mananaliksik. Sa literatura pang-agham, ito ay karaniwang tinatawag na kognitibong (mental na) modelo. Sa pagbuo ng ganitong modelo, ang mananaliksik, bilang panuntunan, ay naghahangad na sagutin ang tiyak na mga tanong; kaya, lahat ng bagay na hindi mahalaga ay tinatanggal mula sa walang-hanggang kumplikadong kaanyuan ng bagay upang makakuha ng mas maigsi at eksaktong paglalarawan. Ang representasyon ng isang kognitibong modelo sa natural na wika ay tinatawag na substantibong modelo.

Ang mga kognitibong modelo ay likas na subjektibo, dahil binubuo ito ng mga mananaliksik batay sa dating kaalaman at karanasan. Ang mga modelong ito ay maiintindihan lamang sa pamamagitan ng simbolikong paglalarawan. Ang mga kognitibo at substantibong modelo ay hindi katumbas, dahil ang una ay maaaring maglaman ng mga elemento na hindi kayang o ayaw ipahayag ng mananaliksik. Kasabay nito, kung ang isang substantibong modelo ay binuo ng ibang tao o produkto ng sama-samang pagsisikap, ang interpretasyon nito, ang antas ng pag-unawa, at ang antas ng tiwala ay maaaring malaking magkaiba sa mga interpreter. Ang mga substantibong modelo ay madalas na tinutukoy bilang teknikal na pagbabalangkas ng suliranin.

Ayon sa pang-funksyonal na layunin at mga objectibo, ang mga substantibong modelo ay nahahati sa deskriptibo, nagpapaliwanag, at panghuhula:

• Ang isang deskriptibong modelo ay anumang paglalarawan ng isang bagay.
• Ang isang nagpapaliwanag na modelo ay sumasagot sa tanong kung bakit nangyayari ang isang bagay.
• Ang isang panghuhulang modelo ay naglalarawan ng hinaharap na pag-uugali ng isang bagay. Kapansin-pansin, hindi kailangang isama ng panghuhulang modelo ang isang bahaging nagpapaliwanag.

Ang isang konseptuwal na modelo ay isang substantibong modelo na sa pagbabalangkas nito ay ginagamit ang mga konsepto at representasyon ng mga larangang paksa na may kinalaman sa pag-aaral ng bagay ng pagmomodelo.

Sa mas malawak na kahulugan, ang isang konseptuwal na modelo ay nauunawaan bilang isang substantibong modelo na batay sa isang tiyak na konsepto o pananaw. Tatlong uri ng konseptuwal na modelo ang tinatangi: lohikal-semantiko, estruktural-funksyonal, at kawsal.

• Ang isang lohikal-semantikong modelo ay naglalarawan ng isang bagay gamit ang mga termino at kahulugan ng may-kaugnayang mga larangang paksa, na isinasama ang lahat ng kilalang lohikal na tugmang pahayag at katotohanan. Ang pagsusuri ng mga modelong ito ay umaasa sa lohikal na pangangatwiran at sa naipong kaalaman sa loob ng kani-kanilang larangan.
• Ang isang estruktural-funksyonal na modelo ay tinitingnan ang bagay bilang isang integrated na sistema, na hinahati sa mga indibiduwal na elemento o subsistema. Ang mga bahagi ay nag-uugnay sa pamamagitan ng mga estrukturalong relasyon na tumutukoy sa subordinasyon, lohikal na pagkasunod-sunod, at temporal na kaayusan ng pagkumpleto ng gawain. Karaniwang gumagamit ng mga diagram, tsart, at mapa upang irepresenta ang mga modelong ito.
• Ang isang kawsal na modelo ay karaniwang ginagamit upang ipaliwanag at ihula ang pag-uugali ng isang bagay. Ang mga modelong ito ay pangunahing nakatuon sa: (1) pagtukoy sa mahahalagang ugnayan sa pagitan ng mga bumubuong elemento ng bagay na pinag-aaralan; (2) pagtukoy kung paano nakaaapekto ang mga pagbabago sa ilang salik sa kalagayan ng mga bahagi ng modelo; (3) pag-unawa kung paano gagana ang modelo sa kabuuan at kung sapat ba nitong ilalarawan ang dinamika ng mga parametrong interesado ang mananaliksik.

Ang isang pormal na modelo ay kumakatawan sa isang konseptuwal na modelo gamit ang isa o higit pang pormal na wika, tulad ng mga teoryang matematikal, mga espesyalisadong wika ng pagmomodelo, o mga wika ng programming. Sa mga humanidades, ang pagmomodelo ay kadalasang nagtatapos sa pagbuo ng isang konseptuwal na modelo, samantalang sa mga natural na agham, karaniwang posible ang paglikha ng isang pormal na modelo.

Bagaman malawak na kinikilala ang kahalagahan ng mga substantibo at pormal na modelo sa pananaliksik, ang papel ng mga kognitibong modelo ay madalas na minaliit dahil sa kanilang subjektibidad at sa likas na di-tahasang katangian ng mga proseso ng pag-iisip. Gayunpaman, ang mga kognitibong modelo ay lubhang mahalaga sa mga konteksto kung saan ang mga operator o tagapagpasya ay umaasa sa kanilang sariling mental na representasyon upang kontrolin ang mga bagay o proseso. Ang ganitong uri ng modelo ay gumaganap din ng malaking papel sa mga agham panlipunan.

Ang matematikal na pagmomodelo ay isang anyo ng siyentipiko, simboliko, at pormal na pagmomodelo kung saan ang mga bagay ay inilalarawan gamit ang wikang matematikal at siniyasat sa pamamagitan ng mga metodong matematikal.

Ang isang matematikal na modelo na idinisenyo para sa pananaliksik na siyentipiko ay nagbibigay-daan sa pagtukoy ng mga halaga ng parametro ng modelong bagay o penomeno batay sa itinakdang input data. Kaya, ang kaibuturan ng ganitong modelo ay ang pagmapa ng mga halaga ng input na parametro tungo sa mga halaga ng output na parametro. Ang pananaw na ito ay nagbibigay-daan sa isang matematikal na modelo na tingnan bilang isang matematikal na operator, na malawakang maituturing bilang isang function, isang pagmapa na kinakatawan ng algebraic, differential, integro-differential, o integral na mga ekwasyon, isang algoritmo, isang hanay ng mga tuntunin, o mga tabla na nagpapadali sa pagtukoy ng mga output na parametro mula sa mga halaga ng input.

Ang pagtukoy ng isang matematikal na modelo sa pamamagitan ng konsepto ng operator ay mas konstruktibo mula sa pananaw ng pagbuo ng isang klasipikasyon ng ganitong mga modelo, dahil sinasaklaw nito ang buong pagkakaiba-iba ng mga matematikal na modelo na umiiral sa kasalukuyan.

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

• ekonomiya (sa partikular, pagtitipid sa mga rekurso ng tunay na sistema);
• ang kakayahang magmodelo ng mga haypotetikal na bagay — ibig sabihin, mga bagay na hindi umiiral sa kalikasan;
• ang kakayahang gayahin ang mga kondisyon ng operasyon na mapanganib o mahirap gawing muli sa realidad;
• ang kakayahang baguhin ang eskala ng oras;
• kadalian ng maraming-panig na pagsusuri;
• mas malakas na kakayahang panghuhula, dahil sa kakayahang tukuyin ang mga pangkalahatang pattern;
• unibersalidad ng ginagamit na hardware at software (mga sistema ng programming at mga pangkalahatang-layunin na software package ng aplikasyon).

Ang isang modelo ng impormasyon ay isang modelo ng isang bagay na inihahayag sa anyo ng impormasyon na naglalarawan ng mga parametro at variable na mahalaga para sa ibinigay na pagsusuri, ang mga ugnayan sa pagitan nila, at ang mga input at output ng bagay, na nagbibigay-daan upang gayahin ang mga posibleng kalagayan ng bagay sa pamamagitan ng pagpapasok ng impormasyon tungkol sa mga pagbabago sa mga halaga ng input tungo sa modelo.