Проект "Моделирование как путеводная звезда в познании мира"

Моделирование как путеводная звезда в познании мира.

I. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Моделирование неотделимо от развития знания. Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность, и исследование вначале этой модели

В последнее время моделирование и связанные с ним методы исследования пронизывают едва ли не всю современную науку. Модели эффективно используются в планировании и управлении, социологии, экономике, биологии и других областях знаний.

Решая насущные вопросы, мы не задумываемся о том, что открываем для себя начала теории моделирования, что всё в нашей жизни подчиняется неким законам и правилам.

II. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование использования теории моделирования и самих моделей при изучения различных школьных предметов.

III. ФОРМУЛИРОВКА ПРОБЛЕМЫ

Как моделирование помогает нам получать знания на различных уроках? Как мы познаём окружающий мир с помощью моделей?

IV. ВЫДВИЖЕНИЕ ГИПОТЕЗЫ

В современных учебниках понятие о моделях дается в примитивной форме в курсе 7 класса, в то время как модели – важнейший инструмент получения знаний для решения теоретических и практических задач. Суть этого понятия гораздо глубже, чем дается в учебниках.

План работы над проектом.

1. Изучения истории моделирования.

2. Исследование содержания ученых предметов на наличие моделей.

3. Моделирование знаний.

4. Выводы.

V. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ

В ходе работы изучили множество учебников и учебных пособий на предмет наличия в них моделей. Мы выяснили, что в той или иной степени практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания.

Мы пришли к такому выводу благодаря изучению теории моделирования.

Итак, основоположником современного метода познания нужно считать Г. Галилея который выделял в нем четыре фазы:

1) чувственный опыт;

2) выдвижение гипотезы в виде аксиомы;

3) математическое развитие аксиомы и вывод логических следствий;

4) экспериментальная проверка гипотезы и вытекающих из нее следствий

Получается, с помощью органов чувств мы познаём отдельные предметы и явления окружающего мира. Такое познание называется чувственным познанием. Но возможности чувственного познания ограниченны. Законы мира, сущность предметов и явлений, общее мы познаём с помощью мышления.

В отчётливой форме (хотя без употребления самого термина) моделирование начинает широко использоваться в эпоху Возрождения; Брунеллески, Микеланджело и другие итальянские архитекторы и скульпторы пользовались моделями проектируемых ими сооружений; в теоретических же работах Г. Галилея и Леонардо да Винчи не только используются модели, но и выясняются пределы применимости метода моделирования.

Ньютон в поисках модели, описывающей движение небесных тел, заранее искал ее в виде некоторой математической формулы. Но Тихо Браге составил модель движения планет в виде таблиц, а Кеплер — в виде описаний законов их движения.

Моделирование приобрело общенаучный характер и применяется в исследованиях живой и неживой природы, в науках о человеке и обществе.

При дальнейшем pассмотpении моделей и процесса моделирования исходим из того, что общим свойством всех моделей является их способность отображать действительность. В зависимости от того, какими средствами, при каких условиях, по отношению к каким объектам познания это их общее свойство реализуется, возникает большое pазнообpазие моделей, а вместе с ним и проблема классификации моделей.

Модели делятся на материальные, информационные, компьютерные.

Классифицируем информационные мо­дели объектов и процессов по форме представления. По этому признаку модели делятся на графические, вербальные, табличные, математические.

Форма информационной модели зависит от цели ее созда­ния.

А теперь рассмотрим, как на предметах, которые мы изучаем используются данные модели. Мы видим, в географии, физике, биологии, математики, как и в других предметах, широко используется моделирование, которое способствует лучшему усвоению материала и наглядному изучению этих предметов.

Основная идея моделирования, визуализации мышления: каждую мысль, каждый образ или эмоцию можно представить себе как объект, от которого расходятся во все стороны многочисленные ниточки – связи, ведущие к другим объектам (мыслям, образам, эмоциям).

Поэтому, информа­ционное моделирование - это не только моделирование объектов и про­цессов, но моделирование знаний. И на уроках мы с учителями учимся манипулировать знаниями с помощью моделирования. Существуют различные типы моделей знаний. Наиболее извес­тные из них — продукционная модель, семантическая сеть, фрей­мы.

Продукционная модель знаний построена на правилах, представляемыми в форме:

ЕСЛИ выполняется некоторое условие ТО выполняется некоторое действие.

Семантические сети. Семантической сетью называется система понятий и отношений между ними, представленная в форме ориен­тированного графа. Это одна из наиболее гибких и универсальных форм моделей знаний.

Фреймы. Фрейм — это некоторый абстрактный образ, относя­щийся к определенному типу объектов, понятий. Фрейм объеди­няет в себе атрибуты (характеристики), свойственные данному объекту. Фрейм имеет имя и состоит из частей, которые называ­ются слотами. Изображается фрейм в виде цепочки:

Имя фрейма = ...N

Вот пример фрейма под названием «Битва»:

Битва =

Такое представление называется прототипом фрейма. Если же в слоты подставить конкретные значения, то получится экземп­ляр фрейма. Например:

Битва =

Интерпретация результатов:

Работая над этим проектом, я узнала массу полезного и интересного, прямо или косвенно связанного с теорией моделей. Ведь модель – это и различные схемы, и причинно-следственные связи, и маршруты, и всевозможные геометрические фигуры, и даже оригами. Оказывается, ни одна наука не обходится без моделей. Ну и не будем забывать, что изначально модели предназначались для передачи информации от поколения к поколению.

Также я узнала, что теория модели, хоть и получила начало в далеком прошлом, но все же активно развиваться стала совсем недавно (с середины XX века), так что эту область нельзя считать до конца изученной, в ней есть еще чем удивить, и, я уверена, что в будущем нас ждет еще не одно открытие в скромной теории моделей, пылящейся пока на задворках современной науки.

Подведение итогов:

Итак, в ходе работы мною были изучены различные учебные материалы: учебники, справочники, энциклопедии и пр., помогающие сделать вывод о важной роли теории моделей в познании окружающего мира.

Моделирование глубоко проникает в теоретическое мышление. Более того, развитие любой науки в целом можно трактовать как «теоретическое моделирование». Важная познавательная функция моделирования состоит в том, чтобы служить импульсом, источником новых знаний. При этом в процессе моделирования возникают новые идеи, происходит открытие ранее неизвестных фактов.

Моделирование — не только одно из средств отображения явлений и процессов реального мира, но проверка наших знаний. Применяясь в органическом единстве с другими методами познания, моделирование выступает как процесс углубления познания, его движения от относительно бедных информацией моделей к моделям более содержательным.

В качестве продукта моего проекта выступает презентация Microsoft PowerPoint.

Литература:

1. «Энциклопедия для детей, Математика», том 11, М.: «Аванта+», 2003г.

2. Березина Л. Ю. «Графы и их применение. Пособие для учителей».

3. Никольская И. Л., Фирсов В. В. «Избранные вопросы математики», М.:«Просвещение», 1981г.

4. Богомолов А.С. Античная философия. М., МГУ, 1985

5. Веденов А.А. Моделиpование элементов мышления. М., Наука, 1988.