Что такое модель?

Определения и обозначения

Модель — это упрощённое или специально созданное представление объекта, процесса или явления. Она может выглядеть как предмет, текст, рисунок или схема. Понятие модели нужно, чтобы изучать то, что трудно наблюдать непосредственно.

Объект-оригинал — это объект, процесс или явление, которое изучают или заменяют моделью. Например, Земля является оригиналом для глобуса, а настоящий маршрут — для его плана. Такое обозначение помогает отличать реальный объект от его представления.

Материальная модель — это предмет, похожий на оригинал или воспроизводящий некоторые его свойства. Глобус передаёт форму Земли, а игрушечная машинка — внешний вид и устройство настоящей машины. Материальная модель нужна, когда объект удобно рассматривать или изучать как предмет.

Информационная модель — это сведения об объекте, представленные словами, числами, рисунком, схемой или иным способом. План местности, таблица погоды и описание животного относятся к таким моделям. Они позволяют работать с информацией без самого оригинала.

Как это устроено

Сложный, далёкий или слишком большой объект бывает трудно изучать непосредственно. Например, нельзя взять в руки всю Землю или быстро рассмотреть движение планет в реальном времени. Модель делает изучение удобнее: она заменяет оригинал в тех действиях, которые нужны исследователю.

Модель сохраняет важные для конкретной задачи свойства оригинала, но может не передавать остальные. На глобусе важны форма Земли и расположение материков, а точные размеры гор на нём не нужны. Такое упрощение не является недостатком, потому что помогает сосредоточиться на главном.

Материальная модель представлена предметом, который можно увидеть и часто потрогать. Информационная модель существует в виде сведений: текста, числа, изображения, схемы или таблицы. Значит, главное различие между ними — форма представления, а не сама возможность описывать оригинал.

Одну модель используют для решения определённой задачи, потому что она выделяет нужные сведения. План района показывает улицы, здания и направления, поэтому по нему можно найти путь. Но по плану трудно понять цвет фасада или внешний вид дерева, так как эти признаки в нём обычно не отражены.

Выбор модели зависит от цели изучения. Для рассмотрения внешности объекта подойдёт фотография, для поиска маршрута — план, а для объяснения устройства — схема или макет. Один и тот же оригинал поэтому может иметь несколько разных моделей, каждая из которых полезна в своей ситуации.

Виды моделей и их особенности

Сначала определите, что требуется узнать об оригинале, а затем найдите в таблице подходящую форму модели. Если нужно рассмотреть предмет, выбирайте материальную модель, а если важны сведения и связи — информационную. Одна модель может быть полезна сразу в нескольких близких задачах, но не обязана подходить для всех.

Разбор задач

Задача 1. Назвать модель глобусом и указать, какой объект он заменяет

Нужно определить, что представляет собой глобус, и назвать объект-оригинал. Глобус является предметом, созданным человеком, поэтому он относится к материальным моделям. Теперь остаётся установить, какой реальный объект передан с его помощью.

1. Рассматриваем форму и назначение глобуса.
2. Сравниваем его с Землёй: глобус передаёт её шарообразную форму и расположение частей поверхности.
3. Называем вид модели и объект-оригинал.

Ответ: глобус — материальная модель Земли. Земля является объектом-оригиналом. Глобус не равен Земле и не показывает все её свойства.

Задача 2. Выбрать средство для поиска дороги в незнакомом районе

Даны фотография улицы, план и игрушечная машинка. Цель задачи — найти дорогу, поэтому нужна модель, которая показывает расположение улиц и направление движения. Внешний вид улицы и сходство с машиной сами по себе маршрут не определяют.

1. Определяем главное свойство, которое нужно получить: путь между местами.
2. Сравниваем варианты: фотография показывает внешний вид, игрушечная машинка изображает предмет, а план передаёт расположение улиц.
3. Выбираем план как модель, содержащую нужную информацию о маршруте.

Ответ: для поиска дороги нужен план района. Фотография может помочь узнать место по внешнему виду, но не показывает весь маршрут. Игрушечная машинка для этой задачи не подходит.

Задача 3. Предложить две модели маршрута школьного похода

Нужно изучить маршрут похода и подобрать две модели для одной цели. Полезно взять модели, которые показывают разные свойства пути, чтобы сравнить их возможности. Например, это могут быть план маршрута и фотография местности.

1. Выбираем план: он показывает направление движения, повороты, расстояния и расположение объектов.
2. Выбираем фотографию: она передаёт внешний вид дороги, леса, моста или другого ориентира.
3. Указываем ограничения каждой модели и сопоставляем их с целью похода.

Ответ: план помогает проложить и проверить путь, но обычно не показывает, как выглядят места. Фотография помогает узнавать ориентиры, но не даёт полной схемы маршрута. Вместе эти модели дают больше нужной информации, чем каждая по отдельности.

Типичные ошибки

Считать модель точной копией оригинала. Так думают, потому что модель часто похожа на настоящий объект. Проверьте себя: назовите свойство, которое модель передаёт, и свойство, которое она не показывает.

Называть моделью только похожий предмет. Ошибка возникает, если не учитывать содержание информации. Проверьте себя: план, текст, таблица или схема тоже могут представлять объект, хотя не похожи на него внешне.

Путать модель и оригинал. Глобус можно принять за маленькую Землю, если забыть о его назначении. Проверьте себя вопросом: является ли предмет настоящим объектом или только показывает его свойства.

Считать, что одна модель подходит для любой задачи. Такая ошибка появляется, когда оценивают только саму модель, а не цель работы. Проверьте себя: выясните, какие свойства нужно изучить, и убедитесь, что выбранная модель их передаёт.

Связь с другими темами

До изучения моделей нужно уметь наблюдать объекты и явления, сравнивать их признаки и описывать результаты. Эти действия помогают понять, какие свойства оригинала следует сохранить в модели.

Понятие модели пригодится при работе с планами, картами, схемами и таблицами. Каждое такое представление выделяет сведения, необходимые для определённой задачи.

Тема связана с информатикой, потому что модели используют для хранения, обработки и представления информации. Создание модели и работа с ней называют моделированием.

Что запомнить

• Модель представляет объект, процесс или явление.
• Объект, который заменяют моделью, называют оригиналом.
• Модель не обязана быть точной копией оригинала.
• Модель сохраняет свойства, важные для выбранной задачи.
• Модели бывают материальными и информационными.
• Для одного оригинала можно создать разные модели.