Моделирование как метод исследования

Сложность, неисчерпаемость, бесконечность объекта педагогического исследования заставляет для проникновения в его суть, в его внутреннюю структуру и динамику искать более простые аналоги для исследования. Более простой по структуре и доступный изучению объект становится моделью более сложного объекта, именуемого прототипом (оригиналом). Открывается возможность переноса информации, добытой при использовании модели, по аналогии на прототип. В этом сущность одного из методов теоретического уровня – метода моделирования ^[43]. 

Моделирование – метод научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем (обобщенно – объектов исследований), основанный на построении и изучении моделей с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик объектов исследований или управления ими. 

Это такой общенаучный метод исследования, при котором изучается не сам объект познания, а его изображение в виде так называемой модели, но результат исследования переносится с модели на объект (А. А. Кыверялг). Один из способов познания, когда изучение того или иного объекта производится с помощью изучения другого объекта, в каком-то отношении подобного первому, с последующим переносом на первый объект результатов изучения второго. Этот второй объект и называют моделью пер-

вого. Таким образом, моделирование есть процесс построения модели или исследование объектов познания на их моделях. 

Слово «модель» (от лат. modulus) прочно вошло в повседневный язык. Модель – это мера, образец, норма. Именно так мы называем мысленный (абстрактный), знаковый (математический, словесно-описательный, графический) или материальный образ оригинала, т. е. модель – это «заместитель» оригинала в познании или на практике. Моделировать можно внешний вид объекта (детские модели «взрослых» автомобилей); функции (математическая модель движения летального аппарата); структуру и логику объектов (модель гимназии) и т. п. ⁴⁹

При изучении сложных явлений, процессов, объектов не удается учесть полную совокупность всех элементов и связей, определяющих их свойства. Модель можно представить как материальный объект или образ (мысленный или условный: гипотеза, идея, абстракция, изображение, описание, схема, формула, чертёж, план, блок-схема алгоритма и т. п.), который упрощенно отображает самые существенные свойства объекта исследования. 

Таким образом, любая модель всегда проще реального объекта и отображает лишь часть его самых существенных черт, основных элементов и связей. По этой причине для одного объекта исследования существует множество различных моделей. Вид модели зависит от выбранной цели моделирования. 

Моделирование предполагает построение и изучение моделей реально существующих предметов, явлений, объектов с целью:

− определения или улучшения их характеристик; − рационализации способов их построения; − управления и прогнозирования. 

При помощи модели можно устанавливать и описывать компоненты изучаемого объекта и взаимосвязь между ними, давать сведения об управлении объекта и прогнозировать его развитие.  

Гносеологическая сущность научных моделей в том, что они позволяют системно и наглядно выразить знание о предмете, его

                                                     

Чечель И. Д., Новикова Т. Г. Теория и практика организации экспериментальной работы в общеобразовательных учреждениях. М.: АПК и ПРО,

2003. С. 48. 

функциях, параметрах и пр. Основное назначение модели – объяснить совокупность данных, относящихся к предмету познания. 

Модель в чем-то схематизирует явления действительности, отвлекает от каких-то конкретных свойств, поэтому она всегда применима для описания только отдельных сторон конкретных явлений при определенных условиях. Одно и тоже педагогическое явление можно представить с помощью нескольких моделей.

Как известно, модель есть созданная или выбранная исследователем система, воспроизводящая существенные для данной цели познания стороны (элементы, свойства, отношения, параметры) изучаемого объекта и в силу этого находящаяся с ним в таком отношении замещения и сходства (в частности, изоморфизма), что исследование ее служит опосредованным способом получения знания об этом объекте (В. А. Штофф). 

Существуют разные       классификации   моделей.

Л. М. Фридман^[44], подчеркивая, что модели строятся или выбираются человеком с определенной целью, выделяет:

1) модель-заместитель, т. е. замена оригинала в некотором мысленном (воображаемом) или реальном действии (процессе), исходя из того, что модель более удобна для этого действия в данных условиях;

2) модель-представление, т. е. создание представления об объекте с помощью модели;

3) модель-интерпретация, т. е. истолкование объекта в виде модели;

4) модель исследовательская, т. е. исследование объекта с помощью модели. 

Для того чтобы модель подходила для указанных целей, она должна обладать соответствующими признаками.

Л. М. Фридман подчеркивает, что в большинстве случаев модель обладает не одним признаком, а несколькими, поэтому она может быть пригодна для нескольких целей. Это означает, что модель-заместитель может быть одновременно и модельюпредставлением и исследовательской моделью. Тем не менее вид модели определяется именно той целью, для которой она была первоначально построена. 

Модели классифицируются также следующим образом:

а) понятийная, отражающая знания об объекте в форме определенной совокупности взаимосвязанных положений, утверждений, выводов;

б) образная, воспроизводящая основные стороны, элементы,

связи, отношения объекта в форме описаний, фото– и киномоделей, графиков, схем;

в) знаково-символическая (математическая), отражающая существенные внутренние и внешние связи и отношения оригинала в виде формулы;

г) физическая, отображающая структуру и функции объекта

в пространстве. 

Каждая из них имеет как достоинства, так и недостатки. Каждая дает возможность в каком-то своеобразном ракурсе увидеть исследуемый объект. Поэтому целесообразно сочетание их в процессе моделирования, использование и словесных описаний, и рисунков, и формул, которые в своей совокупности могут отразить с достаточной полнотой даже весьма сложные системы. 

Также различают модели воображаемых и реальных объектов; модели будущих событий или процессов (прогнозирующие модели) и модели совершенных событий (модели описания). 

В педагогической науке часто используют модели статические и динамические. Статическая модель характеризует объект в конкретный момент времени, динамическая модель показывает, как изменяется состояние объекта исследования с изменением времени. Статическая модель педагогического процесса чаще всего характеризуется с учетом следующих компонентов:

- концептуально-целевой (включающий цели, задачи, идеи, принципы исследуемого процесса);

- содержательный (виды, сферы, направления деятельности);

- процессуальный или операционно-деятельностный (технологии, формы, методы, средства);

- аналитико-результативный (критерии и показатели развития исследуемого процесса, методики и способы их замера, средства аналитической деятельности). 

Динамическая модель может отражать этапы развития исследуемого процесса. 

«Особым видом моделирования, основанного на абстрагировании, считают мысленный эксперимент. В таком эксперименте исследователь на основе теоретических знаний об объективном мире и эмпирических данных создает идеальные объекты,соотносит их в определенной динамической модели, имитируямысленно то движение и те ситуации, которые могли бы иметьместо в реальном экспериментировании. При этом идеальные модели и объекты помогают в «чистом» виде выявить наиболее важные для познающего, существенные связи и отношения, проиграть проектируемые ситуации, отсеять неэффективные или слишком рискованные варианты»^[45]. 

В экспериментальной работе целесообразно провести структурно-логическое моделирование эксперимента, мысленно пройдя весь предстоящий путь, описав предполагаемые результаты и затруднения, прогнозируя риски и отсроченные позитивные и негативные моменты, сопутствующие эксперименту. Такой подход важен для управления экспериментом. Существует понятие «идеальная модель», смысл которого заключается не в том, что автор создал нечто совершенное, никому не доступное, а в том, что автор постарался в модели исключить все негативные моменты, предусмотреть все проблемные аспекты, синтезировать новейшие теории и практики, т. е. создал «свой идеал»^[46][47]. 

Моделирование рассматривают как особую деятельность по построению, конструированию моделей с определенной целью. Она имеет внешнее практическое содержание и внутреннюю психическую сущность. Как психическая деятельность моделирование включает психические процессы: восприятие, представление, память, воображение, мышление^[48]. Следовательно, при моделировании наряду с оригиналом и моделью рассматривается ещё и субъект (человек). Именно от его интеллектуальной деятельности зависит отношение между оригиналом и моделью. 

Во всех случаях между моделью и моделируемым объектом (оригиналом) есть определенное отношение – модельное отношение. Это отношение показывает, в каком смысле оригинал и его модель подобны, аналогичны. Модель и оригинал всегда отличны, но что-то или в каком-то отношении аналогично. Обнаруженный в модели некоторый признак (свойство) присущ и оригиналу. 

Модель есть средство познания, основанное на аналогии, но аналогия не тождество. Несовпадение модели и оригинала наблюдается главным образом в том, что модель, воспроизводя структуру оригинала, упрощает его, отвлекаясь от несущественного. 

Каждый характеризующий явление фактор должен получить в модели точное определение, которое должно быть стабильным в течение всего рассуждения. 

Модели всегда строятся или выбираются человеком для определенной цели, поэтому разные люди могут построить разные модели для одного и того же объекта. 

Таким образом, модель – это результат познания, (промежуточный этап построения теории объекта). Это посредник между субъектом и объектом. Процесс моделирования включает три элемента: субъект (исследователь) и объект исследования, модель, определяющую или отражающую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта. 

Таким образом, модель отражает предмет не непосредственно, а через совокупность целенаправленных действий субъекта:

− конструирование модели;

− экспериментальный и (или) теоретический анализ модели;

− сопоставление результатов анализа с характеристиками оригинала; 

− обнаружение расхождений между ними;

− корректировка модели;

− интерпретация полученной информации, объяснение обнаруженных свойств, связей;

− практическая проверка результатов моделирования.