В чем заключается сущность метода моделирования ответ
Сущность метода моделирования и его связь с изобразительной деятельностью
Метод моделирования, разработанный Д. Б. Элькониным, Л. А. Венгером, Н. А. Ветлугиной, Н. Н. Поддьяковым, заключается в том, что мышление ребенка развивают с помощью специальных схем, моделей, которые в наглядной и доступной для него форме воспроизводят скрытые свойства и связи того или иного объекта.
Необходимо учитывать, что использование моделей возможно при условии сформированности у дошкольников умений анализировать, сравнивать, обобщать, абстрагироваться от несущественных признаков при познании предмета. Освоение модели сопряжено с активными познавательными обследовательскими действиями, со способностью к замещению предметов посредством условных знаков, символов [20].
По нашему мнению моделирование тесно связано с изобразительной деятельностью дошкольников и помогает им ознакомиться и овладеть разными его видами.
Рассмотрим виды изобразительной деятельности и возможности их развития средствами моделирования.
В детском саду изобразительная деятельность включает такие виды занятий, как рисование, лепка, аппликация и конструирование. И именно каждый из этих видов имеет свои возможности в отображении впечатлений ребенка об окружающем мире и является источником формирования наглядного моделирования.
Создаваемые детьми работы в процесс е конструирования из различных материалов представляют собой объемные модели предметов и ситуаций.
Поэтому общие задачи, стоящие перед изобразительной деятельностью, конкретизируются в зависимости от особенностей каждого вида, своеобразия материала и приемов работы с ним [13].
Возникновение плана наглядных представлений о действительности и способность действовать в плане образов (внутреннем плане) составляют, по словам А. В. Запорожца, первый, «цокольный этаж» общего здания человеческого мышления.
Знание способов наглядного моделирования и умение их использовать в процессе решения познавательных задач создает ситуацию успеха, что стимулирует ребенка к поиску наиболее эффективных преобразовательных действий, способствует сохранению познавательного интереса и желания добиться результата. Таким образом, наглядное моделирование является одним из ведущих средств развития ребенка [6].
Список используемой литературы
6. Жигалик, М. А. Формирование у детей способов наглядного моделирования [Текст]. – Великий Новгород, 2008.
11. Комарова, Т. С.Детское художественное творчество : Методическое пособие для воспитателей и педагогов [Текст]. – М., Мозаика- Синтез, 2005. – 120 с.
20. Салмина, Н. Г. Знак и символ в обучении [Текст]. – М. : Изд-во Моск. Ун-та, 1988.
Использование метода моделирования в развитии временных представлений у детей старшего дошкольного возраста Статья воспитателя группы Рязановой С. В. «Использование метода моделирования в развитии временных представлений у детей старшего дошкольного.
Использование метода наглядного моделирования на этапах «Слог», «Слово», «Предложение», «Речь» в работе учителя-логопеда «Использование метода наглядного моделирования на этапах: «Слог», «Слово», «Предложение», «Речь» в работе учителя-логопеда ДОУ с детьми.
Иcпользование в работе с одаренными детьми метода моделирования. По мнению учёных, около 5% детей, независимо от национальности, возраста, финансовой обеспеченности семьи, рождаются одарёнными. Одарённый.
Использование метода наглядного моделирования на логопедических занятиях с детьми старшей группы Обоснование выбранной темы: Нарушения звукопроизношения у детей являются достаточно изученным разделом в логопедии, и методика их преодоления.
Применение метода обследования в продуктивной изобразительной деятельности детей в ДОУ Продуктивная деятельность- это деятельность ребенка организуемая с целью получения продукта (аппликации, постройки, рисунка). Рассмотрим.
Опыт работы «Использование метода моделирования в развитии связной речи детей старшей группы дошкольного возраста» Цель работы: определить влияние использования метода моделирования в развитии умений структурирования связных высказываний дошкольниками.
Открытое занятие «Составление описательного рассказа по игрушке с использованием метода наглядного моделирования» «Составление описательно рассказа по игрушке «зайчик» с использованием метода наглядного моделирования» (младший возраст). Программное содержание:.
Проект «Развитие речи детей дошкольного возраста на основе метода наглядного моделирования» • Проект: долгосрочный • Участники проекта: дети, воспитатели, родители воспитанников. Актуальность темы Связная речь занимает важное место.
Использование метода наглядного моделирования Соловьева Дарья Юрьевна Воспитатель, МБДОУ ЦРР детский сад «Солнышко» г. Сорск ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА НАГЛЯДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ.
Занятия изобразительной деятельностью у воспитанников с ДЦП Детский церебральный паралич – заболевание центральной нервной системы при ведущем поражении двигательных зон и двигательных проводящих.
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 8. Моделирование в науке
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Модель (франц. modele, от лат. modulus мера, образец, норма) — это форма отображения определённого фрагмента действительности (предмета, явления, процесса, ситуации), который содержит существенные свойства моделируемого объекта и может быть представлен в абстрактной (мысленной или знаковой) или материальной (предметной) форме.
Моделирование – метод теоретического познания, состоящий в исследовании каких-либо явлений, процессов или систем путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения поведения и характеристик реальных систем.
Математическая модель – модели, построенные с использованием математических понятий и инструментария (формул, графиков, систем уравнений и т.д.)
Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):
Открытые электронные ресурсы по теме урока :
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Реальные объекты исследования не всегда доступны для исследователя или в их функционирование нельзя вмешиваться. В этом случает можно заменить «оригинал» соответствующим аналогом (моделями), пользуясь которым можно провести эксперимент, изучать его поведение при изменениях параметров внешней и внутренней среды. В воспроизведении свойств объекта изучения на специально устроенном его аналоге-модели заключается суть процесса моделирование. Сама модель — это всегда упрощенное отражение объекта, копия реального объекта, обладающая его основными характеристиками и способная имитировать его поведение.
Модели могут быть реальными (материальными), например, модели самолетов, макеты зданий, фотографии, протезы, куклы и т.п., а также теоретическими (идеальными или абстрактными), создаваемые средствами языка (как естественного человеческого языка, так и специальных языков, например, языком математики. В этом случае мы имеем математическую модель, которая описывает взаимосвязи в изучаемой системе).
Математическое моделирование – инструмент познания, изучения и исследования сложных систем. Эти системы сложны потому, что либо состоят из большого числа структурных компонентов, либо находятся под влиянием большего числа внешних факторов. В этом случае ученые создают модели – упрощенные копии систем, отражающие их структуру и функциональные взаимосвязи. В логике исследования под особым вниманием находятся лишь некоторые компоненты системы и ее взаимосвязи. Математические модели могут быть представлены в виде математических формул, систем уравнений, графиков и т.д. Например, системы дифференциальных уравнений в модели Лотки-Вольтерра, изучающей системы «паразит-хозяин» и «хищник-жертва» или графический образ экологических пирамид (масс, энергий) и др.
Выделяют три функции моделирования:
Познавательная функция заключается в том, что за счет абстрагирования модели позволяют достаточно просто объяснить наблюдаемые на практике явления и процессы (другими словами, они дают ответ на вопрос «почему мир устроен так»).
Прогностическая функция моделирования отражает его возможность предсказывать будущие свойства и состояния моделируемых систем, то есть отвечать на вопрос «что будет?».
Нормативная функция моделирования заключается в получении ответа на вопрос «как должно быть?» – если, помимо состояния системы, заданы критерии оценки ее состояния, то возможно не только описать существующую систему, но и построить ее нормативный образ – желательный с точки зрения субъекта, интересы и предпочтения которого отражены используемыми критериями.
Примеры моделей различных типов в естественных науках
Моделирование данных: зачем нужно и как реализовать
Моделирование данных ощутимо упрощает взаимодействие между разработчиками, аналитиками и маркетологами, как и сам процесс создания отчетов. Поэтому я перевела статью IBM Cloud Education о ценности моделирования и от себя добавила инфо о способах трансформации данных для моделирования.
Моделирование данных
Узнайте, как моделирование данных использует абстракцию для представления и лучшего понимания природы данных в информационной системе предприятия.
Что такое моделирование данных
Моделирование данных — это создание визуального представления о всей информационной системе либо ее части. Цель в том, чтобы проиллюстрировать типы данных, которые используются и хранятся в системе, отношения между этими типами данных, способы группировки и организации данных, их форматы и атрибуты.
Модели данных строятся на основе бизнес-потребностей. Правила и требования к модели данных определяются заранее на основе обратной связи с бизнесом, поэтому их можно включить в разработку новой системы или адаптировать к существующей.
Данные можно моделировать на различных уровнях абстракции. Процесс начинается со сбора бизнес-требований от заинтересованных сторон и конечных пользователей. Эти бизнес-правила затем преобразуются в структуры данных. Модель данных можно сравнить с дорожной картой, планом архитектора или любой формальной схемой, которая способствует более глубокому пониманию того, что разрабатывается.
Моделирование данных использует стандартизированные схемы и формальные методы. Это обеспечивает последовательный и предсказуемый способ управления данными в организации или за ее пределами.
В идеале модели данных — это живые документы, которые развиваются вместе с потребностями бизнеса. Они играют важную роль в поддержке бизнес-процессов и планировании ИТ-архитектуры и стратегии. Моделями данных можно делиться с поставщиками, партнерами и коллегами.
Преимущества моделирования данных
Моделирование упрощает просмотр и понимание взаимосвязей между данными для разработчиков, архитекторов данных, бизнес-аналитиков и других заинтересованных лиц. Кроме того, моделирование данных помогает:
Уменьшить количество ошибок при разработке программного обеспечения и баз данных.
Унифицировать документацию на предприятии.
Повысить производительность приложений и баз данных.
Упростить отображение данных по всей организации.
Улучшить взаимодействие между разработчиками и командами бизнес-аналитики.
Упростить и ускорить процесс проектирования базы данных на концептуальном, логическом и физическом уровнях.
Типы моделей данных
Разработка баз данных и информационных систем начинается с высокого уровня абстракции и с каждым шагом становится все точнее и конкретнее. В зависимости от степени абстракции модели данных можно разделить на три категории. Процесс начинается с концептуальной модели, переходит к логической модели и завершается физической моделью.
Концептуальные модели данных. Также они называются моделями предметной области и описывают общую картину: что будет содержать система, как она будет организована и какие бизнес-правила будут задействованы. Концептуальные модели обычно создаются в процессе сбора исходных требований к проекту. Как правило, они включают классы сущностей (вещи, которые бизнесу важно представить в модели данных), их характеристики и ограничения, отношения между сущностями, требования к безопасности и целостности данных. Любые обозначения обычно просты.
Логические модели данных уже не так абстрактны и предоставляют более подробную информацию о концепциях и взаимосвязях в рассматриваемой области. Они содержат атрибуты данных и показывают отношения между сущностями. Логические модели данных не определяют никаких технических требований к системе. Этот этап часто пропускается в agile или DevOps-практиках. Логические модели данных могут быть полезны для проектов, ориентированных на данные по своей природе. Например, для проектирования хранилища данных или разработки системы отчетности.
Физические модели данных представляют схему того, как данные будут храниться в базе. По сути, это наименее абстрактные из всех моделей. Они предлагают окончательный дизайн, который может быть реализован как реляционная база данных, включающая ассоциативные таблицы, которые иллюстрируют отношения между сущностями, а также первичные и внешние ключи для связи данных.
Процесс моделирования данных
Моделирование данных начинается с договоренности о том, какие символы используются для представления данных, как размещаются модели и как передаются бизнес-требования. Это формализованный рабочий процесс, включающий ряд задач, которые должны выполняться итеративно. Сам процесс обычно выглядят так:
Определите сущности. На этом этапе идентифицируем объекты, события или концепции, представленные в наборе данных, который необходимо смоделировать. Каждая сущность должна быть целостной и логически отделенной от всех остальных.
Определите ключевые свойства каждой сущности. Каждый тип сущности можно отличить от всех остальных, поскольку он имеет одно или несколько уникальных свойств, называемых атрибутами. Например, сущность «клиент» может обладать такими атрибутами, как имя, фамилия, номер телефона и т.д. Сущность «адрес» может включать название и номер улицы, город, страну и почтовый индекс.
Определите связи между сущностями. Самый ранний черновик модели данных будет определять характер отношений, которые каждая сущность имеет с другими. В приведенном выше примере каждый клиент «живет по» адресу. Если бы эта модель была расширена за счет включения сущности «заказы», каждый заказ также был бы отправлен на адрес. Эти отношения обычно документируются с помощью унифицированного языка моделирования (UML).
Полностью сопоставьте атрибуты с сущностями. Это гарантирует, что модель отражает то, как бизнес будет использовать данные. Широко используются несколько формальных шаблонов (паттернов) моделирования данных. Объектно-ориентированные разработчики часто применяют шаблоны для анализа или шаблоны проектирования, в то время как заинтересованные стороны из других областей бизнеса могут обратиться к другим паттернам.
Назначьте ключи по мере необходимости и определите степень нормализации. Нормализация — это метод организации моделей данных, в которых числовые идентификаторы (ключи) назначаются группам данных для установления связей между ними без повторения данных. Например, если каждому клиенту назначен ключ, этот ключ можно связать как с его адресом, так и с историей заказов, без необходимости повторять эту информацию в таблице с именами клиентов. Нормализация помогает уменьшить объем дискового пространства, необходимого для базы данных, но может сказываться на производительности запросов.
Завершите и проверьте модель данных. Моделирование данных — это итеративный процесс, который следует повторять и совершенствовать под потребности бизнеса.
Типы моделирования данных
Моделирование данных развивалось вместе с системами управления базами данных (СУБД), при этом типы моделей усложнялись по мере роста потребностей предприятий в хранении данных.
Иерархические модели данных представляют отношения «один ко многим» в древовидном формате. В модели этого типа каждая запись имеет единственный корень или родительский элемент, который сопоставляется с одной или несколькими дочерними таблицами. Эта модель была реализована в IBM Information Management System (IMS) в 1966 году и быстро нашла широкое применение, особенно в банковской сфере. Хотя этот подход менее эффективен, чем недавно разработанные модели баз данных, он все еще используется в системах расширяемого языка разметки (XML) и географических информационных системах (ГИС).
Реляционные модели данных были предложены исследователем IBM Э. Ф. Коддом в 1970 году. Они до сих пор встречаются во многих реляционных базах данных, обычно используемых в корпоративных вычислениях. Реляционное моделирование не требует детального понимания физических свойств используемого хранилища данных. В нем сегменты данных объединяются с помощью таблиц, что упрощает базу данных.
Реляционные базы данных часто используют язык структурированных запросов (SQL) для управления данными. Эти базы подходят для поддержания целостности данных и минимизации избыточности. Они часто используются в кассовых системах, а также для других типов обработки транзакций.
В ER-моделях данных используют диаграммы для представления взаимосвязей между сущностями в базе данных. ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая не предписывает никаких графических средств её визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма «сущность-связь» (Entity-Relationship diagram). Однако для визуализации ER-моделей могут использоваться и другие графические нотации, либо визуализация может вообще не применяться (например, только текстовое описание).
Объектно-ориентированные модели данных получили распространение как объектно-ориентированное программирование и стали популярными в середине 1990-х годов. Вовлеченные «объекты» — это абстракции сущностей реального мира. Объекты сгруппированы в иерархии классов и имеют связанные черты. Объектно-ориентированные базы данных могут включать таблицы, но могут также поддерживать более сложные связи. Этот подход часто используется в мультимедийных и гипертекстовых базах данных.
Размерные модели данных разработал Ральф Кимбалл для быстрого поиска данных в хранилище. Реляционные и ER-модели делают упор на эффективное хранение и уменьшают избыточность данных, а размерные модели упорядочивает данные таким образом, чтобы легче было извлекать информацию и создавать отчеты. Это моделирование обычно используется в системах OLAP.
Две популярные размерные модели данных — это схемы «звезда» и «снежинка». В схеме «звезда» данные организованы в факты (измеримые элементы) и измерения (справочная информация), где каждый факт окружен связанными с ним измерениями в виде звездочки. Схема «снежинка» напоминает схему «звезда», но включает дополнительные слои связанных измерений, что усложняет схему ветвления.
Инструменты для моделирования данных
Сегодня широко используются многочисленные коммерческие и CASE-решения с открытым исходным кодом, в том числе различные инструменты моделирования данных, построения диаграмм и визуализации. Вот несколько примеров:
erwin Data Modeler — это инструмент моделирования данных, основанный на языке IDEF1X, который теперь поддерживает и другие нотации, включая нотацию для размерного моделирования.
Enterprise Architect — это инструмент визуального моделирования и проектирования, который поддерживает моделирование корпоративных информационных систем и архитектур, программных приложений и баз данных. Он основан на объектно-ориентированных языках и стандартах.
ER/Studio — это программа для проектирования баз данных, совместимая с некоторыми из самых популярных СУБД. Она поддерживает как реляционное, так и размерное моделирование данных.
Бесплатные инструменты моделирования данных включают решения с открытым исходным кодом, такие как Open ModelSphere.
Для того, чтобы преобразовать данные в структуру, которая соответствует требованиям модели, можно использовать встроенный механизм регулярных запросов, которые выполняются в Google BigQuery, Scheduled Queries и AppScript. Их легко можно освоить, потому что это привычный SQL, но проводить отладку в Scheduled Queries практически нереально. Особенно, если это какой-то сложный запрос или каскад запросов.
Есть специализированные инструменты для управления SQL-запросами, например, dbt и Dataform.
dbt (data build tool) — это фреймворк с открытым исходным кодом для выполнения, тестирования и документирования SQL-запросов, который позволяет привнести элемент программной инженерии в процесс анализа данных. Он помогает оптимизировать работу с SQL-запросами: использовать макросы и шаблоны JINJA, чтобы не повторять в сотый раз одни и те же фрагменты кода.
Главная проблема, которую решают специализированные инструменты — это уменьшение времени, необходимого на поддержку и обновление. Это достигается за счет удобства отладки.
Сущность моделирования. Понятие модели
Моделирование (лат. modulus – мера, образец) – исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей, использование моделей для определения и уточнения характеристик и рационализации построения вновь конструируемых объектов. В научных исследованиях моделирование стало применяться ещё в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, физику химию, биологию, экологию, общественные науки. Методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий и терминология. Лишь в последнее время постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания.
Метод моделирования – универсальный метод. Он применяется в научных исследованиях практически во всех науках. Метод моделирования в геоэкологии – метод исследования строения, функционирования, динамики и развития геокомпонентов и геоэкосистем, процессов и взаимосвязей внутри них и между ними с помощью модели. Под моделью понимается образ (копия) реально существующих объектов, процессов и явлений. Она всегда создается на основе сходства с объектом-аналогом. Модель – это некий новый объект, который отражает главные черты и существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса. Можно сказать модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Никакая модель не может заменить сам объект исследования.
Модель выступает в качестве своеобразного инструмента познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект. Необходимость использования метода моделирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно или же это исследование требует много времени и средств.
Таким образом, модель необходима для того чтобы:
1. Понять, как устроен конкретный объект – каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром;
2. Научиться управлять объектом или процессом и определять наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);
3. Прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействий на объект;
4. Никакая модель не может заменить само явление, но при решении задачи, когда нас интересуют определенное свойство исследуемого процесса или явления, модель оказывается полезной, а подчас и единственным инструментом исследования, познания.
Процесс построения модели называется моделированием. Основные задачи моделирования: а) облегчить процесс познания; б) сделать познание менее трудоемким; в) сделать объект познания более наглядным и доступным.
Технология моделирования требует от исследователя умения ставить проблемы и задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, выбирать аналогии и математические формулировки, решать задачи с использованием компьютерных систем, проводить анализ компьютерных экспериментов.
Навыки моделирования очень важны человеку в жизни. Они помогут разумно планировать свой распорядок дня, учебу, труб, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, разрешать удачно жизненные ситуации.
Выделяют несколько видов моделирования:
– материальное (физическое) моделирование – моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с помощью перенесения свойств изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия;
– идеальное моделирование – основано не на материальной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мысленной;
– знаковое моделирование – моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов;
– математическое моделирование – моделирование при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики.
Процесс моделирования включает три элемента:
1. Субъект (исследователь);
2. Объект исследования;
3. Модель, опосредствующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
Этапы моделирования
Процесс моделирования состоит из нескольких этапов:
объект исследования – модель – изучение модели – знания об объекте.
Этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обуславливаются тем, что модель отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимости и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть моделью), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от отражения других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.
На втором этапе процесса моделирования модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные об ее «поведении». Конечным результатом этого этапа является множество знаний о модели.
На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал. Этот процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели. Мы можем с достаточным основанием переносить какой-либо результат с модели на оригинал, если этот результат необходимо связан с признаками сходства оригинала и модели. Если же определенный результат модельного исследования связан с отличием модели от оригинала, то этот результат переносить неправомерно.
Четвертый этап – проверка полученных с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.
Моделирование цикличный процесс. Это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т. д. При этом знания о следуемом объекте расширяются или уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта и ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.