WAT IS HET WETENSCHAPPELIJKE MODEL? (VOORBEELD) - WETENSCHAP - 2026

Het wetenschappelijke model is een abstracte weergave van verschijnselen en processen om ze te verklaren. Een wetenschappelijk model is een visuele weergave van het zonnestelsel waarin de relatie tussen planeten, de zon en bewegingen wordt gewaardeerd.

Door de introductie van gegevens in het model kan het eindresultaat worden bestudeerd. Om een ​​model te maken, is het nodig om bepaalde hypothesen op te werpen, zodat de weergave van het resultaat dat we willen verkrijgen zo nauwkeurig mogelijk is, en ook eenvoudig, zodat het gemakkelijk kan worden gemanipuleerd.

Wetenschappelijk modelvoorbeeld

Er zijn verschillende soorten methoden, technieken en theorieën om wetenschappelijke modellen vorm te geven. En in de praktijk heeft elke tak van de wetenschap zijn eigen methode om wetenschappelijke modellen te maken, hoewel je modellen uit andere takken kunt gebruiken om je verklaring te verifiëren.

De principes van modellering maken het mogelijk modellen te creëren volgens de tak van wetenschap die ze proberen uit te leggen. De manier om analysemodellen te bouwen wordt bestudeerd in de wetenschapsfilosofie, algemene systeemtheorie en wetenschappelijke visualisatie.

In bijna alle verklaringen van verschijnselen kan het ene of het andere model worden toegepast, maar het is noodzakelijk om het te gebruiken model aan te passen, zodat het resultaat zo nauwkeurig mogelijk is. Mogelijk bent u geïnteresseerd in de 6 stappen van de wetenschappelijke methode en waar ze uit bestaan.

Algemene onderdelen van een wetenschappelijk model

Vertegenwoordigingsregels

Voor het maken van een model is een reeks gegevens en een organisatie daarvan nodig. Op basis van een set invoergegevens levert het model een reeks uitvoergegevens op met het resultaat van de gestelde hypothesen

Interne structuur

De interne structuur van elk model hangt af van het type model dat we voorstellen. Normaal gesproken definieert het de overeenkomst tussen de invoer en de uitvoer.

De modellen kunnen deterministisch zijn wanneer elke input overeenkomt met dezelfde output, of ook niet-deterministisch, wanneer verschillende outputs overeenkomen met dezelfde input.

Soorten modellen

De modellen onderscheiden zich door de vorm van weergave van hun interne structuur. En van daaruit kunnen we een classificatie opstellen.

Fysieke modellen

Binnen de fysische modellen kunnen we onderscheid maken tussen theoretische en praktische modellen. De meest gebruikte praktische modeltypes zijn mockups en prototypes.

Ze zijn een representatie of kopie van het te bestuderen object of fenomeen, wat het mogelijk maakt hun gedrag in verschillende situaties te bestuderen.

Het is niet nodig dat deze weergave van het fenomeen op dezelfde schaal wordt uitgevoerd, maar ze zijn eerder zo ontworpen dat de resulterende gegevens kunnen worden geëxtrapoleerd naar het oorspronkelijke fenomeen op basis van hun grootte.

In het geval van theoretische fysische modellen worden ze als modellen beschouwd wanneer de interne dynamica niet bekend is.

Door middel van deze modellen wordt geprobeerd het bestudeerde fenomeen te reproduceren, maar niet wetende hoe het te reproduceren, worden hypothesen en variabelen opgenomen om te proberen uit te leggen waarom dit resultaat wordt verkregen. Het wordt toegepast in alle varianten van de fysica, behalve in de theoretische fysica.

Wiskundige modellen

Binnen de wiskundige modellen wordt ernaar gestreefd de verschijnselen weer te geven door middel van een wiskundige formulering. Deze term wordt ook gebruikt om te verwijzen naar geometrische modellen in ontwerp. Ze kunnen worden onderverdeeld in andere modellen.

Het deterministische model is er een waarin wordt aangenomen dat de gegevens bekend zijn en dat de gebruikte wiskundige formules exact zijn om het resultaat op elk moment te bepalen, binnen de waarneembare limieten.

Stochastische of probabilistische modellen zijn modellen waarin het resultaat niet exact is, maar eerder een waarschijnlijkheid. En waarin onzekerheid bestaat of de aanpak van het model klopt.

Numerieke modellen daarentegen zijn modellen die door middel van numerieke sets de beginvoorwaarden van het model vertegenwoordigen. Deze modellen maken simulaties van het model mogelijk door de oorspronkelijke gegevens te wijzigen om te weten hoe het model zich zou gedragen als het andere gegevens had.

Over het algemeen kunnen wiskundige modellen ook worden geclassificeerd, afhankelijk van het type invoer waarmee wordt gewerkt. Het kunnen heuristische modellen zijn waarbij wordt gezocht naar verklaringen voor de oorzaak van het fenomeen dat wordt waargenomen.

Of het kunnen empirische modellen zijn, waarbij de resultaten van het model worden gecontroleerd aan de hand van de resultaten die zijn verkregen uit de waarneming.

En tot slot kunnen ze ook worden geclassificeerd op basis van het doel dat ze willen bereiken. Het kunnen simulatiemodellen zijn waarbij men probeert de resultaten van het waargenomen fenomeen te voorspellen.

Het kunnen optimalisatiemodellen zijn, hierin wordt de werking van het model bekeken en wordt getracht het punt te vinden dat verbeterd kan worden om het resultaat van het fenomeen te optimaliseren.

Ten slotte kunnen het controlemodellen zijn, waarbij ze proberen de variabelen te beheersen om het verkregen resultaat te controleren en indien nodig te kunnen wijzigen.

Grafische modellen

Door middel van grafische bronnen wordt een gegevensweergave gemaakt. Deze modellen zijn normaal gesproken lijnen of vectoren. Deze modellen vergemakkelijken de visie op het fenomeen weergegeven door middel van tabellen en grafieken.

Analoog model

Het is de materiële weergave van een object of proces. Het wordt gebruikt om bepaalde hypothesen te valideren die anders onmogelijk te testen zouden zijn. Dit model is succesvol wanneer het mogelijk is om hetzelfde fenomeen dat we waarnemen, analoog uit te lokken

Conceptuele modellen

Het zijn kaarten van abstracte concepten die de te bestuderen verschijnselen vertegenwoordigen, inclusief aannames die een glimp van het resultaat van het model toelaten en eraan kunnen worden aangepast.

Ze hebben een hoog abstractieniveau om het model uit te leggen. Het zijn per se de wetenschappelijke modellen, waarbij de conceptuele representatie van de processen erin slaagt het te observeren fenomeen te verklaren.

Vertegenwoordiging van modellen

Conceptueel type

De factoren van het model worden gemeten door een organisatie van de kwalitatieve beschrijvingen van de variabelen die binnen het model moeten worden bestudeerd.

Wiskundig type

Door middel van een wiskundige formulering komen de representatiemodellen tot stand. Het is niet nodig dat het getallen zijn, maar de wiskundige weergave kan algebraïsche of wiskundige grafieken zijn

Fysiek type

Wanneer prototypes of modellen worden gemaakt die het te bestuderen fenomeen proberen te reproduceren. Over het algemeen worden ze gebruikt om de schaal te verkleinen die nodig is voor de reproductie van het fenomeen dat wordt bestudeerd.

Referenties

1. BOX, George EP. Robuustheid in de strategie van wetenschappelijke modelbouw, Robuustheid in statistiek, 1979, vol. 1 p. 201-236.
2. BOX, George EP; HUNTER, William Gordon; HUNTER, J. Stuart Statistieken voor onderzoekers: een inleiding tot ontwerp, data-analyse en modelbouw. New York: Wiley, 1978.
3. VALDÉS-PÉREZ, Raúl E.; ZYTKOW, Jan M.; SIMON, Herbert A. Wetenschappelijke modelbouw als zoeken in matrixruimten. EnAAAI. 1993. p. 472-478.
4. HECKMAN, James J. 1. The Scientific Model of Causality Sociological Methodology, 2005, vol. 35, nr. 1, p. 1-97.
5. KRAJCIK, Joseph; MERRITT, Joi. Studenten betrekken bij wetenschappelijke praktijken: hoe ziet het construeren en herzien van modellen eruit in het wetenschapslokaal? The Science Teacher, 2012, vol. 79, nr. 3, p. 38.
6. ADÚRIZ-BRAVO, Agustín; LINKS-AYMERICH, Mercè. Een model van een wetenschappelijk model voor het onderwijzen van natuurwetenschappen Elektronisch tijdschrift voor onderzoek in wetenschappelijk onderwijs, 2009, geen ESP, p. 40-49.
7. GALAGOVSKY, Lydia R.; ADÚRIZ-BRAVO, Agustín. Modellen en analogieën in het onderwijs van natuurwetenschappen. Het concept van een analoog didactisch model Science Teaching, 2001, vol. 19, nr. 2, p. 231-242.