نموذج

نموذج لجزيء، حيث تمثل الكرات الملونة ذرات مختلفة.

النموذج هو تمثيل معلوماتي لشيء أو شخص أو نظام. كان المصطلح يشير في الأصل إلى مخططات مبنى في اللغة الإنجليزية في القرن السادس عشر، واشتق عبر الفرنسية والإيطالية في النهاية من الكلمة اللاتينية modulus ، والتي تعني " مقياس " . [ 1 ]

يمكن تقسيم النماذج إلى نماذج مادية (مثل نموذج سفينة ) ونماذج مجردة (مثل مجموعة من المعادلات الرياضية التي تصف عمل الغلاف الجوي لأغراض التنبؤ بالطقس). وتُعد النماذج المجردة أو المفاهيمية أساسية في فلسفة العلوم . [ 2 ] [ 3 ]

في البحث العلمي والعلوم التطبيقية ، لا ينبغي الخلط بين النموذج والنظرية : فبينما يسعى النموذج فقط إلى تمثيل الواقع بهدف فهم العالم أو التنبؤ به بشكل أفضل، فإن النظرية أكثر طموحًا لأنها تدعي أنها تفسير للواقع. [ 4 ]

أنواع النماذج

النموذج في سياقات محددة

ككلمة اسم، فإن كلمة "نموذج" لها معانٍ محددة في مجالات معينة، مشتقة من معناها الأصلي " التصميم الهيكلي أو التخطيط ":

  • النموذج (المنتج) ، تصميم معين لمنتج كما هو معروض في كتالوج أو صالة عرض (مثل فورد موديل تي ، وهو نموذج سيارة قديم ).
  • الكائن النموذجي (الكائن الحي) هو نوع غير بشري يُدرس لفهم الظواهر البيولوجية في الكائنات الحية الأخرى، على سبيل المثال، خنزير غينيا محروم من فيتامين سي لدراسة داء الإسقربوط، وهي تجربة من غير الأخلاقي إجراؤها على الإنسان.
  • النموذج (المحاكاة) ، نوع يتم محاكاته بواسطة نوع آخر
  • النموذج (المنطقي) ، وهو بنية (مجموعة من العناصر، مثل الأعداد الطبيعية 1، 2، 3، ...، بالإضافة إلى العمليات الرياضية مثل الجمع والضرب، والعلاقات، مثل<{\displaystyle <}) التي تحقق نظامًا معينًا من البديهيات (الحقائق الأساسية)، أي التي تحقق عبارات نظرية معينة [ 7 ]
  • النموذج (CGI) ، هو تمثيل رياضي لأي سطح من أسطح جسم ما في ثلاثة أبعاد عبر برامج متخصصة
  • النموذج (MVC) ، وهو المكون الداخلي الذي يمثل المعلومات في البرنامج، على عكس واجهة المستخدم الخاصة به.

النموذج المادي

جزء من نموذج مصغر بنسبة 1/9 لمدينة بورنتون أون ذا ووتر في بورنتون أون ذا ووتر، غلوسترشير ، إنجلترا

النموذج المادي (يُشار إليه عادةً ببساطة باسم نموذج، ولكن في هذا السياق يتم تمييزه عن النموذج المفاهيمي ) هو تمثيل مادي أصغر أو أكبر لجسم أو شخص أو نظام . قد يكون الجسم الذي يتم نمذجته صغيرًا (مثل الذرة ) أو كبيرًا (مثل النظام الشمسي ) أو بالحجم الطبيعي (مثل عارضة أزياء تعرض ملابس لزبائن محتملين ذوي بنية مماثلة).

غالبًا ما تتشابه هندسة النموذج مع هندسة الجسم الذي يمثله، بمعنى أن أحدهما عبارة عن إعادة تحجيم للآخر. مع ذلك، في كثير من الحالات، يكون التشابه تقريبيًا فقط، أو حتى مشوهًا عمدًا. أحيانًا يكون التشوه منهجيًا، على سبيل المثال، استخدام مقياس ثابت أفقيًا ومقياس ثابت أكبر رأسيًا عند تصميم تضاريس المنطقة لإبراز جبالها.

يُتيح النموذج المعماري تصور العلاقات الداخلية داخل الهيكل أو العلاقات الخارجية للهيكل مع البيئة المحيطة. كما يُستخدم أيضاً كلعبة .

تُعدّ النماذج الفيزيائية المُجهزة بأجهزة قياس وسيلة فعّالة لدراسة تدفقات الموائع في التصميم الهندسي . غالبًا ما تُدمج هذه النماذج مع نماذج ديناميكا الموائع الحسابية لتحسين تصميم المعدات والعمليات. يشمل ذلك التدفقات الخارجية، مثل تلك التي تحدث حول المباني والمركبات والأفراد والمنشآت الهيدروليكية . وتُستخدم اختبارات أنفاق الرياح وأنفاق المياه عادةً في هذه الجهود التصميمية. كما يمكن للنماذج الفيزيائية المُجهزة بأجهزة قياس دراسة التدفقات الداخلية، لتصميم أنظمة مجاري الهواء ومعدات مكافحة التلوث وآلات تصنيع الأغذية وأوعية الخلط. في هذه الحالة، تُستخدم نماذج التدفق الشفافة لمراقبة ظاهرة التدفق بالتفصيل. تُقاس هذه النماذج من حيث كلٍّ من الهندسة والقوى المؤثرة، على سبيل المثال، باستخدام مقياس رقم فرود أو رقم رينولدز (انظر التشابه ). في عصر ما قبل الحوسبة، تم نمذجة الاقتصاد البريطاني باستخدام النموذج الهيدروليكي MONIAC ، للتنبؤ، على سبيل المثال، بتأثير ارتفاع الضرائب على التوظيف.

نموذج مفاهيمي

تستخدم نماذج الطقس معادلات تفاضلية تستند إلى قوانين الفيزياء ، ونظام إحداثيات يقسم الكوكب إلى شبكة ثلاثية الأبعاد.

النموذج المفاهيمي هو تمثيل نظري لنظام ما، مثل مجموعة من المعادلات الرياضية التي تحاول وصف آلية عمل الغلاف الجوي لأغراض التنبؤ بالطقس. [ 8 ] وهو يتألف من مفاهيم تُستخدم للمساعدة في فهم أو محاكاة موضوع يمثله النموذج.

تُعدّ النماذج المجردة أو المفاهيمية أساسية في فلسفة العلوم ، [ 2 ] [ 3 ] إذ إنّ كل نظرية علمية تقريبًا تتضمن نوعًا من النماذج للمجال المادي أو البشري . بمعنى ما، يُعتبر النموذج المادي "تجسيدًا دائمًا لنموذج مفاهيمي؛ حيث يُتصور النموذج المفاهيمي مسبقًا على أنه المخطط الأولي للنموذج المادي"، والذي يُبنى بعد ذلك وفقًا لهذا التصور. [ 9 ] وبالتالي، يشير المصطلح إلى النماذج التي تتشكل بعد عملية تصور أو تعميم. [ 2 ] [ 3 ]

أمثلة

  • النموذج المفاهيمي (علوم الحاسوب) ، وهو تمثيل متفق عليه للكيانات وعلاقاتها، للمساعدة في تطوير البرمجيات
  • النموذج الاقتصادي ، وهو بناء نظري يمثل العمليات الاقتصادية
  • نموذج اللغة ، وهو نموذج احتمالي للغة طبيعية، يُستخدم للتعرف على الكلام، وتوليد اللغة، واسترجاع المعلومات.
    • نماذج اللغة الكبيرة هي شبكات عصبية اصطناعية تُستخدم في الذكاء الاصطناعي التوليدي، على سبيل المثال ChatGPT
  • النموذج الرياضي ، وصف لنظام باستخدام المفاهيم واللغة الرياضية
    • النموذج الإحصائي ، هو نموذج رياضي يحدد عادةً العلاقة بين متغير عشوائي واحد أو أكثر ومتغيرات أخرى غير عشوائية.
    • النموذج (CGI) ، هو تمثيل رياضي لأي سطح من أسطح جسم ما في ثلاثة أبعاد عبر برامج متخصصة
  • النموذج الطبي ، وهو "مجموعة من الإجراءات التي يتم تدريب جميع الأطباء عليها"
  • النموذج الذهني ، في علم النفس، هو تمثيل داخلي للواقع الخارجي
  • النموذج (المنطقي) ، هو مجموعة مع مجموعة من العمليات المنتهية، والعلاقات المعرفة عليها، والتي تحقق مجموعة معينة من البديهيات.
  • النموذج (MVC) ، وهو مكون يمثل المعلومات في البرنامج، ويختلف عن واجهة المستخدم (العرض)، وكلاهما مرتبط بمكون المتحكم، في سياق تصميم البرمجيات النموذجي-العرض-المتحكم
  • القانون النموذجي ، وهو قانون تمت صياغته مركزياً ليتم نشره واقتراحه للتنفيذ في العديد من الهيئات التشريعية المستقلة
  • النموذج القياسي (توضيح)

خصائص النماذج، وفقًا لنظرية النماذج العامة

وفقًا لهيربرت ستاكوفياك ، يتميز النموذج بثلاث خصائص على الأقل: [ 10 ]

1. رسم الخرائط
النموذج دائمًا ما يكون نموذجًا لشيء ما - إنه صورة أو تمثيل لأصل طبيعي أو اصطناعي، موجود أو متخيل، [ 11 ] حيث يمكن أن يكون هذا الأصل نفسه نموذجًا.
2. التخفيض
بشكل عام، لن يتضمن النموذج جميع السمات التي تصف الأصل، بل فقط تلك التي تبدو ذات صلة بمنشئ النموذج أو مستخدمه.
3. البراغماتية
لا يرتبط النموذج ارتباطًا وثيقًا بأصله. إنه مصمم ليحل محل الأصل.
أ) لمواضيع معينة (لمن؟)
ب) خلال فترة زمنية محددة (متى؟)
ج) يقتصر على بعض الأفعال المفاهيمية أو المادية (لماذا؟) .

على سبيل المثال، خريطة الشارع هي نموذج للشوارع الفعلية في المدينة (رسم الخرائط)، توضح مسار الشوارع مع حذف، على سبيل المثال، إشارات المرور وعلامات الطرق (التبسيط)، وهي مصممة للمشاة وسائقي المركبات لغرض إيجاد طريقهم في المدينة (البراغماتية).

وقد اقتُرحت خصائص إضافية، مثل التمديد والتشويه [ 12 ] بالإضافة إلى الصلاحية . [ 13 ] ويُفرّق الفيلسوف الأمريكي مايكل وايزبرغ بين النماذج الملموسة والرياضية ، ويقترح المحاكاة الحاسوبية ( النماذج الحسابية ) كفئة مستقلة من النماذج. [ 14 ]

استخدامات النماذج

بحسب بروس إدموندز، هناك 5 استخدامات عامة على الأقل للنماذج: [ 15 ]

  • التنبؤ : توقع البيانات غير المعروفة بشكل موثوق، بما في ذلك البيانات الموجودة ضمن نطاق بيانات التدريب ( الاستيفاء )، وخارج النطاق ( الاستقراء ).
  • التفسير : إنشاء سلاسل سببية معقولة من خلال اقتراح آليات يمكنها تفسير الأنماط التي تظهر في البيانات
  • العرض النظري : اكتشاف أو اقتراح فرضيات جديدة، أو دحض الفرضيات الموجودة حول سلوك النظام الذي يتم نمذجته.
  • الوصف : يمثل الجوانب المهمة للنظام الذي يتم نمذجته
  • توضيح : توصيل فكرة أو شرح

انظر أيضاً

مراجع

  1. قاموس أكسفورد الإنجليزي ، مطبعة جامعة أكسفورد، doi : 10.1093/OED/3984201854 ، تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2023
  2. 1 2 3 Merriam-Webster, Merriam-Webster's Collegiate Dictionary , Merriam-Webster, مؤرشف من الأصل في 2020-10-10 ، تم استرجاعه في 2021-06-12 .
  3. 1 2 3 تاتومير، أ.؛ وآخرون (2018). "تطوير نموذج مفاهيمي باستخدام قاعدة بيانات عامة للميزات والأحداث والعمليات (FEP) لتقييم الأثر المحتمل للتكسير الهيدروليكي على طبقات المياه الجوفية" . التقدم في علوم الأرض . 45 : 185-192 . Bibcode : 2018AdG....45..185T . doi : 10.5194/adgeo-45-185-2018 . hdl : 20.500.11820/b83437b4-6791-4c4c-8f45-744a116c6ead . 
  4. ^ وونش، ج. (1994). “النظريات والنماذج والبيانات”. ديموغرافيا . 36 (1): 20– 29. بميد 12346076 . 
  5. "modelworker.com" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-10-2007.
  6. ووكر، هارييت (4 مايو 2009). "وجوه رائعة في عالم الموضة: قرن من عروض الأزياء" . صحيفة الإندبندنت . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 مايو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 سبتمبر 2017 .
  7. تشانغ وكايسلر، ص 1
  8. نماذج التنبؤ ، مكتب الأرصاد الجوية.
  9. إبراهيم أ. حلون، نظرية النمذجة في تعليم العلوم (2007)، ص 36.
  10. ^ هربرت ستاتشوفياك: Allgemeine Modelltheorie ، 1973، S. 131–133.
  11. "TRICK: اختصار سهل لتصور التوأم الرقمي" . automation.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-11-05 .
  12. ثالهايم: نحو نظرية للنمذجة المفاهيمية . في: مجلة علوم الحاسوب الشاملة ، المجلد 16، 2010، العدد 20، ص 3120
  13. ديتريش دورنر: الفكر والتصميم - استراتيجيات البحث، ومنهج دراسة الحالة الفردية، وأساليب التحقق . في: إي. فرانكنبرغر وآخرون (محررون): المصممون. مفتاح تطوير المنتجات الناجح . سبرينغر-فيرلاغ، برلين وآخرون ، 1998، ص 3-11.
  14. م. وايزبرغ: المحاكاة والتشابه - استخدام النماذج لفهم العالم. مطبعة جامعة أكسفورد، نيويورك 2013
  15. إدموندز، بروس (2017). "أغراض النمذجة المختلفة" . في: بروس إدموندز؛ روث ماير (محرران). محاكاة التعقيد الاجتماعي: دليل . فهم الأنظمة المعقدة. تشام: دار نشر سبرينغر الدولية. ص 39-58 . doi : 10.1007/978-3-319-66948-9_4 . ISBN  978-3-319-66948-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-03-2025 .
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بالنماذج الفيزيائية على ويكيميديا ​​كومنز