من أسباب استخدام النماذج

تعمل التقنيات التي من خلالها يتم إنشاء النماذج في إبراز المجالات العديدة التي يمكن أن يكون هناك فيها تحليل غير مكتمل.
يمكن التركيز على جانب واحد من النظام وترك الجوانب الأخرى، حتى يتم نمذجتها بشكل منفصل.
تعمل على توفير تمثيل واضح وموجز يجعل من تبادل المعلومات وفهمها أسهل.
يمكنها الكشف عن التناقضات من خلال الاختبارات والملاحظات.
تعمل على توفر التواصل الجيد بين العملاء والمهندسين.
يمكن لأي نموذج فردي أن يدير التعقيد من خلال التجريد.
يمكن تحديث النماذج والتحقق منها بكل سهولة.
تقوم النماذج بفرض هيكل للمعلومات بأكملها.
تساعد النماذج على فهم العالم بشكل أفضل.
تعمل على تحريك العلم إلى الأمام.
تعمل على إثبات صحة المعلومات.
توفر تمثيل تصويري للنظام. [1]

ما هي النماذج

النموذج

هو

عبارة عن تجريد للواقع أو تمثيل لموضوع أو موقف حقيقي

، وبمعنى آخر يقوم النموذج بتقديم يقدم النموذج نسخة مبسطة من شيء ما قد يكون في الأصل بسيطًا ولكنه يجعله أكثر سهولة ويسر مثل رسم مخططات المنزل، أو أحيانًا يكون النموذج معقد أيضًا وذلك يكون مثل التمثيل المصغر ولكن الوظيفي لقطعة معقدة مثلًا من الآلات، ففي النهاية قد يتم تجميع نموذج طائرة ولصق النموذج معًا من مجموعة بواسطة طفل، أو قد يحتوي النموذج على محرك تجريبي محاكي للواقع ولكنه عبارة عن لعبة، مما تسمح لها بالطيران لتبدو مثل الطائرة الحقيقية، يعتبر المفهوم الأكثر قابلية للاستخدام لكلمة النموذج هو التجريد، من المشكلة الحقيقية التي قد تواجهك في عملك، إلى لمتغيرات والعلاقات الرئيسية، والتي يتم تجريدها من أجل حل أو على الأقل تبسيط المشكلة نفسها، فَـ تسمح النمذجة للمستخدم بفهم المشكلة بشكل أكبر وأفضل، بالإضافة إلى أنها تقدم له وسيلة لمعالجة الموقف، وذلك يكون من أجل تحليل نتائج المدخلات المختلفة التي تكون من خلال إخضاعها لمجموعة متغيرة جدًا من الافتراضات.

في الواقع أن تصور الأمر بدون نمذج صعب، تخيل أن تظل جميع العمليات في ذلك العالم غامضة ومعقدة، وذلك على الرغم من أنها قابلة للحل والاكتشاف، فهي قد تكون جزئية أو معيبة، فَـ بختار النمذجة تعمل على تمثيل العالم بطريقة بسيطة يمكننا فهمها، فعلى سبيل المثال، نموذج بوهر للذرة، ما هو إلا تبسيط مهم لهيكل الذرة، ومع ذلك نرى أنه قد ساعدنا كثيرًا في تصور الذرة كنواة معبأة ومحاطة بالإلكترونات التي تدور في مدارها، فبدون نموذج كان من الصعب علينا تخيل كل هذا التعامل معه، وبالتالي كانت سوف تظل الذرة شئ مبهم لا تصور له، فَـ في الواقع النماذج تكون حاسمة جدًا وخاصًة في المجال العلمي، فيمكن الكشف عن التناقضات في النموذج من خلال الاختبار أو الملاحظات وبناءًا عليه يمكن تشكيل نموذج جديد تمامًا مبني ومصور بطريقة صحيحة، فعلى سبيل المثال، كان قد تم اقتراح النموذج البطلمي لحركة الكواكب والشمس في تصور لسفرك حول الأرض، ولكن مع كل ذلك كان هذا النموذج غير قادر على تصور كل الظواهر الموجودة، والتي تتمثل في مراحل كوكب الزهرة، وعليه تم التعديل وتدوين الملاحظات اللازمة وعمل الاختبارات لوضع نموذج آخر أكثر كفاءة وهو نموذج الكوبرنيكي للنظام الشمسي والذي يُعد من النماذج ذات المكانة العالية. [2] [3]

أنواع النماذج

النماذج المادية.
نماذج الرسوم البيانية.
النماذج اللفظية.
النماذج الرياضية.

النماذج هي عبارة عن نسخ طبق الأصل من الخصائص الفيزيائية والتي ينبغي فيها معرفة الشكل النسبي والشكل والوزن، للكائن المطلوب عمل نموذج عليه، أو للشئ بشكل عام، منها الأنواع فهناك نماذج أخرى مثل النماذج المادية والتي يكون لها نفس المظهر الجسدي وذلك الذي يُمثل موضوع تمثيلهم، بالإضافة إلى ان هناك نوع آخر من من النماذج يتعامل مع الرموز والعلاقات العددية والتعبيرات وما إلى ذلك، كل ذلك يتناسب بشكل رئيسي مع فئات رئيسية من النماذج والتي سوف نتعرف عليهم فيما يلي:

النماذج المادية:

النماذج المادية أو الفيزيائية هي تلك التي تشبه الكائن النهائي الذي تمثله، فيكون عبارة عن شكل مجسم بالضبط للأصل، متماثلة في أدق التفاصيل، وقد نرى ذلك في النماذج التي يتم تصميمها على الطائرات والسيارات والسفن، وحتى نماذج الألعاب المجسمة للأطفال، تكون مطابقة للأصل تمامًا ولكن بشكل مبسط وصغير، ومن المتوقع أن يكون هناك نماذج للمقاييس والمباني البلدية ومراكز التسوق والتطورات العقارية سواء كانت الفرعية أو المجمعة لسهولة البناء، بالطبع تكون تلك النماذج ثلاثية الأبعاد وعليها يكون التصور كامل للشكل الأصلي الذي يفترض أن يتم إنشائه، تخضع النماذج أيضًا تحت التجربة وذلك لمعرفة كيفية الأداء بعد التصميم الحقيقي، فيمكن اختبار نماذج السيارات والطائرات في الإنفاق المواجهة للرياح وذلك لتحديد الخصائص الديناميكية الهوائية، ومدى تأثيرها على اضطراب الهواء على الأسطح الخارجية، كما أنه من الممكن أيضًا أن تتعرض السيارات النموذجية لاختبارات لتقييم تأثير مقاومة الرياح على المتغيرات الموجودة بها مثل المناولة والمسافة المقطوعة بالغاز.

نماذج الرسوم البيانية:

نماذج الرسوم البيانية تُسمى أيضًا بالنماذج التخطيطية، وهي تكون نماذج أكثر تجريدية من النماذج المادية، في حين أن النماذج التخطيطية يكون لديهم بعض المراسلات المرئية مع الواقع إلا أنهم في الأصل لا يشبهون الواقع المادي بشكل كبير، فَـ نماذج الرسوم البيانية والمخططات عبارة عن نماذج تخطيطية تقوم بتوفير التسهيلات اللازمة لصور العلاقات الرياضية، فيشير رسم خط على الرسم البياني إلى العلاقة الخطية الرياضية بين متغيرين، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تُمثل المخططات الدائرية والمخططات الشريطية والمدرج التكراري بعض المواقف الحقيقية، ولكنها في الحقيقة لا تحمل أي تشابه مادي مع أي شيء، فَـ المخططات والرسومات عبارة عن إصدارات من النماذج التخطيطية، التي تُمثل العلاقات المفاهيمية في شكل تسلسل زمني واضح.

النماذج اللفظية:

يتم استخدام النماذج اللفظية في التمثيل عن المواقف والكلمات الموجودة، وقد تترواح النماذج اللفظية من مجرد عرض كلمات لموقف ما قد يكون موصوف بالفعل في كتاب أو رواية إلى مشكلة قرار وعمل معقد وهي التي تكون موصوفة بأرقام، فتعمل النماذج اللفظية على تقديم السيناريوهات الضرورية من أجل الإشارة إلى وجود مشكلة، مع تقديم جميع المعلومات ذات الصلة الضرورية لحل تلك المشكلة أو تقديم التوصيات أو على الأقل تحديد البدائل الممكنة لحلها، وذلك يكون في الحالات المعروضة بالفعل في الكتب المدرسية على سبيل المثال وهي التي تكون عبارة عن نماذج لفظية تُمثل أعمال الشركة دون الحاجة إلى ذهاب الطالب إلى الشركة بنفسه، وعليه نرى أن في كثير من الأحيان تقوم النماذج اللفظية بتوفير كافة المعلومات لتصوير المشكلات في شكل رياضي، أو بمعنى آخر، يتم تحويل النماذج اللفظية إلى نماذج رياضية يمكن العثور عليها بكل سهولة، وحلها بشكل وظيفي أو تمثيلي، فإذا قمنا بإجراء نظرة على كتب الرياضيات سوف نجد أنها تقوم بتقديم نص علمي إداري بشكل عام يعمل على حل المشكلات أو كيفية حل المشكلات، وكل المطلوب من الطالب هو تحويل تلك المشكلات إلى كلمات لفهمها وحلها بطريقة رياضية.

النماذج الرياضية:

تعتبر النماذج الرياضية هي الأكثر تجريدًا من أي نماذج آخرى، كما أنها لا تشبه نظائرها في الواقع على الإطلاق، فتُبنى باستخدام الأرقام والرموز التي يمكن تحويلها فيما بعد إلى دوال ومعادلات وصيغ رياضية، وتلك التي يتم استخدامها في بناء النماذج التي تكون أكثر تعقيدًا مثل المصفوفات ونماذج البرمجة الخطية وما إلى ذلك. [3]