Welcome to Marketing Faculty -University of Finance and Marketing (UFM)
(028) 3997 2243 | khoamkt@ufm.edu.vn

Phương pháp Mô hình hóa trong công tác nghiên cứu khoa học

01/12/2016
618

Ngày nay, các loại mô hình đã và đang đóng một vai trò quan trọng các lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Chúng là những công cụ hữu dụng giúp các nhà khoa học thu thập thông tin, dữ liệu cũng như nghiên cứu các vấn đề mà không nhất thiết phải tiến hành các thí nghiệm trên thực địa. Có thể nói, phương pháp Mô hình hóa đang ngày càng trở nên phổ biến và trở thành một trong những phương pháp thiết yếu trong công tác nghiên cứu khoa học. Nắm chắc và thực hiện có hiệu quả phương pháp Mô hình hóa sẽ giúp nâng cao chất lượng của công tác nghiên cứu một cách đáng kể.

1. Khái niệm Mô hình hóa

Mô hình hóa là phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm trên mô hình của một hiện tượng (quá trình, sự vật,…) thay vì nghiên cứu trực tiếp hiện tượng ấy ở dạng tự nhiên (thực địa). Quá trình mô hình hóa bao gồm hai phần là chế tạo mô hình và tiến hành thực nghiệm trên mô hình ấy.

2. Phân loại mô hình

Phương pháp Mô hình hóa hướng đến việc tạo ra các công cụ tiện dụng phục vụ cho những hoạt động nghiên cứu trên các lĩnh vực khác nhau bao gồm cả khoa học tự nhiên và khoa học xã hội. Về cơ bản, ngoài cách phân chia theo hai loại mô hình là mô hình tĩnh và mô hình động,  phương pháp Mô hình hóa còn chia ra thành các loại mô hình sau:

    a. Mô hình đồng dạng:

–  Mô hình đồng dạng không gian: là vật thu gọn về không gian theo tỷ lệ nhất định để xem xét sự đồng bộ, sự tương tác, tương quan,…giữa các chi tiết trong tổng thể. Một số loại mô hình đồng dạng không gian thường được sử dụng là sa đồ, mô hình nhà máy, mô hình máy bay,…

–  Mô hình đồng dạng vật lý: là mô hình mô phỏng những hiện tượng có bản chất giống hay gần giống với nguyên bản. Một vài ví dụ về mô hình đồng dạng vật lý có thể kể đến như mô hình tái hiện một vụ án, mô hình con đường tiến hóa của động vật,..

–  Mô hình đồng dạng toán học : dùng một hệ thống các phương trình tính toán (thường phải dùng đến máy tính) để lặp lại hay phán đoán sự kiện, dự báo về sản xuất, đánh bắt thuỷ hải sản, lũ lụt, thời tiết, dân số, sự phát truyển khoa học – công nghệ,…

      b. Mô hình tương tự:

–  Mô hình lý tưởng: bằng những tư duy và lý luận logic toán học, những hệ thống phương trình toán học được xây dựng để miêu tả một sự kiện, hiện tượng bất kỳ (về vật lý, hoá học, xã hội, tâm lý,…) bằng những quy lật khống chế chủ yếu, bỏ qua hay bỏ bớt những yếu tố phụ ngoại lai làm nhiễu loạn sự kiện. Một số mô hình lý tưởng tiêu biểu là mô hình toán về sự rơi tự do trong chân không, hệ thống 6 phương trình cơ bản Maxwells về điện – từ trường, động học chất điểm,..

–  Mô hình analogie: chỉ những hiện tượng rất khác xa nhau về bản chất vật lý nhưng được mô tả bằng những phương trình (công thức) toán như nhau và các điều kiện đơn trị cũng giống nhau. Do đó người ta có thể dung mô hình tương tự để nghiên cứu những hiện tượng vật lý khác nhau. Có thể kể ra một vài ví dụ về mô hình analogie như  mô hình “tương tự nhiệt điện” (Electro -Thermal Analogy ETA) hay mô hình “ tương tự thuỷ lực – nhiệt” (Hydro – Thermal of Fluid Flow Analogy HTA).

3. Mục đích của phương pháp Mô hình hóa

–  Làm sáng tỏ vấn đề: chúng ta có thể đưa ra được các lỗi của hệ thống từ việc tiếp cận trực quan đồ họa hơn là từ các dạng trình bày khác như văn bản, đoạn mã,… Hơn nữa, việc mô hình hoá giúp chúng ta dễ dàng hiểu được cách thức hoạt động của vấn đề.

–  Mô phỏng được hình ảnh tương tự: hình thức trình bày của mô hình có thể đưa ra được một hình ảnh giả lập như hoạt động thực sự của hệ thống thực tế, điều này giúp cho người tiếp cận cảm thấy thuận tiện khi làm việc với mô hình (là hình ảnh thu nhỏ của hệ thống thực tế).

–  Gia tăng khả năng duy trì hệ thống: các ký hiệu trực quan có thể cải tiến khả năng duy trì hệ thống. Thay đổi các vị trí được xác định và việc xác nhận trực quan trên mô hình các thay đổi đó sẽ giúp làm giảm đi số lượng lỗi. Do đó, chúng ta có thể tạo ra các thay đổi nhanh hơn và các lỗi được kiểm soát hoặc xảy ra ít hơn.

– Làm đơn giản hóa vấn đề: mô hình hoá có thể biểu diễn vấn đề ở nhiều mức, từ mức tổng quát đến mức chi tiết, mức càng tổng quát thì ký hiệu sử dụng càng ít (do đó càng đơn giản hoá việc hiểu) và vấn đề được biểu diễn càng tổng quát.

4. Cách tiến hành phương pháp Mô hình hóa

Từ khi phương pháp Mô hình hóa ra đời đến nay, các nhà khoa học đã sáng tạo ra rất nhiều phương pháp khác biệt để mô hình hóa như phương pháp Descartes, phương pháp hệ thống, phương pháp hiện tượng,.. Nhìn chung, mỗi phương pháp đều thể hiện một số ưu điểm và nhược điểm nhất định đối với công tác nghiên cứu khoa học. Bài viết xin chỉ ra một quy trình cơ bản nhất để tiến hành phương pháp Mô hình hóa bao gồm các bước sau đây:

–  Đánh giá vấn đề, yêu cầu cần đạt được: sử dụng tư duy và các giác quan để nhìn nhận vấn đề, phân loại các đối tượng và ý tưởng có liên quan.

–  Đưa ra một số giả thuyết : dự kiến một số lời giải thích khả thi cho vấn đề, hiện tượng được nêu ra.

Các bước thực hiện phương pháp Mô hình hóa

–  Thiết kế thử nghiệm: sử dụng các vật liệu, dụng cụ để tạo ra một mô hình phù hợp với yêu cầu. Tùy thuộc vào mục đích mà chúng ta quyết định loại mô hình cần xây dựng.

–  Thu thập dữ liệu: tiến hành những thử nghiệm trên mô hình, thu thập lại những số liệu cụ thể, các hiện tượng xảy ra trong quá trình thử nghiệm.

–  Phân tích dữ liệu: từ những thông tin ghi lại được, tiến hành phân tích chi tiết nguyên nhân, kết quả, ý nghĩa của vấn đề được nêu ra.

–  Rút ra kết luận và mở rộng vấn đề: rút ra kết luận cho vấn đề, hiện tượng và đặt ra những câu hỏi liên quan để làm rõ vấn đề, từ đó có thể mở ra những nghiên cứu mới.

5. Lợi ích của phương pháp Mô hình hóa

–  Là công cụ nghiên cứu hữu ích khi hệ không gian vật lý không tồn tại hoặc tốn kém và tốn thời gian để xây dựng.

–  Cho phép quan sát, nghiệm thu, đánh giá trước khi tiến hành nghiên cứu, thí nghiệm trên đối tượng, hiện tượng thực tế.

–  Là công cụ có chi phí thấp, dễ dàng xây dựng, tháo lắp và thay đổi trong suốt quá trình tiến hành công việc nghiên cứu.

Tóm lại, phương pháp Mô hình hóa là một trong những phương pháp căn bản và thiết yếu nhất đối với những người làm nghiên cứu khoa học. Phương pháp này đã đưa đến lời giải cho hàng loạt vấn đề quan trọng và thiết thực đối với cả lĩnh vực khoa học và thực tế đời sống xã hội. Chính vì vậy, chúng ta cần phải nắm chắc và áp dụng linh hoạt phương pháp Mô hình hóa để có thể phục vụ công tác nghiên cứu khoa học một cách hiệu quả và tối ưu nhất.

Nguồn: “Phương pháp mô hình hóa trong công tác nghiên cứu khoa học”_ Trịnh Thị Thu Hương, sinh viên K53 – Anh1 – Khối 1 – TCNH, trích “Kỷ yếu Hội nghĩ khoa học sinh viên 2014″ Trường Đại học Ngoại thương

[fbcomments]