Моделирование как метод научного исследования

Содержание

Слайд 2

ПЛАН Моделирование в биологии Биологические модели Физико-химические модели Математические модели

ПЛАН

Моделирование в биологии
Биологические модели
Физико-химические модели
Математические модели

Слайд 3

Моделирование – метод научного познания, сущность которого заключается в замене изучаемого

Моделирование – метод научного познания, сущность которого заключается в замене

изучаемого предмета или явления специальной аналогичной моделью (объектом), содержащей существенные черты оригинала.
Таким образом, вместо оригинала (интересующего нас объекта) эксперимент проводят на модели (другом объекте), а результаты исследования распространяют на оригинал.
Слайд 4

Модели бывают физические и математические. В соответствии с этим различают физическое

Модели бывают физические и математические.
В соответствии с этим различают физическое

и математическое моделирование.
Если модель и оригинал одинаковой физической природы, то применяют физическое моделирование.
Слайд 5

Математическая модель – это математическая абстракция, характеризующая физический, биологический, экономический или

Математическая модель – это математическая абстракция, характеризующая физический, биологический, экономический

или какой-либо другой процесс. Математические модели при различной физической природе основаны на идентичности математического описания процессов, происходящих в них и в оригинале.
Слайд 6

Моделирование – один из главных методов научного исследования, с помощью которого

Моделирование – один из главных методов научного исследования, с помощью

которого можно ускорить существующие технологические процессы, сократить сроки освоения новых.
Этот метод применяют при изучении различных технологий, режимов работы аппаратов, машин, агрегатов, промышленных комплексов и хозяйств, а также в управлении предприятиями, распределении материальных ресурсов и т.д.
Слайд 7

Важен еще один аспект метода моделирования. Если для обычного эксперимента характерно

Важен еще один аспект метода моделирования. Если для обычного эксперимента

характерно непосредственное взаимодействие с объектом исследования, то в моделировании такого взаимодействия нет, так как изучают не сам объект, а его заменитель.
Слайд 8

Модели в биологии Моделирование – это исследование объектов познания на их моделях

Модели в биологии

Моделирование – это исследование объектов познания на их моделях

Слайд 9

Модели в биологии Уровни моделирования молекулярный; субклеточный; клеточный; органно-системный; организменный; популяционно-биоценотический.

Модели в биологии

Уровни моделирования
молекулярный;
субклеточный;
клеточный;
органно-системный;
организменный;
популяционно-биоценотический.

Слайд 10

Модели в биологии биологических феноменов; условий жизнедеятельности отдельных особей; условий жизнедеятельности популяций; условий жизнедеятельности экосистем.

Модели в биологии

биологических феноменов;
условий жизнедеятельности отдельных особей;
условий жизнедеятельности популяций;
условий жизнедеятельности

экосистем.
Слайд 11

Основные виды моделей в биологии БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ (логико-математические) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

Основные виды моделей в биологии

БИОЛОГИЧЕСКИЕ

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ
(логико-математические)

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

Слайд 12

Необходимость биологических моделей: 1. Воспроизводить на лабораторных животных определённые состояния или

Необходимость биологических моделей:

1. Воспроизводить на лабораторных животных определённые состояния или заболевания,

встречающиеся у человека или животных.
2. Изучать в эксперименте механизмы возникновения данного состояния или заболевания, его течение и исход.
3. Воздействовать на течение смоделированного состояния.
Слайд 13

Способы воздействия на биологические модели: внедрение в генетический аппарат; заражение микробами;

Способы воздействия на биологические модели:

внедрение в генетический аппарат;
заражение микробами;
введение

токсинов;
удаление отдельных органов или введение продуктов их жизнедеятельности (например, гормонов);
различные воздействия на центральную и периферическую нервную систему;
исключение из пищи тех или иных веществ;
помещение в искусственно создаваемую среду обитания и другие.
Слайд 14

Физико-химические модели Воспроизведение физическими или химическими средствами биологических структур, функций или процессов

Физико-химические модели

Воспроизведение физическими или химическими средствами биологических структур, функций или

процессов
Слайд 15

Физико-химические модели Основаны на внешнем качественном сходстве

Физико-химические модели

Основаны на внешнем качественном сходстве

Слайд 16

Физико-химические модели На основе данных электрофизиологических исследований были построены электронные схемы,

Физико-химические модели
На основе данных электрофизиологических исследований были построены электронные схемы,

моделирующие биоэлектрические потенциалы в нервной клетке, её отростке и в синапсе.
Слайд 17

Физико-химические модели Мышь Черепаха

Физико-химические модели

Мышь

Черепаха

Слайд 18

Физико-химические модели Мышь в лабиринте

Физико-химические модели

Мышь в лабиринте

Слайд 19

Физико-химические модели Растворы неорганических и органических веществ (растворы Рингера, Локка, Тироде

Физико-химические модели

Растворы неорганических и органических веществ (растворы Рингера, Локка, Тироде

и др.), имитирующие внутреннюю среду организма и поддерживающие существование изолированных органов или культивируемых вне организма клеток.
Слайд 20

Физико-химические модели Биологические мембраны – плёнка из природных фосфолипидов разделяющая раствор

Физико-химические модели

Биологические мембраны – плёнка из природных фосфолипидов разделяющая раствор

электролита и позволяющая исследовать физико-химические основы процессов транспорта ионов и влияние на него различных факторов.
Слайд 21

Математические модели Математическое и логико-математическое описания структуры, связей и закономерностей функционирования живых систем.

Математические модели

Математическое и логико-математическое описания структуры, связей и закономерностей функционирования

живых систем.
Слайд 22

Математические модели Методология математического моделирования в кратком виде выражена знаменитой триадой:

Математические модели

Методология математического моделирования в кратком виде выражена знаменитой триадой:


"модель - алгоритм - программа",
сформулированной академиком
А.А. Самарским, основоположником отечественного математического моделирования.
Слайд 23

Математические модели Математическая модель в отдельных случаях позволяет предсказать некоторые явления, ранее не известные исследователю.

Математические модели

Математическая модель в отдельных случаях позволяет предсказать некоторые явления,

ранее не известные исследователю.
Слайд 24

Математические модели 1968 год - открытие эффекта Т-слоя (температурного токового слоя

Математические модели

1968 год - открытие эффекта Т-слоя (температурного токового слоя

в плазме, который образуется в МГД-генераторах).
Свидетельство на это открытие было выдано академикам А.Н. Тихонову, А.А. Самарскому и команде ученых работавших в этом направлении.
Слайд 25

Математические модели Grid (сеть)-технологии Объединенный институт ядерных исследований (г.Дубна), Научно-исследовательский институт

Математические модели

Grid (сеть)-технологии
Объединенный институт ядерных исследований (г.Дубна), Научно-исследовательский институт ядерной

физики МГУ, Институт физики высоких энергий РАН (г. Протвино), Институт биофизики РАН (г.Пущино), Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН и др.
Слайд 26

Математические модели Метакомпьютинг В Европе такой сетью должна стать Data Grid,

Математические модели
Метакомпьютинг
В Европе такой сетью должна стать Data Grid, к

которой будет подключен и российский сегмент.
Слайд 27

Математические модели

Математические модели