آشنایی با مدل‌های ذهنی و مدلسازی در تفکر سیستمی
مدل‌های ذهنی
پرسش‌های این درس
  • چرا برای فهم دنیایی که در آن زندگی می‌کنیم به مدل نیاز داریم؟
  • مدل‌های ذهنی چه هستند، چگونه ساخته می‌شوند و چه نقشی در تصمیم‌گیری دارند؟
  • چگونه می‌توانیم مدل‌های ذهنی خودمان را بشناسیم؟
  • چگونه می‌توانیم مدل‌های ذهنی مان را با دیگران به اشتراک بگذاریم؟
  • از چه ابزارهایی برای به اشتراک گذاری مدل‌های ذهنی می‌توانیم استفاده کنیم؟
  • هر کدام از این ابزارها چه نقاط قوت و ضعفی دارند؟
  • مدل‌های دینامیکی چگونه شکل می‌گیرند و چطور می‌توانند به تقویت مدل‌های ذهنی کمک کنند؟
منابع این درس

- پویایی شناسی سیستم‌ها، دکتر علینقی مشایخی، انتشارات آریانا قلم، ۱۳۹۶

  • فصل اول: نگرش پویا

  • فصل دوم: نقش مدل در فهم پدیده‌ها

برای فهم ساختار سیستم‌ها نیاز به مدل داریم
  • ما دنیای واقع را با تمام جزییاتش در ذهنمان نداریم.
  • برای شناخت پدیده‌ها، یک مدل از دنیای واقع در ذهنمان می‌سازیم.
  • بر مبنای همین مدل به تحلیل و نتیجه‌گیری می‌پردازیم.
  • بر مبنای همین مدل تصمیم می‌گیریم و اقدام می‌کنیم. شکل گیری مدل ذهنی از اطلاعات دنیای واقع
  • ویژگی‌های مدل‌های ذهنی
  • شکل گیری سریع
  • شکل گیری بدون نیاز به تمرین و کسب مهارت
  • دارای ابهام
  • در دسترس دیگران قرار ندارد
  • محدودیت تعداد عواملی که ذهن می‌تواند به صورت هم زمان در نظر بگیرد
  • امکان وجود ناسازگاری درونی (تناقض گویی)
  • عدم اطمینان از استنتاج
  • دو نفر که هم زمان یک پدیده را مشاهده می‌کنند، ممکن است مدل ذهنی متفاوتی از آن در ذهنشان پدید آید
  • در زمان‌های مختلفی که یک نفر به یک پدیده فکر می‌کند، ممکن است مدل‌های ذهنی متفاوتی از آن در ذهنش پدید آید
  • مدل‌های تشریحی
  • از «زبان» می‌توانیم برای ثبت یک مدل ذهنی استفاده کنیم.
  • شرح مکتوب مدلی که از یک پدیده در ذهن داریم، یک مدل تشریحی به وجود می‌آورد.
  • هر نوشته‌ای به صورت کتاب، مقاله، گزارش یا خبر که یک پدیده را شرح می‌دهد، یک مدل تشریحی است.
  • نوشتن یک مدل تشریحی به رفع ابهام‌ها و اصلاح و تقویت مدل ذهنی کمک می‌کند: «آهان!»

    ن والقلم و ما یسطرون
  • ویژگی‌های مدل‌های تشریحی
  • مهارت‌های زبانی در شکل گیری، کیفیت و قابلیت فهم آنها اثر دارد
  • دارای ابهام هستند اما ابهام آنها می‌تواند کمتر از مدل‌های ذهنی باشد
  • برای نقد و بررسی دیگران در دسترس هستند
  • تعداد عوامل و روابط مدل نامحدود است
  • امکان وجود ناسازگاری درونی (تناقض گویی)
  • عدم اطمینان از استنتاج
  • امکان استفاده از ابزارهایی مثل جدول و نمودار برای انتقال بهتر مفاهیم و کاهش خطاها
  • مدل‌های ریاضی

    در مدل‌های ریاضی مفاهیم و متغیرهای مورد نظر برای تحلیل پدیده‌ها به صورت علائم ریاضی معرفی می‌شوند.
    فرضیات و روابط بین مفاهیم به صورت روابط و معادلات ریاضی بین متغیرها نوشته می‌شوند.
    پارامترهای با مقادیر ثابت در معادلات ریاضی به روش‌های کیفی یا کمی برآورد می‌شوند.
    مدل ریاضی یک پدیده به صورت مجموعه‌ای از معادلات و روابط ریاضی بین متغیرهای معرف عوامل مدل نوشته می‌شود.

    v=a.t+v0
    V سرعت جسم بر حسب متر بر ثانیه
    a شتاب بر حسب متر بر مجذور ثانیه
    t زمان بر حسب ثانیه
    V0 سرعت اولیه جسم بر حسب متر بر ثانیه

    ویژگی‌های مدل‌های ریاضی
    • نیاز به مهارت و دانش ریاضی برای ایجاد آن
    • بدون ابهام
    • در دسترس بودن برای نقد و بررسی
    • عدم وجود محدودیت در تعداد عوامل
    • سازگاری درونی
    • اطمینان از استنتاج
    • محدودیت در فرضیات
    روش مدل‌سازی در دینامیک سیستم‌ها
    • مدلی که از دنیای واقع در ذهنمان داریم، شامل عوامل مختلف و روابط بین آنهاست.
    • در دینامیک سیستم‌ها این عوامل به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
      • متغیرهای حالت (مخزن)
      • متغیرهای نرخ (جریان)
    • روابط بین این متغیرها توسط فلش‌های بازخوردی نشان داده‌می‌شود.
    • از متغیرهای کمکی دیگر برای فهم بهتر مدل استفاده می‌‌‌شود.
    همیشه پای یک مدل در میان است
    • انسان‌ها برای فکر کردن و برای تصمیم‌گیری به مدل نیاز دارند.
      • مدل ذهنی
      • مدل نوشتاری
      • مدل ریاضی
      • مدل دینامیکی
    • تمام مدل‌های دیگر فقط برای تقویت مدل ذهنی استفاده می‌شوند و در نهایت معمولا انسان‌ها بر اساس مدل ذهنی خودشان تصمیم می‌گیرند.
    تمام مدل‌ها غلط هستند، اما بعضی از آنها مفیدند
    • با توجه به اینه یک مدل، ساده شده از یک واقعیت بیرونی است، پس ماهیتا منطبق بر تمام واقعیت بیرونی نیست.
    • از این جهت تمام مدل‌ها غلط هستند و جستجو برای رسیدن به مدل کاملا درست بیهوده است.
    • تصمیم در مورد استفاده کردن یا استفاده نکردن از یک مدل، باید با توجه به سناریوهای جایگزین انجام شود.
    متغیرهای نرخ و حالت
  • متغیرهای حالت، مانند ظرف‌هایی هستند که در طی زمان از چیزی پر یا خالی می‌شوند.
  • متغیرهای نرخ، ورودی یا خروجی این ظرف‌ها هستند.
  • اگر زمان را نگهداریم، معمولا متغیرهای حالت، مقدار مشخصی دارند اما مقدار متغیرهای نرخ مشخص نیست.
  • مثلا اگر از یک سد عکس بگیریم، حجم آب پشت مخزن یک متغیر حالت با مقدار مشخص است، اما نرخ ورود و خروج آب به مخزن سد مشخص نیست.
  • برای تعیین متغیرهای نرخ، باید آنها را در بستر زمان اندازه بگیریم (در واقع باید از آنها متغیرهای حالت بسازیم).
  • روش رسم نمودارهای نرخ و حالت
  • متغیرهای حالت درون مستطیل کشیده می شوند که نماد ظرفی است که محتوای متغیر حالت را در خود جای داده است.
  • نرخ های ورودی به صورت لوله‌هایی که به سمت متغیر حالت می‌روند نمایش داده می‌شوند.
  • نرخ های خروجی به صورت لوله‌هایی که از متغیرهای حالت خارج می‌شوند، نمایش داده می‌شوند.
  • روی لوله‌ها شیرهایی نشان داده می‌شوند که جریان لوله‌ها را کنترل می‌کنند.
  • ابرها نشان‌دهنده منابع خارج از محدوده سیستم برای نرخ‌های ورودی و محل خروج محتوای نرخ‌های خروجی از سیستم هستند.
  • منابع برای مطالعه بیشتر در مورد مطالب این درس

    1985, Jay W. Forrester, "The" Model Versus a Modeling "Process"

    19۹4, John Sterman, Learning In and About Complex Systems

    2001, John Sterman, System Dynamics Modeling: Tools For Learning In a Complex World

    2002, John Sterman, All models are wrong: reflections on becoming a systems scientist

    2010, Ali N. Mashayekhi, Soheil Ghili, System dynamics problem definition as an evolutionary process using the concept of ambiguity

    منابع برای مطالعه تا جلسه آینده
    منابع برای مطالعه بیشتر در مورد مطالب درس آینده

    1968, Jay Forrester, Principles of Systems

    • Chapter 1: Systems
    • Chapter 2: Preview of Feedback Dynamics
      • First Order, Negative-Feedback Loop
      • Second Order, Negative-Feedback Loop
      • Positive-Feedback Loop
      • Coupled Nonlinear Feedback Loops
    • Chapter 3: Models and Simulation

    در پناه خدا باشیم
    Previous
    Next

    اشتراک گذاری

    Share on telegram
    Telegram
    Share on twitter
    Twitter
    Share on linkedin
    Linkedin
    Share on facebook
    Facebook
    Share on whatsapp
    WhatsApp
    Share on email
    Email
    فیل مولوی

    دوره آموزشی آنلاین

    آشنایی با «تفکر سیستمی»

    مدرس: محمدعلی اسماعیل زاده اصل