Beispiele von Modellen

Vorteile von Modellen

Natürlich bringt die Benutzung von Modellen Vorteile, sonst würde sich ja niemand damit abgeben. Hier sind einige Vorteile.

Grenzen von Modellen

Haben Sie hier einen Absatz über die Nachteile von Modellen erwartet ? Um ehrlich zu sein, ein gut ausgewähltes Modell hat keine Nachteile. Wohl aber hat jedes Modell seine Grenzen. Es kommt also darauf an, für den gewünschten Zweck das angemessene Modell auszuwählen. Wählt man ein unpassendes Modell aus, wird man keinen Erfolg haben. Das Modell wird die Wirklichkeit nicht korrekt beschreiben, bei der Arbeit mit dem Modell werden innere Widersprüche auftreten. Die Ursache dafür ist nicht ein schlechtes oder gar falsches Modell, sondern die Schludrigkeit des Untersuchenden.

Da die Wirklichkeit sehr vielschichtig ist, wurden für die Beschreibung bestimmter Teile viele Modelle aufgestellt. Aufgabe des Benutzers ist es, zu analysieren, welche Aspekte der Wirklichkeit im Mittelpunkt stehen sollen. Danach wird er oder sie das Modell auswählen. Es kann ein einfaches oder ein bis in die Details vollständiges Modell sein, es kann ein Modell sein, das den Überblick gewährt oder das einen bestimmten Aspekt besonders hervorhebt. Damit werden auch die Grenzen von Modellen deutlich. Ein einfaches Modell kann nicht jedes Detail zeigen oder erklären, und in einem sehr detaillierten Modell kann schon mal der Überblick über das große Ganze verlorengehen. Sie werden dies beim Landkartenbeispiel und bei allen Modellen aus der Chemie noch deutlich sehen.

Beispiele von Modellen – Modelle, die nicht aus der Chemie stammen

Hier wollen wir einmal über den Tellerrand schauen und einen kleinen Ausschnitt aus der großen Vielfalt von Modellen kennenlernen.

Ein klassisches Modell. Der Unterschied zur Wirklichkeit besteht nicht nur in der Größe, sondern auch in einer eingeschränkten Funktionalität. So kann man zum Beispiel die Behälter auf dem angehängten Wagen nicht befüllen, und die Lokomotive wird nicht mit einer Dampfmaschine angetrieben, sondern mit elektrischem Strom. Zweck dieses und vieler ähnlicher Modelle ist neben Spaß für Kinder (und ihre Väter !) die Entwicklung vieler wichtiger Fähigkeiten, darunter Kreativität, Ausdauer, Sorgfalt, Stolz auf den eigenen Erfolg, Feinmotorik, technisches Verständnis.

Wo soll denn hier ein Modell sein ? Das ist doch ein ganz normales Foto. Ja sicher, und ein Foto ist ein Bild der Wirklichkeit. Betrachtet man das Bild aufmerksam, erkennt man Unterschiede zur Wirklichkeit, an die sich die meisten Menschen bei der Betrachtung von Fotos schon lange gewöhnt haben. Die Blätter und Grashalme rechts haben in Wirklichkeit scharfe Umrisse, so wie Sie es bei Grashalmen und Blättern kennen, und nicht so verschwommene Umrisse wie auf dem Foto. Der dreidimensionale Eindruck fehlt, und ob die Farben, die Sie auf Ihrem Monitor sehen, genau die Farben der Pflanzen in der Wirklichkeit sind, darüber kann man lange diskutieren. Trotzdem ist dieses Modell eine für sehr viele Zwecke angemessene Beschreibung der Realität.

Auch hier ist nicht im ersten Moment klar, welcher Teil der Wirklichkeit in einem Modell abgebildet werden soll. Es ist die Mathematik und ihre Gesetze. Der Taschenrechner befolgt die Rechengesetze. So sagt man es, und im Großen und Ganzen ist das auch richtig, im Detail aber nicht unbedingt. Beim links abgebildeten Taschenrechner wurde die Rechnung 1 geteilt durch 3 eingegeben. Ganz klar, das Ergebnis ist ein Drittel. Nicht exakt diese Zahl wird angezeigt, aber eine recht ähnliche. Man kann leicht Aufgaben konstruieren, bei denen der kleine Unterschied signifikant ist. Die Funktion des Taschenrechners ist ein Modell der Mathematik, das für Alltagsrechnungen ausreichend ist. Seine Grenzen findet das Modell bei Rechnungen, bei denen es auf sehr hohe Genauigkeit ankommt. Wesentliche Vorteile des Modells Taschenrechner sind seine Schnelligkeit und die einfache (somit billige) Programmierung seiner Funktionen.

Der Dummy (englisch für Attrappe) wird bei Crashtests für Fahrzeuge benutzt. Er ist in seinem mechanischen Eigenschaften dem Menschen möglichst vollkommen nachgebildet. Er stellt ein Modell des Menschen dar, das auf einzigen, sehr speziellen Zweck hin optimiert worden ist, nämlich auf die Untersuchung der Einwirkung von Verkehrsunfällen. Dafür ist er ein überaus brauchbares, wenn auch nicht perfektes Modell.
Die Grenzen dieses Modells sind offensichtlich. Für alle anderen Eigenschaften des Menschen, zum Beispiel seinen Knochenbau, seinen Stoffwechsel oder sein Sozialverhalten ist er ein völlig unbrauchbares Modell. Ebenso offensichtlich ist sein Vorteil. Es ist viel zu gefährlich, Menschen den Gefahren eines simulierten Unfalls auszusetzen.
Der Dummy links stammt aus der Modellreihe THOR.

Dieser Ausschnitt aus der Grundrisszeichnung eines Hauses steht stellvertretend für alle technischen Zeichnungen. Abstraktion ist Aufgabe solcher Zeichnungen. Alles Unwesentliche wurde weggelassen, und es ist viel, was hier für unwesentlich erklärt wurde : Über das Aussehen des gezeichneten Gegenstands wird nichts gesagt, und die dritte Dimension fehlt völlig. Dagegen wurde auf die exakte Bemaßung besonderer Wert gelegt.
Die Vorteile des Modells sind leicht zu erkennen. Es ist nicht nur billiger und schneller gemacht als ein dreidimensionales Modell, sondern gibt dem, der versteht, damit umzugehen, vollständige Informationen über die Abmessungen des Objektes und macht damit seine Herstellung in der gewünschten Größe überhaupt erst möglich.
Die Grenzen des Modells (fehlende Aussagen zu Aussehen und dritter Dimension) bereiten Menschen Probleme, die nicht darin geübt sind, mit technischen Zeichnungen umzugehen. Sie können sich anhand der Zeichnung das fertige Haus oder den fertigen Gegenstand nicht vorstellen. Es ist also ein Modell für Fachleute. Auch bei den Modellen der Chemie werden wir sehen, wie wichtig es ist, Erfahrungen in ihrer Auswertung zu sammeln.

Die Oberfläche der Erde ist vielgestaltig, und nicht nur für Reisende und Militärs ist es wichtig, sich ein Bild von ihr zu machen. Die Landkarte von 1830 (mit eingezeichneten Routen der Postkutsche) steht für alle Modelle der Erdoberfläche, und davon gibt es viele. Hier sind einige. Jedes setzt andere Schwerpunkte und hat damit andere Vorteile, findet aber auch an anderen Stellen seine Grenzen.

Eine vergleichbare Vielfalt von Modellen für denselben Teil der Wirklichkeit finden wir auch in der Chemie.

Das Klimamodell ist von ganz anderer Art als die bisher vorgestellten Modell. Es ist nicht gegenständlich. Man kann es nicht in die Hand nehmen, es existiert erst mal nur in unseren Gedanken. Man nennt es deshalb ein Gedankenmodell. Mit Hilfe von mathematischen Gleichungen versucht man, die Auswirkungen menschlicher Tätigkeiten auf das Klima der Zukunft vorherzusagen. Um das Modell besser zu verstehen, ist es sinnvoll, seine Ergebnisse graphisch zu veranschaulichen, schließlich sagt ein Bild mehr als viele Worte. Es ist wichtig, sich den Unterschied zwischen dem Modell und der Computergraphik deutlich zu machen. Beides sind sehr verschiedene Dinge.
Es ist leicht einzusehen, dass hier nur ein Modell weiterhilft. Klimaänderungen dauern Jahrzehnte, ein Modell ist in wenigen Stunden durchgerechnet. Die Atmosphäre ist nur einmal vorhanden, kann also in der Realität nur einmal beobachtet werden. In einem Modell kann man in vielen Szenarios berechnen, wie sich unterschiedliche Art und Stärke von Einflüssen auswirken.
Natürlich hat auch dieses Modell seine Grenzen. Die Korrektheit der Eingabedaten ist unsicher, die Berechnungen haben immer nur eine begrenzte Genauigkeit, die möglicherweise nicht ausreichend ist (schließlich kann der Flügelschlag eines Schmetterlings das Wetter an anderen Ende der Welt ändern), und ob alle Einflüsse auf das Klima bekannt sind, weiß auch niemand. Dementsprechend sind auch die Ergebnisse der Modellrechnungen unsicher.

 

 

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