Государственноебюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школап.г.т. Петра Дубрава муниципального района Волжский Самарской области
Научно-практическаяконференция «Математика +»
2021- 2022 учебный год
Секция:Математика плюс экология
Тема: Экология в объективе математика
Ф.И.О. Щукин Максим Анатольевич
Класс: 7в
Руководитель:
Ф. И. О. Лукьянова Елена Петровна,
учитель математики
Работа допущена к защите:
«____» ____________ 2021 г.
Количество баллов: ______
Самара 2021год
Содержание
Введение.
Глава I. Теоретическаячасть
1.1.Математикав экологии
1.2.Уничтожениелесов
Глава II. Практическаячасть
2.1.Проблемавырубки леса
2.2.Анкетированиеучащихся
2.3. Человечество усердноперерабатывает природу в мусор
2.4.Мойвклад в экологию
Выводы
Заключение
Библиография
Приложения
Введение
« Мир – это не окружающаясреда, а наш единственный дом,
в котором мы только иможем жить! Человечество
должно научиться жить всогласии с Природой,
с ее законами. Людидолжны воспринимать
себя не господами, ачастью Природы».
Моисеев Н.Н.
Темамоей работы: «Экология в объективе математика», она актуальна, так как касаетсяне только меня, а может быть интересна всем ребятам и жителям нашего посёлкаПетра Дубрава и нашей школы.
Дляжизни человеку нужны чистый воздух, качественная вода, незараженная почва,растения, но с развитием цивилизации вредное воздействие людей на природустановится угрожающим для нее. Может ли математика помочь экологии? Экологическиепроблемы возникли не сегодня. Но в наши дни ситуация резко ухудшилась: каждуюминуту на планете исчезает 23га леса и 9 биологических видов. Поэтому, обращаяпристальное внимание на экологию, человек пытается, прежде всего, сохранитьсамого себя. Но, спасая себя, необходимо спасти природу. Одной из важных задачв школе является формирование экологического сознания. Это не только любовь ибережное отношение ко всему живому, но и чувство личной ответственности за то,что происходит вокруг, потребность действовать.
Математикасоздаёт условия для развития умения давать количественную оценку состояниюприродных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствийдеятельности человека в природном и социальном окружении.
Всвоей работе я попытался раскрыть вопросы о том, что происходит с экологией нанашей планете. Я показал практическое применение математики в вопросах экологииокружающей среды.
Проблемакоторую я выдвинул: может ли математика помочь экологии?
Гипотеза:я предположил, что математика напрямую связана с экологией.
Цель:выяснить, какой вклад вносит математика в экологию, показать практическоеприменение математики в вопросах экологии окружающей среды
Задачи:
1.Изучитьэкологические проблемы местности
2.Датьколичественную оценку состоянию природных объектов и явлений, положительных иотрицательных последствий деятельности человека.
3.Раскрытьвопросы о том, что происходит с экологией на нашей планете.
4.Выполнитьпрактические исследовательские работы .
Актуальностьи практическая значимость проводимого исследованиязаключается в том, что экологические проблемы приобрели первостепенноезначение в мире и возникла необходимость вовлечения и нас, подрастающегопоколения, для их решения. “Раньше природа страшила человека, а сейчас человекстрашит природу” – сказал французский океанолог Жак Ив Кусто
Методы исследований: сбор, изучение, анализ,обобщение экспериментального и теоретического материала, проведение социальногоопроса. Проблема исследования состоит в опровержении или подтверждении даннойгипотезе о применении математических методов в биологии. Объект исследования:математика в биологии. Предмет исследования — задачи практического содержания.
Глава I. Анализ литературы.
1.1. Математика в экологии.
Математика – одна из немногих наук, тесно связанная с экологией. Применение математических формул, обработка статистических данных помогает экологамрешать задачи по восстановлению экологического равновесия в природе. С помощьюоснов математики мы можем считать и строить диаграммы, проводить точныеизмерения, делать расчёты и подтверждать наблюдения. Известно, что математиканикогда не бывает одна, она всегда к чему-то прикладывается! Это говорит о том,что ни одна другая наука не может существовать без математики!
В нашем мире,в наше время математика превратилась в повседневное орудие. Это – иисследования в физике, астрономии, биологии, экологии, организации производстваи многих других областях теоретической и прикладной деятельности. Многие врачи, экономисты и специалисты в области социальных исследований считают, чтодальнейший прогресс их дисциплин тесно связан с более широким и полнокровнымиспользованием математических методов, чем это было до настоящего времени, Незря греческие ученые говорили, что математика есть ключ ко всем наукам.
Математикавсегда была неотъемлемой и существеннейшей составной частью человеческой,культуры, она является ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса и важным компонентом развития личности. Экология — наукао взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Онаисследует факторы неживой природы, воздействующие на организмы, а также влияниеживых организмов на природу в целом. Математика всегда была неотъемлемой исущественнейшей составной частью человеческой культуры, она является ключом кпознанию окружающего мира, базой научно- технического прогресса и важнымкомпонентом развития личности. Не зря греческие ученые говорили,что математика есть ключ ко всем наукам.
Применение математических формул, обработка статистических данных помогает экологамрешать задачи по восстановлению экологического равновесия в природе. Спомощью основ математики мы можем считать и строить диаграммы, проводить точныеизмерения, делать расчёты и подтверждать наблюдения.
1.2.Уничтожение лесов
Одиниз главных признаков беды на планете — вырубка леса. Лес имеет большое значениев природе, жизни человека. Он способен оказывать влияние на температуру ивлажность воздуха на планете, очищает воздух от пыли, вредных примесей, газов,копоти. Деревья дают древесину, нужную для строительства зданий и производствабумаги и защищают жителей от шума. Лес — восстанавливаемый ресурс, нонерациональное его использование ставит под угрозу существование человечества. Человек должен не только разрушать, но исозидать. В наше время важно, чтобы количество вырубленных деревьев было равноколичеству посаженых.
Взаимодействие человека с природой – крайнеострая проблема современности. И для сохранения ресурсов Земли, необходимо просвещатьлюдей о вопросах охраны окружающей природы уже с раннего детства, особенномолодое подрастающее поколение.
Запас знаний по экологии обучающихся можноувеличить через уроки математики. Для этого нужно использовать материал оприроде. Экологические задачи воспитывают уже с раннего детства любовь и уважение к окружающей среде родногокрая и патриотическое сознание.
Текстовые задачи раскрывают вопросы о среде обитания, заботы о ней,целесообразном природопользовании, восстановлении и приумножении природныхбогатств. Решение этих задач позволит ученикам проникнуться вопросами экологиии не допускать в будущем ошибок, которые могут нанести урон окружающей среде, ипрежде всего нашему здоровью. Задачи с экологическим содержанием могут бытьсоставлены и самими учащимися, на примере своих жизненных наблюдений иисследований. Это поможет увидеть красоту окружающего мира, узнать многонового о интересных явлениях погоды, о роли растительного и животного мира вприроде и жизни человека. Можно после решения каждой из задач оставлятьнемного времени для обсуждения любопытных фактов, тем самым формируяэкологическое сознание у детей. Примеры задач можно увидеть в Приложении 1.
ГлаваII.Исследовательская работа.
1.Проблемавырубки леса
Мне стало понятно, что одной из основных экологических проблем является вырубкалесов. Я решил провести социологический опрос среди учащихся параллели пятыхнашей школы. Первый вопрос: Принимаете ли Вы участие в ежегодной посадкесаженцев, цветов (акция в ноябре 2019г Тюльпаны Победы)? По даннымсоциологического опроса 14% принимает участие почти ежегодно в посадкесаженцев, еще 45% обязательно участвовали бы в акциях посадки деревьев, если бызнали, когда их организовывают, а в акции «Тюльпаны Победы» приняло участие 64%опрошенных учащихся.
В последние время площади вырубленных и сгоревших лесов в 7 раз превышают площадитерриторий, где посадили новые деревья. За последние 50 лет значительно сократилась территория лесных покровов. Каждыйгод вырубается примерно 400 тыс. кв.км леса.125 миллионов деревьев вырубается только для производства бумаги.
Бумажнаяпромышленность является одним из основных потребителей древесины, котораярасходуется на изготовление учебных и письменных принадлежностей.
Ярешил подсчитать, сколько деревьев нужно вырубить длятого, чтобы издать комплект учебников для пятиклассника.
Вначале учебного года нам было выдано 9 учебников по следующим предметам:русский язык (2 части), литература (2 части), математика, обществознание, история, география, биология.
Произведемнеобходимые расчеты на примере учебника биологии 5 класса:
1) 16*23,5 = 376 (кв.см) — площадь одноголиста.
В учебнике 158 страниц,значит 79 листов, плюс два листа обложка
2)376*81 = 30456 (кв.см) — площадь всех листов учебника.
Вычисляяаналогично для других учебников, получаем следующие результаты:
|
Предмет |
Площадь всех листов учебника (кв.см.) |
|
Биология |
30456 |
|
География |
24864 |
|
История |
54978 |
|
Литература часть1 |
51774 |
|
Литература часть 2 |
51408 |
|
Русский язык часть1 |
40040 |
|
Русский язык часть 2 |
32110 |
|
Математика |
46368 |
|
Обществознание |
32110 |
|
ИТОГО: |
364108 кв. см.= 36 кв. м. |
В5В классе 29 учащихся, в параллели 89 учащихся. Следовательно, для того чтобыобеспечить только параллель 5-х классов учебниками, необходимо 3204 кв. м.
Теперьрассчитаем, сколько можно получить кв.м. бумаги в среднем с одного дерева. Из17 стволов деревьев получается приблизительно 1 тонна бумаги.
1)1000:17=58, 8 (кг) — бумаги из одного дерева
2)плотность бумаги = 80 г/кв.м.( для принтера)
3)58, 8 кг=58800 гр.
4)58800 : 80=735 (кв.м) — с одного дерева.
Такимобразом, чтобы обеспечить учащихся 5 классов нашей школы необходимо: 3204:735 более 4 деревьев.
Аесли попробуем подсчитать, сколько деревьев пойдет на изготовление учебниковдля всей школы, для области, для России…
В нашейшколе ежегодно проходит акция по сбору макулатуры «Собери и сдай макулатуру!».Сегодня сбор макулатуры приносит двойную пользу: во-первых, одна тоннамакулатуры спасает четыре кубометра древесины, а во-вторых, переработканенужной бумаги и картона спасает нас от необходимости их сжигать, что тожеприносит пользу планете. Переработанное, вторичное сырье идет на изготовлениекартона, оберточной и даже типографской бумаги.
Известно, что 100 кгмакулатуры спасает одно дерево. И мне стало интересно: хватает ли собранноймакулатуры для производства учебников для пятых классов нашей школы?
|
|
2018г. |
2019г. |
2020г. |
Количество спасенных деревьев за 3года |
Количество необходимых деревьев для учебников |
|
5в класс |
130 кг |
209 кг |
163 кг |
5,02 Представленная информация была полезной? ДА 60.16% НЕТ 39.84% Проголосовало: 1250 |
4,2 |
Из данных таблицы видно, что сданной макулатурыне хватит даже на учебники, а если прибавить тетради, рабочие тетради, блокноты,бумагу для принтеров?
При обсуждении путей решения проблемы мне сталоинтересно, все ли собирают макулатуру?
По данным социологического опроса ученикиподтвердили участие в акциях на 82%.
Какиеже пути решения проблемы?
1.Бережное отношение к учебникам, постепенный переход на электронные учебники.
2.Все черновики, старые тетради, ненужную бумагу, газеты нужно сдавать дляпереработки.
3.Проведение акции по сбору макулатуры не только в школе, но и во всём нашем пгтПетра Дубрава.
2.2.Анкетированиеучащихся пятых классов.
В процессе работы над этим проектом мной былпроведён опрос учащихся 5А, Б и В классов и 10 учителей нашей школы. Опрошено 99человек. Опрашиваемым было предложено ответить на 2 вопроса:
1. Как вы считаете, есть лисвязь между математикой и экологией?
2.Какое количество общих тетрадей необходимо иметь для занятий в течение года?
Ответыпредставлены на диаграммах, в приложении 2, где видно расхождение в количествететрадей, необходимых для учёбы, по мнению учителей, и приобретаемыхучащимися.
Частьтетрадей покупается зря, то есть нерационально тратятся бумага, следовательно,и все природные ресурсы, необходимые для её производства, и, конечно,нерационально тратятся деньги из семейного бюджета.
Меня заинтересовало, как используются неисписанные школьниками тетради. Ученикамбыло предложено ответить на вопрос:
Каквы используете оставшиеся тетради?
Предлагалось5 вариантов ответов:
А) — оставляем на следующий учебный год;
Б) – используем для черновиков:
В) – отдаём младшим братьям или сестрам для рисования;
Г) – сдаём на макулатуру.
Былоопрошено 89 учащихся. Результаты можно увидеть на диаграмме в
2.3.Человечество усердно перерабатывает природу в мусор
Дляназвания раздела я взял слова Мэйсон Кули (Mason Cooley) американского филолога, литератора и публициста Оксфордскогоуниверситета. Они как нельзя лучше показывают наше «человеческое» отношение кзагрязнению природы.
Покачто человечество придумало три разных пути избавления от мусора: организациясвалок, сжигание и вторичное использование отходов.
Вывоз мусора на свалку – самый дешевый, но и самыйнедальновидный способ его утилизации. При этом способе мусор остается мусором.Свалки занимают огромные площади. Ядовитые вещества проникают в подземные воды,развеиваются ветрами по окрестностям и тем самым наносят ущерб окружающей среде.
Чтобы высвободить огромныеплощади, занимаемые свалками, применяют сжигание мусора. По идее он долженпревратиться в газы (углекислый газ, водяной пар, азот), которые развеялись быв воздухе и включились в естественный круговорот. Но действительностьотличается от идеи. Во-первых, далеко не весь мусор горит. Во-вторых, принеполном сгорании образуются шлаки (приходится вывозить на свалку) и огромноеколичество сажи и вредных органических соединений, отравляющих все живое.
Вторичное использованиеотходов, или переработка – наиболее ресурсосберегающий путь, но он не всегдарентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане. В нашем посёлкеесть два специальных контейнера для сбора пластиковых бутылок, они всегдаполные – можно сделать вывод, что люди относятся к этому нововведениюположительно. Такой подход приживается в деревнях, но в городах подобные идеивнедрить трудно. Из мусора трудно производить качественную продукцию. Отходы –сырье нестандартное, каждая новая партия мусора, поступившая на переработку,будет заметно отличаться от предыдущей по целому ряду параметров.
Во многих городах Россиипроводятся выставки-конкурсы под названием «Вторая жизнь упаковки». Целью ихпроведения является экологическое воспитание и привлечение вниманияобщественности к проблемам утилизации упаковки и раздельного сбора мусора.
У нас в школе, в прошломучебном году я провёл классную встречу под названием «Об экологии с НиколаемДроздовым» с учащимися второго класса. В ходе встречи мы говорили о многихвопросах экологии, о сортировке мусора, о второй жизни «мусора», в концевстречи учащиеся поделились своими поделками. Фото можно увидеть в Приложении4.
2.4. Мой вклад вэкологию
При изучении экологиивозникает много вопросов, ответы на которые можно получить при помощиматематики. Математика позволяет проводить точные измерения, делать расчеты иподтверждать наблюдения.
Путирешения экологических проблем:
1.Начнемс себя самих – будем выбрасывать мусор только в мусорные баки, урны — «Чисто нетам, где убирают, а там, где не сорят!»
2.Чащебудем проводить субботники по уборке территории школы, парка, озера.
3. Бережно относиться к учебникам.
4.Продолжать собирать макулатуру.
5.Вернуть природе лес,который был срублен для изготовления наших учебных и письменных принадлежностей и пособий, тем самым улучшить окружающую среду (продолжать высаживать большедеревьев, цветов).
Я тоже принимаю активноеучастие, веду работу вместе со своими друзьями, одноклассниками, коллегами поРДШ по улучшению экологии нашего посёлка, района. На базе нашей школыорганизован экологический отряд «Кругозор», в котором я состою. Мы проводиммероприятия по уборке территории, посадке цветов, деревьев, знакомим нашихмладших ребят из детского сада Созвездие с проблемами экологии и возможностямиих решить. Так же активом ГБОУ сош пгт Петра Дубрава, активом Волжскогоотделения РДШ ежегодно участвуем в акции «Экодежурный по стране». Былопроведено несколько мероприятий на тему «Вторая жизнь вещей». Фото с этихмероприятий можно увидеть в Приложении 5.
Выводы
1. Математика всегда была неотъемлемой исущественнейшей составной частью человеческой культуры, она является ключом кпознанию окружающего мира, базой научно- технического прогресса и важнымкомпонентом развития личности.
2. Запас знанийпо экологии обучающихся можно увеличить через уроки математики. Для этогонужно использовать материал о природе.
3. Чтобы обеспечить учащихся 5 классовнашей школы необходимо: 3204:735 более 4 деревьев.
4. Вторичное использование отходов, илипереработка – наиболее ресурсосберегающий путь, но онне всегда рентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане.
Заключение
В своей работе я показал практическое использование математики в предмете и проблемахэкологии окружающей среды. При решении задач работы, мной было произведено многорасчетов. На основании полученных результатов можно делать выводы о состоянииестественных объектов, давать качественную и количественную характеристикуприродных богатств. Запас знаний по экологии обучающихся можно увеличить черезуроки математики. Экологические задачи воспитывают с раннего детства любовь иуважение к окружающей среде.
Моя гипотеза,что что математика напрямую связана с экологией – подтвердилась.С помощьюматематических методов можно делать точные измерения, расчеты и подтверждатьнаблюдения, которые помогут нам, людям, сохранить, что у нас осталось, а можети научиться приумножать, а не только тратить.
В результате своей работы я убедился в правотеслов Чарлза Дарвина, учёного, внёсшего значительный вклад в биологию: «Улюдей, усвоивших великие принципы математики, одним органом чувств больше, чему простых смертных». Я проделал не маленькую и оченьинтересную работу. Представленная вашему вниманию тема, очень актуальна в 21 веке.Люди не задумываются, сколько мусора выбрасывают ежедневно в окружающую среду,сколько воды льют совершенно напрасно, сколько деревьев ломают, сколькорастений срывают, сколько уничтожают животных, иногда и очень редких, этотсписок, к сожалению, можно продолжать долго, а в каждом из поставленныхвопросов звучит: «Сколько? Сколько? Сколько?». Я постаралась доказать сегодняцифрами какой вред люди наносят природе.
Выполняю данный проект, ямного узнал нового. Если бы раньше мне задали вопрос: «Связанна ли математика иэкология?» я бы с уверенностью ответил, что нет. Сейчас же многое изменилось.Мне кажется, что смотря на эти умопомрачающие цифры, только единицы останутсяравнодушными к природе.
Списоклитературы:
|
1. |
1.Большая энциклопедия природы. Т. 16.Чудеса природы. М: ООО «Мир книги», 2003. |
|
2. |
2.Васильева Т. С. Межпредметные связи школьного курса биологии // материалы III Междунар. науч. конф. (г. Москва, июнь 2013 г.). — М.: Буки-Веди, 2013. — С. 72-75. |
|
3. |
3.Математическая статистика в биологии В. А. Медек, М. С. Токмачев (2007) 4. Романов М.Ф., Федоров М.П. Математические методы в экологии. Учеб. пособ. — М.: ACADEMIA, 2004. – 269 с. 5. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. — М.: Наука, 1982. — 320 с. |
Приложение 1.
1. В 1-е изданиеКрасной книги Московской области, вышедшее в 1998 году, вошли 296 объектов растительного мира и 395видов животного мира. Во 2-издании в 2008 растительный мир представили 290объектов, а животный мир 428 видов. Как и насколько изменился список редкихи находящихся под угрозой исчезновения животных, растений?
2. Моллюски -это настоящие биофильтры наших водоёмов, некоторые из них способны поглощать инакапливать в своём теле тяжёлые металлы и пропускать через себя до 70 литровводы в сутки. Сколько тонн воды сможет очистить один моллюск за год?
3. Брошенная наземлю кожура от банана в нашем климате разлагается около 2 лет. Брошенныйокурок сигареты разлагается на два года дольше. Пластиковый пакет разлагаетсяна восемь лет дольше чем окурок. Сколько лет потребуется для того чтобыразложился пакет? На сколько лет раньше разложится кожура от банана? (12 лет,на 10лет).
4. Выпишите цифрами числа: «На один миллион лесной площади приходитсявсего шесть работников лесного хозяйства. В тысяча девятьсот девяностачетвертом году вырублено лесов тридцать семь тысяч двести четыре га, а пожарными было охвачено семьдесят четыре тысяч восемьсот пятьдесят четырега лесной площади. В тысяча девятьсот девяносто пятом годутолько в июле пожары уничтожили один миллион пятьсот тысяч кубических метровдревесины на площади свыше четыреста тысяч га»
5. Каждаяавтомашина выбрасывает в атмосферу в 3 раза больше загрязняющих веществ посравнению со своей собственной массой. Масса грузовика 3 т какоеколичество загрязняющих веществ выбрасывает в атмосферу такая машина?
6. В Африкераньше леса занимали 60% территории, в настоящее время — только 17%. На сколькомлн. км? сократились площадь лесов Африки, если ее территория 30,3 млн км?
Приложение 2
Есть связь между математикой и экологией?
Сколько тетрадей надо на учебный год?
Приложение 3
Приложение 4
Об экологии с Николаем Дроздовым
Приложение 5
Вторая жизнь старых вещей
Утилизация батареек
Экодежурныйпо стране
