Исследовательская работа на тему "Почему Математика- царица наук?" (5-7 класс)

Министерство образования и науки КЧР.

Исследовательская   работа

на тему:

«Почему Математика- царица наук? »

                          Выполнил: ученик  7 «А» класса

                                         Хапаев  Рамиль

 МКОУ КГО «СШ №6 им. Д.Т.Узденова»

                                                         Руководитель: учитель математики

 Жилина Лидия Васильевна

Карачаевск 2021

Содержание:

         Введение …………………………………………………….1 – 3

1.     Что общего в математике и географии.........................................................4 – 14

2.    Связь математики с другими науками……………………………………………………… 15 – 19

3.    Выводы……………………..                                           20

4.    Литература и Интернет- ресурсы………………     21

Математика - это язык,                                                                                                   на котором написана книга природы.

(Г. Галилей)

Введение.

Мотивация

Когда мы начали изучать географию, я узнал о древнегреческом

учёном Эротосфене    Киренском – это выдающийся человек

своего времени, он был математиком, астрономом, философом,

 поэтом и географом. Это он назвал науку о Земле –

география. «Ге» - Земля, «Графо» - писать, то есть описание

Земли. Эротосфен был первым человеком, который вычислил

окружность Земли, используя свои знания в астрономии и

конкретно используя математические расчёты.  Он возглавлял

 Александрийскую библиотеку около 40 лет. Создал множество

трудов по математике. Позже об Эротесфене я услышал

и на уроках истории, и на уроках математики. И у меня

появилась Гипотеза: математика – слуга для других наук.

Ну почему же знаменитый математик Карл Фридрих Гаусс

утверждал, что математика не является «царицей наук»?

И я решил проверить это в своей работе.  Обратился к учителю

математики Лидии Васильевне  с просьбой помочь  разобраться

 с этим вопросом. Она предложила мне убедиться, что математика

 нужна в каждой науке. Вот, например, в географии  при построении

 любой карты необходима математика. Убедиться можно в этом

 при построении топографической карты  нашего школьного двора .

Актуальность

Всем известно, что «Математика царица всех наук».

Это изречение утверждает превосходство всевозможных формул

и цифр. А всегда ли так было? Сегодня, если посмотреть вокруг

и на минутку задуматься, то роль математики в жизни людей

становится очевидной. Компьютеры, современные гаджеты и

прочая техника, а также привычный нам интернет, телевидение,

 связь сопровождают нас каждый день, их создание невоз-

можно без законов и расчётов великой науки. Тема актуальна

ещё и потому, что он помогает школьникам посмотреть на                                                

другую, необычную математику, и понять, что всё что нас

окружает – это и есть сама математика.

Цель: Узнать, действительно ли математика, как царица наук, стоит

во главе каждого предмета.

На какие знания можно опереться при построении топографической

карты школьного двора.

Задачи:  1) Выполнить необходимые измерения школьного двора.

2) Вспомнить работу с компасом и азимутом.

3) Вспомнить условные знаки для построения карты.

4) Вычислить площадь школьного двора.

5) Построить топографическую карту школьного двора.

6) Проанализировать: какова связь математики с другими предметами.

Так как я заинтересовался темой моей работы с 5-го класса, начав изучать

географию, то в моей работе больше уделено внимания связи математики

с географией. Меня это увлекло.

Как оказалось, первые опыты применения математики в географии относятся ещё к временам Древней Греции, когда математическая география занималась вычислением параметров Земли как планеты, расчетом ее форм и размеров. Например, одним из открытий являются вертикальные и горизонтальные линии - меридианы и параллели. Для изображения географических объектов на карте применяется масштаб. 

       Когда  мы проходили по географии раздел «Картография», я заметил, что

все темы  из этого раздела связаны с математикой : азимут – углы;  коор-

динатная плоскость – определение точки на карте;  масштаб, компас –

стороны горизонта, соответствие углам; определение относительно высоты

местности; построение плана местности в соответствии с масштабом.

Из учебника географии мы знаем, что азимут на карте – это угол между линией направления на предмет и линией направления на север. Его вычисление начинается от направления на север по часовой стрелке.

• Что такое азимут
• Как определить азимут объекта на местности
• Как определить направление по азимуту
• Как определить азимут по компасу
• Как правильно держать компас
• Методика центрального захвата
• Методика «компас к щеке»
•  
• Что такое азимут
• Вычисление азимута означает, что значение показателя находится в пределах полной окружности (от 0° до 360°). Однако точка азимута не может быть равна 360°, так как такой угол будет совпадать с 0°, то есть направлением на север.
• Такой способ ориентировки используется в том случае, когда сверяться с картой бывает затруднительно (в условиях плохой видимости, или передвижения по однотипному ландшафту), либо точная карта вообще отсутствует.

• Как определить азимут объекта на местности
• Как определить азимут на местности? Если вы отдыхаете на природе недалеко от населенных пунктов и заблудились, или вам захотелось проверить навыки ориентировки, но ни навигатора, ни ландшафтного плана под рукой нет, попробуйте установить азимут онлайн, используя специальное мобильное приложение.
•  
• 

Как определить азимут по компасу

В условиях ориентирования на местности, расчет начинают от направления стрелки устройства. Вычисление производится по часовой стрелке

Стороны азимута (северное направление и точка назначения) находятся в пределах от 0° до 360°. Если точка назначения находится точно на севере, то его азимутальный угол равняется 0°. Направление на восток равно 90°, на юг – 180°, а на запад – 270 .

Аналогично определения азимута по компасу в географии, в математике

определяется угол с помощью транспортира.

Как правильно держать компас

Для того чтобы получить правильное определение азимута на местности, необходимо уметь держать устройство для определения сторон света в правильном положении. Неточные данные повышают ваши шансы заблудиться.

 Для того, что бы лучше разобраться как сильно связаны между собой математика и география, мы решили, что лучшим вариантом будет выполнение практической работы «Построение плана школьного двора»

 Место исследования:   СШ №6 г. Карачаевска

Объект для построения топографической карты : площадка школьного двор

 Продолжительность работы : 3 года

Для работы нам понадобились некоторые инструменты: компас, рулетка, нивелир, планшетка

С планом  всё оказалось не так просто, приходилось по многу раз возвращаться к одной и той же работе, исправлять ошибки и не точности, повторять темы «Масштаб»  и изучать  тему  «Углы».

     

В итоге мы построили план двора, в соответствии с выбранным нами масштабом. В процессе своей работы, я увидел на практике как тесно связана математика с географией.

В географии невозможно обойтись без математики. Одно из основных географических понятий - масштаб показывает, во сколько раз каждая линия, нанесенная на карту или чертёж, меньше или больше её действительных размеров. Помимо этого, в географии достаточно широко используется понятие математики, и  главным образом статистики. К примеру - смертность. Смертность - статистический показатель, оценивающий количество смертей. В демографии отношение числа умерших к общему числу населения. Измеряется в промилле (‰). Соленость морей и океанов, также измеряют в промилле (отношение количества соли на литр воды). Географические координаты  определяют положение точки на земной поверхности. Широта — угол между плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эллипсоида в данной точке, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. Таким образом, мы можем наблюдать математические модели в географии, и сделать вывод о том, что без математики в географии невозможно было бы сделать прогноз погоды и даже, элементарно рассчитать широту и долготу. Поэтому, математика является в полной мере не слугой, а доминирующим звеном в географии.

После того как я осознал, какую роль играет математика в географии, мне стало интересно, а какую связь математика имеет с другими науками . И я решил не оставлять эту тему и продолжить своё исследование.

    В 7 классе я начал изучать новый предмет – физика. И я понял, как же

 сильно взаимосвязаны математика и физика. Когда решаешь задачу по

 физике,  то надо, как и в математике, сначала понять суть задачи, надо

 логически рассуждать, производить математические расчёты.

А вот при изучении биологии надо наблюдать за явлениями, а затем обра-

ботать результаты наблюдений. При подсчёте частей цветка: количество

лепестков, тычинок, пестиков, чашелистиков для каждого вида  растения

индивидуально. Имеет большое значение для определения вида растения

при помощи определителей.

Изучение миграции животных, изменение численности особей в разные

годы, рождаемость, смертность и прогноз на следующие годы – при всём

этом необходимо построение математической модели изменения попу-

ляции.

 По каждому растению можно судить об экологическом состоянии окру-

жающей среды:  судить об уровне загрязнённости воды, почвы, воздуха.

Чтобы вычислить концентрацию  загрязняющих веществ ,  опять- таки без

 математики не обойтись.

В последние десятилетия весьма актуальна тема глобального потепления. Хотя метеорологические центры составляют прогнозы погоды с применением сложных математических моделей, на их основании довольно трудно дать ответ на вопрос, действительно ли наблюдается глобальное изменение климата. Математические модели, используемые в метеорологии, называются климатическими моделями. Они основаны на описаниях атмосферных процессов и компьютерном моделировании взаимодействия атмосферы и океанов, суши и шапок льда на полюсах. Эти модели представляют собой дифференциальные уравнения, в основе которых служат законы физики. При их составлении поверхность Земли делится на квадраты, которые описываются уравнениями. Затем вычисляется скорость ветров, относительная влажность воздуха, теплопередача и так далее, а также взаимодействие между соседними областями. На основе интерпретации итоговых результатов моделирования метеорологи и составляют свои прогнозы. Математика в экологии описывает и моделирует огромное количество всевозможных ситуаций, а потому, её связь с экологией можно по праву считать доминирующей.

И на уроках технологии не обойтись без математики. Мы производим

расчёты для изготовления какой-либо детали. Нужно знать действия не

 только с натуральными числами, но и с дробями.  И как нельзя лучше сюда подходит пословица «Семь раз отмерь, один раз отрежь».

               

Учитель физкультуры рассказал, что и в современном спорте не обходятся без математики.

                   

Так математические методы используются в следующих направлениях:

Подготовка спортсменов: расчёт нагрузки и питания;

Регистрация достижений, расчёт оценки судий;

Прогноз и расчёт спортивных рейтингов;

Прогнозирование рекордов;

Не проводя математического моделирования той или иной тренировки, нельзя давать нагрузку спортсмену, так как в процессе учитываются : рост, вес, возраст, частота сердечных сокращений в минуту, показатели артериального давления, степень подготовленности спортсменов и многое другое. Только правильно спланированный и рассчитанный тренировочный план не нанесёт вред здоровью спортсмена.

При изучении истории приходится, например, посчитать сколько лет

жил и правил царь Иван IV. И многие другие расчёты приходится делать,

изучая историю. Например, в 5-ом классе мы изучали историю появления

 шахмат: они появились в V веке до нашей эры в Индии. Но для того чтобы

играть в эту умную игру, чтобы логически рассуждать, опять-таки нужна

математика.

Хронологические таблицы в истории используются, изучаются – это тоже

 математика. Годы правления наших императоров, правителей посчитать–

 это связь математики с историей.

Далее, отсчёт времени идёт от Рождества Христова, это наша эра начинается,

а до этого было  - до нашей эры. Здесь тоже математика, когда мы

вычисляем .

Например, Ледовое побоище в 1242 году с крестоносцами, когда Александр

 Невский  победил. Ведь благодаря его уму, его логике, тому  что он вот так

построил войска, мы выиграли сражение.

При  строительстве пирамид в Древнем Египте очень широко использовали

построение прямого угла. И землемеры использовали математику, когда

делили земельные участки.

Заключение

«Все, что без этого было темно, сомнительно и неверно, математика сделала ясным, верным и очевидным»

(М.В.Ломоносов)

В ходе своего исследования я пришёл к выводу, что математика является

царицей наук. Она главная. Она нужна и в географии, и в физике, и в

биологии, и в технологии и других предметах. А также невозможно пред-

ставить без математики успешное развитие экономики моей республики,

да и в общем экономики любой страны. Мы живём в век цифровой техно-

логии. Без математики невозможно развитие этого направления , здесь и

 программирование, роботостроение, военные и космические технологии.

Вот почему Математика – царица наук. Гипотеза о том,  что математика

является царицей наук доказана.

Интернет-ресурсы:

1.     https://dic.academic.ru/dic.nsf/dmitriev/2230/%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0

2.     https://informat.name/articale/math_01.html

3.     https://tovacom.ru/matematika/svyaz-matematiki-s-drugimi-naukami/

4.     http://nperov.ru/razum/zachem-nuzhna-matematika/

5.     https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0

6.     https://works.doklad.ru/view/idFEIh2yOcc.html

7.     http://lightcone.ru/math-vs-phys/

8.     http://scibook.net/raznyih-stran-cotsiologiya/matematika-sotsiologii-19467.html

9.     https://pedtehno.ru/content/matematika-carica-ili-sluga-dlya-drugih-nauk

10. https://0culus.livejournal.com/114402.html

11. https://yunc.org/%D0%A4%D0%98%D0%97%D0%98%D0%9A%D0%90_%D0%98_%D0%9C%D0%90%D0%A2%D0%95%D0%9C%D0%90%D0%A2%D0%98%D0%9A%D0%90

12. https://infourok.ru/svyaz-matematiki-s-drugimi-naukami-2467496.html

https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-po-geografii-matematika-v-geografii-1776364.html

Краткое описание документа:

В ходе исследования ученик пришёл к выводу, что математика является царицей наук. Она главная. Она нужна и в географии. и в физике, и в биологии. и в технологии и других предметах. А также невозможно представить без математики успешное развитие экономики Карачаево-Черкесской республики, да и в общем экономики любой страны. Сейчас век цифровой технологии. Без математики невозможно развитие этого направления. Вот почему математика - царица наук.