математика и экология. лиза. С. Г. Сухиничи сухиничского района калужской области математика и экология
 Скачать 109 Kb.
|
|
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 4" ИМЕНИ ГЕРОЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА ЗНАМЕНСКОГО В.С. Г.СУХИНИЧИ СУХИНИЧСКОГО РАЙОНА КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ Математика и экология Ф.И.О. автора проекта Бирюкова Елизавета Алексеевна Ф.И.О. руководителя проекта Жарова Оксана Александровна 2022 Оглавление: 1.Введение. 2 .Роль математики В НАУКЕ. 3.Цели и задачи проекта. 4.Гипотеза. 5.Теоретическая часть. 1.Что такое математика? 2. Что такое экология? 6.Загрязнение воздуха автомобилями. Загазованность. 1.Зеленые насаждения - эффективное средство борьбы с выхлопными газами. 2.Загрязнение атмосферы. 7.Элементы экологии и арифметический квадратный корень. 8.Экология в дробях. 9.Экология и проценты. 10.Экология и геометрическая прогрессия. 11.Примеры математических задач, связанных с экологией. 12.Проблема бытовых отходов. 13.Исследование . 14.Исследование . 15.Социологический опрос. 16.Заключение. 17.Литература.1.Введение. «Воздух – наш отец. Вода – мать. Земля – дом. Роса – национальное сокровище. Настало время осознать каждому, что мы живем в озоновом одуванчике… А мы взрываем его ранимую оболочку, стираем пыльцу, смахиваем нежные тычинки лесов. Птицы и звери, цветы и деревья взывают к человеку: сбереги, сохрани, где стоишь, где живешь – на расстоянии взгляда и голоса, хотя бы на расстоянии вытянутой руки! И твое активное личное пространство, помноженное на миллионы, станет охраняемым пространством Отечества…» Долгая, счастливая, а самое главное – здоровая жизнь человека зависит от состояния окружающей нас природы. В последние годы получила развитие наука о взаимосвязи человека и природы –ЭКОЛОГИЯ. «Человек живет природой – это значит, что природа есть тело,с которым человек должен оставаться навсю жизнь в процессепостоянного общения,чтобы не умереть» Сегодня проблема окружающей среды, сохранение природы нашей Родины, сохранение здоровья нации стала такой же важной, как и сохранение мира на земле от ядерной катастрофы. Но при чем тут математика??? При работе над проектом, мне пришлось столкнуться с различного вида заданиями. Это и вычисление объемов, измерительные работы, решение уравнений. Без решения всех этих задач невозможно произвести расчеты, а, следовательно, и получить нужные результаты, которые позволят сделать вывод о нашем отношении к природе, к нашему будущему Кроме того, решение поставленных задач, заставило нас задуматься над вопросом, как мы относимся к нашей планете – нашему дому. 2 .Роль математики В НАУКЕ. Известно, что математика никогда не бывает одна, она всегда к чему-то прикладывается! Это говорит о том, что ни одна другая наука не может существовать без математики!!! В современном мире математика превратилась в повседневное орудие. Это – и исследования в физике, астрономии, биологии, инженерном деле, экологии, организации производства и многих других областях теоретической и прикладной деятельности. Многие крупные врачи, экономисты и специалисты в области социальных исследований считают, что дальнейший прогресс их дисциплин тесно связан с более широким и полнокровным использованием математических методов, чем это было до настоящего времени. Не зря греческие ученые говорили, что математика есть ключ ко всем наукам. Математика всегда была неотъемлемой и существеннейшей составной частью человеческой культуры, она является ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса и важной компонентой развития личности. Слово “математика” пришло к нам из древнегреческого языка. С древнегреческого “мантанейн” означает “учиться”, “приобретать знания” Как вы понимаете выражение « Земля- наш дом?» Понятие «экология» произошла от древнегреческих слов, в дословном переводе оно означает "наука о доме".Экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Она исследует факторы неживой природы, воздействующие на организмы, а также влияние живых организмов на природу в целом. Математика создаёт условия для развития умения давать количественную оценку состоянию природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека в природном и социальном окружении. В своей работе мы попытались раскрыть вопросы о том, что происходит с экологией на нашей планете. Мы показали практическое применение математики в вопросах экологии окружающей среды. Актуальность и практическая значимость проводимого исследования заключается в том, что экологические проблемы приобрели первостепенное значение в мире и возникла необходимость вовлечения и нас, подрастающего поколения, для их решения «Раньше природа страшила человека, а сейчас человек страшит природу» – сказал французский океанолог Жак Ив Кусто. С нашей планетой произошла беда, её здоровью угрожает опасность. Признаки грозной беды. 1.Вырубка лесов. 2.Гибель животных. 3.Загрязнение воды. 4.Загрязнение воздуха. 5.Накопление мусора. 6.Отравление почвы. 3. Цели и задачи проекта. Цель: Показать необходимость изучения математики, так как это инструмент, которым пользуются все остальные науки. Показать глобальный характер экологических проблем наших улиц. Задачи: 1.Выяснить гипотезы . 2.Выяснить, что такое математика. 3.Выяснить, что такое экология. 4. Загрязнение воздуха автомобилями. 5.Загрязнение атмосферы. 6.Задачи в экологии. 7.Выяснить проблема бытовых отходов. 4.Гипотеза: Я предположила, что математика напрямую связана с экологией. Методы исследования: - теоретический метод - экспериментальный метод - обсервационный метод - статистический метод 5.Теоретическая часть. 1. Что такое математика? Слово «математика» пришло к нам из древнегреческого языка. С древнегреческого «мантанейн» означает «учиться», «приобретать знания». Математика — наука, исторически основанная на решении задач о количественных и пространственных соотношениях реального мира путём идеализации необходимых для этого свойств объектов и формализации этих задач. Наука, занимающаяся изучением чисел, структур, пространств и преобразований. 2. Что такое экология? Понятие «экология» произошло от древнегреческих слов, в дословном переводе оно означает "наука о доме". Экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Она исследует факторы неживой природы, воздействующие на организмы, а также влияние живых организмов на природу в целом. Экология – это наука, основы которой заложил Эрнст Геккель в 1866 году. Однако люди интересовались секретами природы еще с древности, имели бережное отношение к ней. Понятий термина «экология» существуют сотни, в разные времена ученые давали свои определения экологии. 6.Загрязнение воздуха автомобилями. Загазованность. Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей, они являются основными источниками загазованности воздуха. Загазованность– наличие в воздухе вредных или взрывоопасных газообразных веществ в ощутимых концентрациях. Автомобильный транспорт выбрасывает в атмосферу выхлопные газы в состав которых входят токсичные вещества. Это в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья взрослых и детей. Так, оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройство нервной и сердечно – сосудистой систем, а также способствует развитию атеросклероза. Оксиды азота резко раздражают лёгкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения. 1. Зеленые насаждения - эффективное средство борьбы с выхлопными газами. Учеными доказано, что зеленые насаждения играют большую роль в очистке атмосферного воздуха. Они способны поглощать вредные вещества, тем самым, выполняя роль фильтров. Растения также выделяют в атмосферу биологически активные летучие вещества – фитонциды. 2.Загрязнение атмосферы. Проблема загрязнения атмосферы – одна из актуальных и трудноразрешимых проблем современности. Человечество пытается найти выход – изобретаются экологически чистые виды топлива, разрабатываются новые способы утилизации отходов, создаются безвредные материалы для производства и строительства. Основные источники, вызывающие загрязнение атмосферы, это – антропогенный и естественный. Естественный источник – то, что происходит в природе с большей или меньшей регулярностью. От этого никуда не деться – мы вряд ли когда-нибудь сможем предотвратить извержение вулкана, гарантировать защиту от лесных пожаров или пыльных бурь. Процесс разложения животных или растений также вносит свой вклад в постепенное загрязнение атмосферы. Антропогенное воздействие на атмосферу исходит от человека. Здесь можно выделить быстро развивающиеся и распространяющиеся промышленные предприятия, топливно-энергетический комплекс, предприятия машиностроения и, конечно, транспорт. Очень много в атмосферу поступает газообразных веществ, которые вредят ей, но не стоит забывать и о твёрдых частицах – пыли, саже, копоти. В районах, где сконцентрированы промышленные предприятия, постоянными компонентами воздуха уже стали такие опасные тяжёлые металлы, как никель, медь, кадмий, ртуть, свинец, ванадий и хром. Проблема попадания в воздух большого количества свинца становится особенно угрожающей. 7.Элементы экологии и арифметический квадратный корень.1.Существует так называемая “Красная книга”, куда помещены тысячи исчезающих видов растений и животных. В частности, о числе √4. Именно от стольких ударов тупится топор и отскакивает пуля после нанесения его на самую прочную древесину – берёзу Шмидта (берёза железная). Это очень стойкий строительный материал. √4 = 2 Ответ: 2 2.√(3600 )- именно столько см достигают плоды хлебного дерева. √3600= 60 см. Ответ: 60 см 3.А знаете ли вы, что старейшее дерево планеты – сосна. Ей столько лет, чему равен x в ходе решения уравнения x+√400=4020 x=4020-√400 x=4020–20 x = 4000 . Ответ: 4000 лет 4.И, наконец, самые глубокие корни у фикуса из Южной Африки. Их длина достигает √(5²*24²)м. √(5²*24²)= √(25*576) = √14400 = 120. Ответ: 120 м 8.Экология в дробях.Редким животным нашей области является выхухоль-зверек необычного вида и небольшого размера. Размер взрослой особи этого животного мы узнаем, решив задачу. 1. Определить длину туловища взрослой особи выхухоли, если 80% этой длины составляет столько же, как 25 % от 64 см. Решение: 1)64*0,25=16(см) 2) 16:0,8=20 (см). Ответ: 20 см 2.Скорость степного орла на 10 км/ч меньше скорости беркута. Найдите скорость каждой птицы, если скорость степного орла составляет скорости беркута? Решение: Пусть х ( км/ч)- скорость беркута, тогда 8/9 * х (км/ч)- скорость степного орла. Известно, что скорость орла на 10 км/ч меньше скорости беркута, составим и решим уравнение: Х–8/9*х=10 1/9*х=10 Х =90 Ответ: 90 км/ч – скорость беркута, 80 км/ч – скорость степного орла. 9.Экология и проценты.1. США ежегодно выбрасывает в атмосферу более 200млн.т вредных веществ. Из них более 40% происходит по вине транспорта, главным образом автомобилей. Сколько тонн вредных веществ выбрасывается в атмосферу транспортными средствами США? Решение 40%это0,4 200 х 0,4 = 80(млн. т)вредных веществ. Ответ: более 80млн. т В лесных насаждениях происходит самоизреживание. Сколько сосновых деревьев придется на 1га к 100 годам жизни леса, если вначале было 10000 деревьев на 1га, к 40-летнему возрасту деревьев осталось 25% их числа, а к 100 годам жизни леса осталось только 21% деревьев, которые оставались к 40-летнему возрасту? Решение 25%-это 0,25 10000х0,25=2500(дер.)осталось к 40-летнему возрасту 21%-это 0,21 2500х0,21=525(дер.) осталось к 100-летнему возрасту. Ответ: 525 деревьев. 10.Экология и геометрическая прогрессия.1. В благоприятных условиях бактерии размножаются так, что на протяжении одной минуты одна из них делится на четыре. Записать колонию, рожденную одной бактерией за 6 минут. Решение: 1, 4, 16, 64, 256, 1024, 4096. Ответ: 1, 4, 16, 64, 256, 1024, 4096 2. На опушке леса живут 4 куницы, которые питаются белками. Белки питаются орехами. Одна куница съедает 10 белок. Для улучшения плодородия сосны сибирской (кедр) нужны почвенные бактерии. Сколько нужно белок, орехов, бактерий, чтобы построить экологическую пирамиду данного участка леса, используя геометрическую прогрессию. Решение: Пищевая цепь: куницы → белки → орехи → почвенные бактерии b1=4,b2=40,b3=?,b4=? q=40/4=10 b3=4·100=400 b4=4·1000=4000 Ответ: 40 белок, 400кг орехов, 4000 бактерий. 11.Примеры математических задач, связанных с экологией.1. Для того чтобы выросла сосна, способная давать семена, требуется 100 лет, а для того чтобы спилить такую сосну, достаточно 5 минут. Во сколько раз быстрее можно уничтожить дерево, чем вырастить его? 2. Переработка на сахар всего лишь одной тонны сахарной свеклы дает столько же веществ-загрязнителей, сколько их произведут 80 человек за одни сутки Сколько человек должны «потрудиться», чтобы произвести столько же загрязнителей, сколько создадут их аппараты, выработав за несколько часов 10 тонн сахара? 3. Один трактор работая на сухом поле, образует 14 тонн пыли на 1 гектаре. Сколько тонн пыли останется после работы 10 тракторов на поле размером 40 гектаров? 4. Слой плодородной почвы толщиной 1 сантиметр образуется за 400 лет. Сколько лет должно пройти, чтобы его толщина достигла 20 сантиметров? 5. Верхний слой почвы толщиной в 20 сантиметров под пологом леса может быть размыт только через 174000 лет. На правильно обрабатываемых сельскохозяйственных почвах он погибнет на 173900 лет раньше, а неправильно обрабатываемых еще в 4 раза. Каков срок жизни верхнего плодородного слоя неправильно обрабатываемых почв? В крупных промышленных городах на 1 квадратном километре поверхности за месяц оседает 26 тонн сажи. Сколько тонн сажи оседает за год в городском районе с площадью 30 квадратных километров? 12. Проблема бытовых отходов. Сегодня проблемы экологии важны не только для отдельных территорий и стран – это проблема всего населения Земли. В настоящее время 7 млрд. человек населения Земли оказывают на природу такое же по масштабам воздействие, какое могли бы оказать 50 млрд. людей каменного века, хотя расход пищи на одного человека остался примерно прежним. Экологическую ситуацию можно улучшить, но это требует знаний и средств, причем часто – очень больших (именно потому самые большие успехи в охране природы у богатых стран). Лишь при восстановлении и сохранении природы возможен рост качества жизни. Чем богаче и экологически грамотнее будет общество, тем скорее излечит природу от экологических болезней. Изучение проблем экологии помогает людям научиться экологически мыслить, обрести экологическое самосознание, чувствовать себя ответственным за отношения .Человека и Природы, оценивать причины неблагоприятной экологической обстановки и принимать меры для исправления экологических ошибок, а также тяжелых экологических болезней. 13.Исследование. 1. Определение количества углекислого газа, которое за час поглощают всё деревья, произрастающие на территории школы. Таблиц № 1. Количество произрастающих на территории школы деревьев.
Таблица № 2. Количество поглощаемого деревьями углекислого газа, находящихся на пришкольном участке.
Исходя из данных занесённых в таблицу 2, я вычислила среднее арифметическое потребление вредных веществ одним деревом за год произрастающим на территории школы. 6+7+6+7+4=30= 6 т Ответ: 6 т = 6000000г углекислого газа поглощает одно дерево, произрастающие на территории школы в год. Отсюда мы можем составить пропорцию и вычислить сколько углекислого газа поглощают одно дерево находящиеся на территории школы за 1 час. В одном году 8760 часов. Зависимость между поглощением количества вредных веществ одним деревом прямо пропорциональна времени поглощения так, как если время поглощения в несколько раз меньше, то и количество вредных веществ уменьшится во столько же раз. Условно обозначаем такую зависимость одинаково направленными стрелками.
8760х=6000000 Х =6000000/8760 Х ≈ 685 г вредных веществ поглощает одно дерево в час. Исходя из этого мы можем узнать, сколько всего поглощают углекислого газа все деревья, находящиеся на территории школы за час, 106 х 685= 72610 гр переведем в кг 72.61 кг. Ответ: 72.61 кг всего за час поглощают всё деревья, произрастающие на территории школы. 14.Исследование. Я исследовала, какое количество мусора выбрасывают жители нашего села за неделю. В эксперименте участвовало 10 семей моих одноклассников, количественный состав которых 2, 3, 4, 5 человек. Результаты: Количество мусора выбрасываемого за неделю:
Выводы: В результате за неделю 10 семей выбрасывают 102 килограмм мусора. Большую часть мусора составляют предметы из пластмассы (70%), на втором месте стеклянные и жестяные предметы (25%), и на третьем месте деревянные и бумажные (5%). В среднем получается, что на одного человека в неделю приходится 3 кг. мусора. В месяц 12 кг. В год 156 кг. Это при условии, что мы проживаем в городе, собираем макулатуру и пластиковые крышки от напитков, использованные батарейки. Что мы делаем, чтобы мусорных отходов стало меньше. И улучшилась экология города. Обучающиеся и сотрудники школы собирают и сдают макулатуру. На территории города работает пункт по приему металлолома. Туда можно сдать жестяные банки из под консервированных продуктов. 15.Социологический опрос.«Экология в математике». 1. Как вы считаете, связаны ли математика и экология?  58% опрошенных ответили: «Да»34% отпрошенных ответили: «Нет» 8% опрошенных затруднились ответить. 2. Как вам кажется, там, где вы живете, экологическая ситуация лучше, хуже или примерно такая же как в большинстве регионов России? 3  6% опрошенных ответили: «Такая же»32% опрошенных ответили: «Хуже» 22% опрошенных ответили: «Лучше» 10% опрошенных затруднились ответить. 3.Узнали ли вы что-то новое из предложенного проекта? 7  4% опрошенных ответили: «Да»22% отпрошенных ответили: «Нет» 4% опрошенных затруднились ответить. 4.Будете ли вы с уважением относиться к окружающей среде? 9  6% опрошенных ответили: «Да»2% отпрошенных ответили: «Нет» 2% опрошенных ответили: «Посмотрим по обстоятельствам» 5.Что вы можете сделать, чтобы наше город стало чище? 38% опрошенных ответили: «Посадить деревья» 24% отпрошенных ответили: «Не мусорить» 16% опрошенных предложили провести акцию «Чистый город» 14% опрошенных ответили: «Убрать территорию» 4% опрошенных предложили провести беседу с жителями города 2% опрошенных ответили: «Необходимо вырвать торчащие пеньки» 2% опрошенных ответили: «Нужно поставить на территории города больше урн и контейнеров для сбора мусора  16.Заключение.Я проделала немаленькую и очень интересную 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, сколько растений срывают, сколько уничтожают животных, иногда и очень редких, этот список, к сожалению, можно продолжать долго, а в каждом из поставленных вопросов звучит: «Сколько? Сколько? Сколько?». Я постаралась доказать сегодня цифрами какой вред люди наносят природе. Выполняя данный проект, я много узнала нового. Если бы раньше мне задали вопрос: «Связана ли математика и экология?» я бы с уверенностью ответила, что нет. Сейчас же многое изменилось. Мне кажется, что смотря на эти умопомрачающие цифры, только единицы останутся равнодушными к природе. Мое предположение о том, что математика напрямую связана с экологией, подтвердилось. При изучении экологии возникает много вопросов, ответы на которые можно получить при помощи математики. Математика позволяет проводить точные измерения, делать расчеты и подтверждать наблюдения. 17.Литература.1.Большая энциклопедия знаний (жизнь на земле) перевод с англ.В.В. Свечников, О.И. Чибисова (РОСМЭН 2008) 2.Ресурсы интернет https://verticalsad.ru/assortiment-rastenij/zelenye-filtry-rasteniya-zashhishhayushhie-ot-pyli-i-gazov.html https://rosuchebnik.ru/material/ekologiya-v-matematike-24188/ 3.Решетова Л.М, Чепкасова Н. Ю. статья «Фрагмент сборника задач экологического содержания по математике для учащихся 5–9-х классов "Экология в цифрах"» 4. Сайт Википедия 5.Задачник экология и математика, Орлова Г.Р. www.slideshare.net/gayana71/ss-16245841 6.Экология: "Факты и цифры". |