Исследовательский проект.

МБУОШИ «Общеобразовательная школа-интернат №27 основного общего образования»

Тема: «Математика – царица всех наук»

Исследовательский проект.

Работу выполнила:

Штырёва Кристина, 5 класс

Руководитель:

учитель математики

Телепнева Елена Владимировна

г. Каменск-Уральский

2016г.

Введение…………………………………………………………………………3

1. Математика как наука………………………………………………………5

2. Связь математики с другими школьными предметами…………………..7

3. Математика в жизни человека…………………………………………….13

4. Социологический опрос…………………………………………………...14

Заключение…………………………………………………………………….15

Список используемой литературы…………………………………………….16

Приложение……………………………………………………………………..17

Введение

Человек, не знающий математики, не способен ни к каким другим наукам.

Роджер Бэкон

В 19 веке один из величайших математиков всех времён Карл Фридрих Гаусс сказал, что математика - царица всех наук. И эта знаменитая фраза до сих пор является несомненной истиной.

Мы слышали много различных мнений по этому поводу. Некоторые уверены в том, что математика является царицей наук, некоторые, что математика – служанка, которая верно обслуживает различные науки. Задумавшись над этим вопросом, мы выбрали тему исследовательской работы «Математика – царица всех наук», поставили себе цель выяснить, является ли математика царицей всех наук, показав связь математики с другими науками, значимость математики в жизни человека.

Обозначенная цель требует решение следующих задач:

1. Собрать материалы и изучить литературу по данной теме;

2. Раскрыть связь математики с другими школьными предметами, обозначив роль математики в жизни человека;

3. Составить раздаточные буклеты по данной теме для всеобщего обозрения.

В своей работе мы выдвинули следующие гипотезы:

• математика – одна из самых важных наук;

• математика помогает в жизни человека;

Методы исследования:

• Метод отбора материала;

• Метод теоретической интерпретации;

• Анализ и синтез литературы;

• Социологический опрос.

1. Математика как наука.

Истоки математики восходят к глубокой древности, Счет, торговля, землемерные работы, астрономия, строительство и многое другое - вот области ее применения уже в те времена. И сейчас без математики не обходится ни одна наука, ни один род человеческой деятельности. Даже слово «математика» образовалось от греческого слова «матема», что и означает - наука.

Математика – это наука, которая изучает величины, количественные отношения и пространственные формы.

Всё, что было заложено две тысячи лет назад по математике, все математические законы и теоремы, которые были сформулированы знаменитыми математиками тех времен, актуальны во все времена.

До начала XVII века математика в Европе в основном занималась числами и сравнительно простыми геометрическими фигурами. К этому времени она разделилась на арифметику и геометрию, а чуть позднее образовались алгебра и тригонометрия. Но и на этом развитие математики не остановилось. С расширением человеческих знаний и областей применения математики люди уже не могли обойтись простыми уравнениями, они начали мыслить во многих плоскостях, начали изобретать другие, несуществующие, но облегчающие жизнь пространства. Появились формулы производных, тригонометрические формулы, основы дифференцирования и интегрирования, сформировались таблицы производных и таблицы интегралов. Незаменимой частью мира стали дифференциальные уравнения и различные методы их решения. И до сих пор из математики выделяются все новые и новые дисциплины, например, такие, как математическая логика, теория игр, теория информации и многие другие.

Науки принято делить на естественные и гуманитарные. Естественные изучают мир вокруг нас (например, физика, химия, биология), а гуманитарные - человеческое общество (история, филология и другие). Математика же, так сказать, изучает саму себя, потому что она имеет дело не с объектами реального мира, а с их идеальными (то есть абстрактными, обобщенными) моделями. Но из-за этого математика не стала отвлеченной наукой. Наоборот, благодаря своей универсальности, законы математики и решения математических задач приложим во всем областях человеческой деятельности. Поэтому в наше время математические методы широко используют как в естественных, так и в гуманитарных науках.

2. Связь математики с другими школьными предметами

Чтобы узнать, является ли математика царицей наук, необходимо сказать о её связи с другими школьными предметами.

Математика и музыка.

Математика имеет множество великолепных приложений к различным, казалось бы, самым неожиданным аспектам человеческой деятельности. В результате возникает представление о «сухости», формальном характере математики и оторванности её от жизни и практики.

В музыке, что обычно забывается, немало математики. Мы используем западноевропейской нотную систему, основа которой – две вполне строгие шкалы частоты и времени.

На практике музыкант значительно реже математика задумывается о формальной основе музыкального произведения, которая зафиксирована в нотах. То, что действительно в музыке является строгим, складывалось столетиями, обусловлено акустическими явлениями и психологией восприятия звука. Но все это для традиционного музыканта некая данность, фундамент, который в повседневной практике не требует ни ревизии, ни пристального внимания. И это оправданно, поскольку предмет музыканта, будь он исполнителем, композитором, педагогом или теоретиком, менее формализован и включает собственные непростые задачи.

Очень давно, начиная с Пифагора, а может быть и ранее, математики обратили внимание на формальную сторону организации музыки – временную и частотную шкалы. Однако, механизмы, воспроизводящие музыку по программе, появились раньше, чем механизмы-калькуляторы, поэтому можно назвать музыкантов самыми первыми программистами. Впрочем, и в письменном наследии древних культур, пожалуй, только нотные записи, как описание временного процесса, ближе всего к текстам программ. Как в партитурах, так и в текстах программ есть блоки, условия, циклы и метки, только не многие программисты и музыканты знают об этих параллелях. Но, помня об этом, уже нельзя удивляться тому, что инженеры заставляли воспроизводить мелодии самые первые ЭВМ. Правда музыканты не могли относить машинную музыку к настоящей, возможно потому, что в ней не было ничего, кроме мертвых звуков или плана. Да и сам машинный звук, являвшийся на первых шагах простым меандром, был крайне далек от звучания акустических инструментов. Видимо поэтому следующим периодом в развитии музыкальных компьютерных технологий стали исследования и разработки методов синтеза звука.

 С давних пор до нас дошел афоризм, что математика и музыка – сестры. Казалось бы, что общего между наукой, пользующейся строгой логикой доказательств при изучении природы и музыкой – одним из прекраснейших видов искусства, произведения которых создаются в порыве вдохновения? В Древней Греции слово «математа» означало «наука». Древнегреческий философ Пифагор со своими учениками занимался четырьмя «математа»: арифметикой, геометрией, астрономией и музыкой. Он создал учение о звуке, изучал философскую математическую стороны звука, даже пытался связать музыку с астрономией. Используя особый инструмент – монохорд, Пифагор изучал интервалы, открывал математические соотношения между отдельными звуками. Пифагор развил учение о врачевании болезней при помощи музыки. Он считал, что определенные мелодии могут избавить человека то зависти, ревности, гордыни и других пороков.

За многие века значение слова «математика» несколько сузилось. Из науки вообще она превратилась в науку о всевозможных вычислениях. Зато влияние ее на другие науки необыкновенно расширилось. 

Мировое искусство во многом обязано математике. Пример этому – многочисленные древнейшие сооружения, кремли, башни, дворцы и другие произведения архитектуры.³

Математика (греч. - знание, наука). Математика – царица всех наук, символ мудрости. Красота математики является одним из связующих звеньев науки и искусства.

Слово “музыка” (греч. – искусство муз), значит искусство, отражающее действительность в звуковых, художественных образах.

Между математикой и музыкой размещается вся творческая духовная деятельность человека. Музыкальная логика и математика развивают мышление, даже упражнение пальцев при игре на музыкальных инструментах укрепляет мозговые клетки.

Как в музыке при помощи всего семи нот создаются великие произведения, так и в математике великие открытия совершаются десятью натуральными числами от 0 до 9.

Математика и литература

“Математик, который не является отчасти поэтом, никогда не достигнет совершенства в математике”, - писал выдающийся немецкий математик Карл Вейерштрасс.

Многие ученые, занимавшиеся исследованиями в области математики, были не только математиками, но физиками и химиками, как И. Ньютон, Б. Паскаль и Л. Эйлер, и даже поэтами.

Например, математик Чарльз Л. Доджсон, известный больше под псевдонимом Льюис Кэрролл как автор сказки «Алиса в стране чудес». Как рассказывают биографы, королева Виктория пришла в восторг от этой книги и захотела прочитать все книги, написанные Кэрроллом. Можно представить ее разочарование, когда она увидела на своем столе стопку книг по математике. И даже известная нам математик-женщина C.В. Ковалевская обладала незаурядным литературным талантом. Ее перу принадлежат такие произведения как драма «Борьба за счастье», роман «Нигилистка» и другие.

Эти произведения показывают красоту не только самой математики, но и поэзии, прозы и других литературных сочинений.

Математика и русский язык

С помощью языка люди передают друг другу разнообразные сведения, выражают свои мысли и чувства или, как говорят, обмениваются информацией.

В мире существует около двух тысяч различных языков, на которых говорят, пишут, читают разные народы. Это естественные языки. Они возникли и развивались вместе с народами.

По мере изучения математики мы постепенно знакомимся с математическим языком. Он относится к искусственным языкам, но неразрывно связан с русским языком.

В ребусах и шарадах очень часто переплетаются знания русского языка и мира математики. Цифры помогают ожить словам, слова могут превратиться в цифры.

В русском языке слово дробь появилось в VIII веке, и происходит от глагола «дробить» — разбивать, ломать на части. В первых учебниках математики (в VII веке) дроби так и назывались — «ломаные числа». У других народов название дроби также связано с глаголами «ломать», «разбивать», «раздроблять».

Математика и история

Сведения из истории математики, исторические задачи сближают эти два школьных предмета. История обогащает математику гуманитарным и эстетическим содержанием, развивает образное мышление. Математика, развивающая логическое и системное мышление, в свою очередь занимает достойное место в истории, помогая лучше ее понять.

В математике имеются задачи исторического характера. Некоторые итоги Петровских преобразований" посвящена задача на составление уравнения. "В 1795 г. бюджет России составлял 9,75 млн. рублей. Из них 2/3 расходовали на содержание армии и флота. Расходы на флот составляли 0,3 от стоимости содержания армии. Сколько стоило России содержание армии и флота в 1725 г.

Математика и биология

Биология давно прибегает к математике. Каждый биолог - исследователь должен согласовать полученные им результаты со статическими критериями, а соотношения, которые установил, обычно изображаются кривыми из аналитической геометрии. Уравнения термодинамики широко используются в биохимии. Статические методы сыграли важную роль в расшифровке генетического кода и в составлении хромосомных карт. Всё это – традиционная математика.

Межпредметная связь математики и биологии ярко прослеживается при изучении темы прогрессии. Числа Фибоначчи в строении различных растений и животных.

Математика, которая является наистарейшей из всех наук, вместе с тем остается всегда молодой наукой, которая бурно развивается, которая все время расширяет области своего познания, которая все шире развивает свои связи не только с естественными науками, но и с другими разнообразнейшими областями человеческой деятельности.

Великодушно позволяя другим наукам пользоваться своими достижениями и открытиями, математика при этом остается истинной царицей всех своих сестер!

Математика и география

Отношения между математикой и географией можно назвать очень близкими. Так, научить человека пользоваться географической картой или планом местности без элементарных математических знаний и навыков невозможно. Связь математики с географией проявляется в существовании так называемых географических задач. Это задания: на определение расстояний по карте; на определение масштаба; на вычисление высоты горы по температурным градиентам или градиентам давления; на расчеты по демографическим показателями тому подобное. Кроме этого, география в своих исследованиях очень часто использует математические методы: статистический, корреляционный, балансовый, метод моделирования (в том числе компьютерного) и другие. Если же говорить о экономической географии, то математику и вовсе можно смело назвать её "сводной сестрой".

Все науки связаны друг с другом в большей или меньшей степени. Связи географии с другими науками также довольно тесные. Все науки связаны друг с другом в большей или меньшей степени.

3. Математика в жизни человека

Приходится слышать такое выражение: математика - страна без границ? Эта фраза о математике имеет под собой очень веские основания. Математика в жизни человека занимает особое место. Мы настолько сроднились с ней, что попросту не замечаем ее.

А ведь с математики начинается наша жизнь. Ребенок только родился, а первые цифры в его жизни уже звучат: рост, вес. Малыш растет, не может выговорить слово "математика", а уже занимается ею, решает небольшие задачи по подсчету игрушек, кубиков. Да и родители о задачах не забывают. Готовя ребенку пищу, взвешивая его, им приходится использовать математику. Ведь нужно решать элементарную задачу: сколько еды нужно приготовить для малыша, учитывая его вес.

В школе математических задач много и сложность их с каждым годом растет. Они не просто учат ребенка определенным действиям. Математические задачи развивают мышление, логику, комплекс умений: умение группировать предметы, раскрывать закономерности, определять связи между явлениями, принимать решения. Занятия математикой, решение математических задач развивает личность, делает ее целеустремленнее, активнее, самостоятельнее.

И после школы математика очень даже пригодится. Во время учебы в вузе, на работе и дома нужно постоянно решать задачи связанные с математикой. Какова вероятность успешной сдачи экзамена? Сколько денег нужно заработать, чтобы купить квартиру? Чему равна площадь поверхности стен вашего дома, и сколько нужно приобрести кирпича для утепления дома? Как правильно рассчитать, чтобы родилась девочка или мальчик? И тут на помощь придет математика. Она следует за человеком везде, помогает ему решать практические задачи, делает его жизнь намного удобнее.

Стремительно изменяется мир и сама жизнь. В неё входят новые технологии. Только математика и решение задач в традиционном понимании не изменяют себе. Математические законы проверены и систематизированы, поэтому человек в важные моменты может положиться на нее, решить любую задачу. Математика не подведет.

4.Социологический опрос

Среди учащихся 6-8 классов нашей школы мы провели небольшое исследование. Мы составили анкету, в которой попросили их ответить на три вопроса:

• Связана ли математика с другими школьными предметами?

• Необходима ли математика человеку в жизни?

• Математика-царица всех наук?

В опросе приняло участие 40 учащихся из 7а, 6а, и 8а классов. Результаты представлены на диаграммах: «Диаграмма 1», «Диаграмма 2 и «Диаграмма 3». Из результатов опроса стало видно, что большая часть учащихся знают связь математики с другими предметами, что математика-царица всех наук, но не все, знают, с какого возраста человек имеет отношение к математике. В связи с этим мы решили сделать буклеты и раздать всем классам школы. Чтобы все знали, что математика-царица всех наук.

Заключение

Математика нужна всем людям на земле. Математика нужна в истории, музыке, информатике, биологии, географии и даже в русском языке. Математика нужна в повседневной жизни: например, при кройке шитья, приготовления пищи или при решении денежных вопросах. Математика позволяет человеку думать, логически мыслить, делать выводы.

Да, математику действительно по праву можно считать царицей всех наук, но она и сама служит верой и правдой всем наукам. Проведя исследования, мы теперь можем с твердой уверенностью сказать: «Математика – царица всех наук». Так было, так есть и так будет.

Список литературы и интернет ресурсов

1. Лиман М.М. Школьникам о математике и математиках: пособие для учащихся 4-8 классов / М.М. Лиман. – М.: Просвещение, 1981. – 180с.

2. Энциклопедический словарь юного математика / Под ред. Б.В. Гнеденко. г.Москва, 1989г. - 313с.

3. http://matema.ucoz.ru/index/citaty_velikikh_o_matematike/0-19

4. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/

6. http://www.zaitseva-irina.ru/html/f1129470577.html

Приложение

С какими науками связана математика?

Диаграмма 1

Математика-царица всех наук?

Диаграмма 2

С какого возраста человек имеет отношение к математике?

Диаграмма 3