Проект "Математика на службе у экологии"

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Шило-Голицынская средняя общеобразовательная школа

Ртищевского района Саратовской области»

Исследовательская работа

«Математика на службе у экологии»

Выполнили: Бедиков Егор,

Бородина Анастасия,

Цикорски Владислав,

учащиеся 6 класса

Руководитель: Шувакина Раиса Николаевна,

учитель математики.

2017г.

Содержание. Стр.

1. Введение-------------------------------------------------------------

2. Математика на службе у экологии-----------------------------

2.1 Что происходит с лесами на планете?--------------- ---------

2.2. Чистый воздух — залог здоровья ---- ---- ---- --------------

2.3 Вода – основа жизни.-------------------------------------------

2.4. Почва – наше богатство-------------------------------- ---- ---

3. Приложение -------------------------------- ---- ---- ---- ---- ----

4.Заключение------------------------------------------------------------

5. Литература-------------------------------------------------------------

Введение.

Человеку для жизни необходимы чистый воздух, качественная вода, незараженная почва, растения, энергетические ресурсы, развитие цивилизации. Но с развитием цивилизации увеличивается вредное воздействие людей на природу, что становится угрожающим для нее.

Мы считаем, одной из важных задач в школе является формирование экологического сознания. Это не только любовь и бережное отношение ко всему живому, но и чувство личной ответственности за то, что происходит вокруг, потребность подрастающего поколения действовать.

Гипотеза:

Мы предположили, что математика напрямую связана с экологией.

Проблема которую мы выдвинули:

Может ли математика помочь экологии?

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.

Цели: Выяснить, какой вклад вносит математика в экологию.

Показать практическое применение математики в вопросах экологии окружающей среды

Задачи:

1.Изучить экологические проблемы местности

2.Дать количественную оценку состоянию природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека.

3.Раскрыть вопросы о том, что происходит с экологией на нашей планете.

4.Выполнить практические исследования.

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 устрашала человека, а теперь человек устрашает природу” – сказал французский океанолог Жак Ив Кусто

С нашей планетой произошла беда, её здоровью угрожает опасность.

Это - Вырубка лесов. Гибель животных. Загрязнение воды.

Загрязнение воздуха. Накопление мусора. Отравление почвы.

Что происходит с лесами на нашей планете?

Лес – это не только украшение земли. Это ценнейшее сокровище нашей природы. Лес необходим для строительства и производства бумаги, искусственного волокна и мебели, музыкальных инструментов и спортивного инвентаря… Древесина служит сырьем для получения массы ценных химических продуктов: спирта, кислот, канифоли. Высококачественный русский лес охотно покупают многие страны.

Деревья — бесценная часть окружающей среды. Деревья не только поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Они "работают” как фильтры, очищая воздух от сажи и пыли, болезнетворных микробов. В лесах находят стол и дом множество видов растений, животных, микроорганизмов.

Продолжительность жизни у различных видов деревьев не одинакова. Осина живет сравнительно недолго – менее 100 лет. Возраст ели может достигать 600 лет. Для сосны, произрастающей в Белых горах восточной Калифорнии, 500 и даже 1000 лет еще не старость. Как и все живое, деревья умирают от возраста и болезней.

Учёные мирового сообщества признают исчезновение лесов одной из самых серьёзных экологических проблем.

В России наблюдается быстрое разрушение лесных экосистем.

Некогда обширные лесные пространства, занимавшие более половины площади европейской части России, заметно поредели. Территория, занятая лесными массивами, на сегодняшний день составляет лишь чуть более 30 процентов. В ряде районов юга России леса вырублены полностью.

А в последние годы площади вырубленных и сгоревших лесов в 7 раз превышают площади территорий, где посадили новые деревья.

Каждый год вырубается примерно 400 тыс. кв.км леса. 125 миллионов деревьев вырубается только для производства бумаги.

Бумажная промышленность является одним из главных потребителей древесины, которая расходуется на изготовление учебных  и  письменных принадлежностей.

Мы решили вычислить, сколько гектаров леса нужно вырубить для того, чтобы издать тираж комплекта учебников для 6 класса.

Рассмотрим это на примере учебника «Математика» авт. Н.Я. Виленкин, В.И. Жохов, А.С. Чесноков, С.И. Шварцбурд, М: Мнемозина, 2015

Размеры одной страницы учебника 16 см на 21 см, т.о. площадь одной страницы равна 16 ∙ 21 = 336(кв. см).

В учебнике 288 страниц или 144 листа, значит площадь всех листов учебника 336 ∙ 144 = 48384(кв. см).

На весь тираж в 75 000 экземпляров требуется

48384 ∙ 75000 = =3 628 800 000(кв. см). Площадь тиража учебника в кв. м равн 3 628 800 000 : 10 000 = =362 880кв. м

Площадь вырубленного леса в кв. м равна 362 880 ∙ 2,5 = =907 200 (кв.м).

Площадь вырубленного леса в га равна 907 200 : 10 000 = 90,72 (га).

Проведя такие же расчёты, мы выяснили, что на другие учебники потребуется :

1. Русский язык – 81,3га

2. Литература – 176,4га

3. Немецкий язык – 50,4га

4. История– 56,4га

5. Обществознание – 36,2га

6. География – 73,1га

7. Биология – 48,5га

Всего – 613,02 га

Мы решили узнать какое количество тетрадей необходимо иметь для успешной учёбы в году среднестатистическому ученику 5-11 классов.

С этой целью были заданы следующие вопросы ученикам нашей школы.

1.Какое количество простых тетрадей необходимо иметь для занятий в течение года?

Ответы:

А) 50 Б) 80 В) 100 Г) Другое количество (указать)

2. Как вы используете неиспользованные полностью тетради?

Ответы:

А) оставляем на следующий учебный год;

Б) используем для черновиков:

В) отдаём младшим братьям или сестрам для рисования;

Г) – выбрасываем в мусор

Было опрошено 48 учащихся. Получили следующие результаты:

Вариант А – оставляют на следующий год – 39,6 %;

Вариант Б – используют для черновиков -27,5 %;

Вариант В – отдают младшим – 12%;

Вариант Г – выбрасывают в мусор – 21%:

Нас заинтересовал ответ учащихся о том, что 21 % опрошенных выбрасывают недописанные тетради в мусор. Наше внимание привлекли обычные школьные корзины для мусора, которые есть в каждом классном кабинете. За один школьный день в мусорной корзине накапливается изрезанной, измятой бумаги примерно на одну простую школьную тетрадь.

Мы предположили, что если только по одному тетрадному листку за один школьный день выбросят в мусор ученики нашей школы (в школе - 95учеников), то получится примерно 8 тетрадей.

За учебный год - 2040 тетрадей.

Одна простая тетрадь весит 27 г, следовательно, вес этих тетрадей составляет- 55,08 кг.

Известно, что 20 кг макулатуры сохранит одно дерево .

Таким образом, только учащиеся нашей школы могут сберечь за год

3 дерева, если не будут выбрасывать тетради в мусорные урны.

В нашем Ртищевском районе обучается __4 392___ школьника - в __46__ раз больше, чем в нашей школе. Значит, и сберечь они могут уже 138 деревьев.

Чистый воздух — залог здоровья.

В последние годы наибольшее количество вредных веществ в атмосферу выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, причем их доля постоянно возрастает.

Кроме загрязнения воздуха, автомобили потребляют кислород. Автомобиль, проехав 900 км, потребит столько же кислорода, сколько человек расходует на дыхание за целый год.

Таким образом автомобиль – главный источник экологических проблем.

Даже легковому автомобилю для сгорания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем автолюбитель проезжает в год 10 тысяч км и сжигает 10 т бензина, расходуя 35 т кислорода и, выбрасывая в атмосферу 160 т выхлопных газов. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно.

Вода — основа жизни.

В мире в наши дни одна из самых острых проблем – нехватка чистой воды.

Все мы используем воду, поэтому на нас лежит и ответственность за ее охрану от загрязнения и экономию. Морями и океанами покрыто около 70 % земной поверхности, а на пресную воду приходится всего лишь 2 % от всего объема водных запасов планеты.

А сколько же нужно человеку воды каждый день?

В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки сада и огорода.

В среднем в мире каждый житель расходует до 200 л воды ежедневно.

Качественно чистой воды на Земле не хватает.

Представьте, если каждый человек сэкономит в день хотя бы 1 л воды, а в мире проживает около 6,8 млрд. человек, значит экономия в день

6 800 000 000 л воды по всему миру.

Если семья сэкономит хотя бы 20 процентов водопроводной воды от того объема, которым обычно пользуется, то за год такое количество воды может образовать озеро диаметром 200 м и глубиной 2метра!

Почва — наше богатство.

Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90% продуктов питания человечества. Ухудшение состояния почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение.

Накопление мусора, отравление почвы – экологическая проблема.

Ежегодно каждый человек в развитом государстве выбрасывает 10 кг мусора. На каждого жителя Российского города ежегодно приходится 100-400кг мусора. Для сельской местности нет статистики, так как мусор не вывозится, а складируется и уничтожается на местах.

Около 3,5млрд. т мусора ежегодно образуется в России.

Специалисты подсчитали, что если мусор не уничтожить, то через 10-15 лет он покроет нашу планету слоем толщиной 5м.

Большую часть мусора составляют предметы из пластмассы (70%), на втором месте стеклянные и жестяные предметы (25%), и на третьем месте деревянные и бумажные (5%).

За неделю каждая семья использует более 10 полиэтиленовых пакетов.

Мы провели исследования среди учащихся.

Сколько пластиковых бутылок в среднем их семья использует за год?

36 бутылок в среднем выбрасывается за год одной семьёй.

Эта цифра может быть гораздо больше.

На территории Муниципального образования проживает около 3000 человек, что составляет примерно 1000 семей.

Посчитаем, сколько бутылок выбросят за год жители наших сел, если в среднем они используют 36 бутылок:

36 бут. •1000 = 36 000 бут.

За 10 лет: 36 000 бут. • 10 = 360 000 бут.

За 50 лет:360 000 бут. • 50 =18 000 000бут

Какую площадь займут 18 000 000 бутылок, если их сложить в ряд?

Диаметр одной пластиковой бутылки – 9см.

Длина бутылки – 32см.

Площадь, занимаемая одной бутылкой, 9 · 32 = 288 (кв. см)

Площадь, занимаемая 18 000 000 пластиковыми бутылками:

288 ·3 600 =1 036 800(кв. см)=103,68 (кв. м)

Какую площадь займут пластиковые бутылки за 10лет, за 50 лет?

за 10 лет – 103,68·10 = 1 036,8кв.м.,

за 50 лет – 103,68 · 50 = 5 184кв.м.

Это площадь школьной спортивной площадки.

Полиэтиленовые пакеты тоже засоряют почву. Для их разложения требуется 15 лет. Если мы безрассудно будем выбрасывать сейчас пакеты, то в течение десятков лет почва будет содержать вредные вещества.

Приложение.

Вторая жизнь упаковки.

Не надо ждать, когда проблемы утилизации мусора будут решены на государственном уровне. Пока наша Земля не превратилась в пластмассовую планету, каждый из нас может способствовать ее спасению. Один из способов – это дать упаковке вторую жизнь, т.е. использовать вторично.

Емкости из пластика являются одним из самых распространенных видов упаковки. Тема вторичного использования пластиковых бутылок без химической переработки – самая распространенная в интернете.

Что только не делают из пластиковых бутылок мастера: украшения для одежды и дома, сумки, корзины, блюда, вазы, шкатулки, тапочки-вьетнамки, детские игрушки, плечики для одежды, кормушки для птиц, искусственные деревья и многое другое.

А мастера-строители разработали проекты строительства домов из пластиковых и стеклянных бутылок. Из бутылок можно сделать и красивое обрамление или бордюр для клумб и дорожек. Пластиковая бутылка большого объема может послужить отдельной мини-клумбой на веранде, балконе или детской площадке.

Сделать что-то на даче своими руками для нашего человека не проблема. Это и строительство домов и теплиц из самих бутылок или с использованием материала из них, а также красивые заборы с панно из крышек от пластиковых бутылок.

Какие красивые искусственные пальмы можно встретить на дачных участках, кроны которых собраны из зеленых, а стволы из коричневых пластиковых бутылок. Сделав в бутылке по всей окружности отверстия и закрепив ее на шланге, дачники используют это простейшее устройство для полива сада, огорода или газона.

Настя . Мы с мамой делаем вот такие поделки из бутылок.

А также мы используем в качестве клумб автомобильные покрышки.

Заключение.

Экологическая проблема с каждым годом обостряется. Воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьём, почва с каждым днем все больше и больше загрязняются. По нашим исследованиям видно, что транспорт загрязняет воздух, количество родников и колодцев с каждым годом становится меньше, а количество свалок наоборот увеличивается.

Для этого нам необходимо на территории деревни и за ее пределами проводить субботники, очищать все вокруг от мусора, уменьшить количество свалок и посадить деревья для озеленения.

Пути решения проблемы:

1.        Начнем с себя самих – будем выбрасывать мусор только в мусорные баки, урны - «Чисто не там, где убирают, а там, где не сорят!»

2.        Чаще будем проводить субботники по уборке территории.

3.        Вывесить плакаты с природоохранной темой в местах возможного появления свалок.

4.        Ликвидация мусора на несанкционированных свалках в пределах села.

5. Бережно относиться к учебникам.

6. Собирать макулатуру.

7. Вернуть природе  лес, который был срублен для изготовления наших учебных  и  письменных принадлежностей  и  пособий, тем самым улучшить окружающую среду.(высаживать больше деревьев, цветов)

8. Экономить воду.

Вывод.

Наше предположение о том, что математика напрямую связана с экологией, подтвердилось.

При изучении экологии возникает много вопросов, ответы на которые становятся очевидными только при помощи математики.

Математика позволяет проводить точные измерения, делать расчеты и подтверждать наблюдения.

Использованная литература.

«Я познаю мир. Экология» А.Е. Чижевский (Астрель 2003)

Большая энциклопедия знаний (жизнь на земле) перевод с англ.В.В. Свечников, О.И. Чибисова (РОСМЭН 2008)

Газета «Первое сентября» №2, 2005г.

Газета «Математика в школе» №4, 2005г.

Моисеев Н. «Экология человечества глазами математика». М., Молодая гвардия, 1996г.

Интернет.

16