СВЕТА СТАРОДУБОВА

«Математика – царица или слуга других наук?»

Материал опубликован 3 November

Автор публикации: В. Карасёва, ученица 9А класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа посёлка Сита муниципального района имени Лазо Хабаровского края

Исследовательская работа

«Математика – царица или слуга других наук?»

Выполнила: Карасёва Виктория Вячеславовна,

ученица 9 «А» класса

Руководитель: Стародубова Светлана Сергеевна,

учитель математики и информатики

п. Сита

2023

Содержание

Введение................................................................................................................................2

Глава 1. Теоретические аспекты изучения математики

1.1. Понятие математики......................................................................................................4

1.2. Математика в физике ....................................................................................................5

1.3. Математика в химии .....................................................................................................5

1.4. Математика в биологии ................................................................................................5

1.5. Математика в лингвистике............................................................................................6

1.6. Математика в информатике...........................................................................................6

1.7. Математика в географии................................................................................................6

Глава 2. Исследование математики в жизни людей...........................................................7

2.1. Организация и анализ результатов исследования ......................................................7

Заключение ............................................................................................................................9

Интернет-ресурсы ............................................................................................................... 10

Приложение 1.......................................................................................................................11

Введение

Математика – царица наук, арифметика – царица математики. (К.Ф. Гаусс)

Как часто вы слышите о том, что математика – царица всех наук? Я думаю, что часто. Приходя в первый класс, дети слышат эту фразу на первом же уроке математики. Так почему же учителя говорят об этом и правда ли это в действительности? А что если на самом деле она лишь является слугой для других наук, не имея над ними превосходства? Эта тема меня очень заинтересовала, поэтому я решила исследовать ее и найти ответ на поставленный вопрос.

Актуальность работы обусловлена тем, что в последние годы математика часто вторгается в науку, а также в нашу жизнь.

Предмет исследования: роль математики в других науках.

Гипотеза: предполагаем, что математика является царицей и основой других наук, предоставляя им свои знаки, символы и т. п.

Цель исследования: Найти связь математики с другими науками, выявить её главенство.

В соответствии с целью, объектом и предметом исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Проанализировать научную литературу и любую информацию по исследуемой теме.

2. Раскрыть математику, как особенную науку.

3. Провести опрос-исследование: «Математика среди нас» между людьми разных возрастов.

4. Провести анализ полученных результатов и сделать вывод.

Практическая значимость: проект может быть использован в практической деятельности педагогов в качестве дополнительной информации, полезной для учащихся.

Для решения поставленных задач были использованы ниже перечисленные методы: анализ литературы; теоретический анализ проблемы влияния математики на научные процессы; анкетирование учащихся.

Глава 1. Теоретические аспекты существования математики в других науках.

Понятие математики.

Математика – наука, которая изучает числа, количественные отношения и пространственные формы. Наука о структурах и порядке, исторически сложившаяся на основе операций подсчёта, измерения и описания формы объектов. Это способ описать мир и то, как одна его часть сочетается с другой. Взаимоотношения чисел выражаются в математических символах, которые описывают Вселенную, в которой мы живем.

Она представляет собой науку точную, воплощение порядка и логики. 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.

Благодаря математике мы имеем все доступные нам сегодня технологии, не подвергаем нашу жизнь бессмысленной опасности, строим города, осваиваем космос и развиваем культуру.

Математика позволяет развить некоторые важные умственные качества. Это аналитические, дедуктивные, критические, прогностические способности. Также эта дисциплина улучшает возможности абстрактного мышления, способность концентрироваться, тренирует память и усиливает быстроту мышления.

Наука без математики совершенно бессмысленна, потому что химические реакции, научные теории и детали элементов подсчитываются только с помощью математики, которая используется в большинстве приложений, таких как работа, энергия, электричество, движение, гравитация, магнетизм и т. д.

Разве ты не заметил, что способный к математике изощрен во всех науках в природе? (Платон)

Математика - это язык, на котором говорят все точные науки. (Н.И. Лобачевский)

В каждой естественной науке заключено столько истины, сколько в ней есть математики. (И. Кант)

Математика в физике.

Все физические теории — это математические модели. Математика имеет дело с куда большим диапазоном исследуемых абстрактных структур, чем физика. Множество теорем имеют только математическую ценность, но часть из них служит основой физики. Взаимосвязи математики и физики определяются, прежде всего наличием общей предметной области, изучаемой ими, хотя и с различных точек зрения. По мере развития физических знаний математические методы находили все большее применение в физических исследованиях. Взаимосвязь математики и физики выражается во взаимодействии их идей и методов.

Математика в химии.

Именно с помощью математики мы производим как простейшие расчёты по химическим формулам и в уравнениях химических реакций, так и сложнейшие математические операции, моделирующие сложнейшие химические процессы как в живой, так и неживой природе. Без математики невозможно ни одно химическое производство.

Очень трудно найти какой-либо раздел математики, который совсем не используется в химии. Функциональный анализ и теория групп широко применяются в квантовой химии, теория вероятностей составляет основу статистической термодинамики и т. д.

Математика в биологии.

Первое по времени применение математики в биологии связано с обработкой результатов наблюдений. Характерная черта современных биологических, в частности, физиологических исследований - это обилие экспериментальных данных, для изображения которых также необходима математика. Так же как в физике, изучая биологическое явление, стараются выявить его математические характеристики. Например, если обследуется больной, то для анализа его состояния требуются числовые данные — температура тела, давление и состав крови, частота пульса и т. д. Математическая модель изучается математическими средствами. Поэтому иногда нужно отвлечься от биологического содержания модели и сосредоточить свое внимание на ее математической сущности.

Математика в лингвистике.

При выполнении заданий для изучения языков используется понятия множества, которое представляет собой объединение некоторых объектов, предметов или понятий в единую совокупность, по каким либо общим для них свойствам. Также, математика в языках проявляется в написании букв. Некоторые из них имеют вертикальную или горизонтальную симметрию. Поэтому можно сказать, что математика нашла свое применение и в лингвистике.

Математика в информатике

Еще одна наука, которая переплетается с математикой, является информатика. Практическая значимость школьного курса математики обусловлена тем, что её объектом являются количественные отношения и пространственные формы действительного мира. Математическая подготовка необходима для понимания принципов, устройства и использования современной техники. Математика создаёт фундамент, на котором строится всё знание информатики. Важную роль в информатике играет такой раздел математики, как математическая логика. Она разрабатывает методы, позволяющие использовать достижения логики для анализа различных процессов, в том числе и информационных, с помощью компьютеров.

Математика в географии

Первые опыты применения математики в географии относятся 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.

Математика - это язык, на котором написана книга природы. (Г. Галилей)

Подобно тому, как все искусства тяготеют к музыке, все науки стремятся к математике. (Д. Сантаяна)

Для современного физика математика всё равно, что абсолютный слух для композитора. (Ю́. М. Нагибин)

Исследование математики в жизни людей

2.1. Организация и анализ результатов исследования

Вторая глава посвящена социологическому исследованию с целью выявления интереса к математике и ее значимости в жизни учеников, а также в школе. Исследование охватило разновозрастную категорию учащихся и позволило сравнить полученные данные по различным критериям. Оно проводилось среди 35 учащихся возрастной категории 14-17 лет. Им было задано три вопроса (см. приложение 1). Ответы на них я проанализировала и результаты представила в виде диаграмм. Опрос был анонимным.

Были получены следующие результаты опроса у данной группы учеников:

Диаграмма 1. Важность математики.

Большинство учащихся согласились с тем, что математика действительно явля-ется самым важным предметом для изучения в школе.

Диаграмма 2. Связь математики с другими науками.

Проанализировав ответы на следующий вопрос, я выяснила, что почти все ученики считают, что математика связана со всеми предметами и науками. В поставленном вопросе было ключевое слово «всеми», которое помогает нам убедиться в том, что математика взаимосвязана со всеми предметами, которые изучаются в школе, что делает ее царицей других наук.

Диаграмма 3. Предметы, в которых чаще всего используется математика.

И последняя диаграмма представляет нам те предметы, в которых, по мнению учащихся, чаще всего используется математика. Вопрос был открытым, ученикам нужно было назвать лишь один предмет.

Заключение

Математика нужна в истории, физике, химии, биологии, географии и даже в русском языке, в повседневной жизни, она позволяет человеку думать, логически мыслить, делать выводы, на основе выдвинутых гипотез, используя строгие логические правила, позволяет получать новые знания об изучаемом объекте, повторно применяя соответствующие правила, получать ещё новые знания и т.д. Математический аппарат является универсальным аналитическим инструментом для всех областей знаний. Это и делает математику могущественной наукой.

Мое исследование показало, что математика интересна ученикам, и они считают ее действительно важным предметом для изучения, без понимания которого, достаточно сложно работать в других науках и сферах деятельности человека.

В ходе исследовательской работы я выявила важность и главенство математики как науки и убедилась в том, что она все же является царицей, нежели слугой других наук.

В результате, задачи раскрыть особенности математики, указать на ее связь с другими науками, провести опрос-исследование, решены. Цель исследования «найти связь математики с другими науками, выявить её главенство» достигнута. Гипотеза, что математика является царицей и основой других наук доказана.