Роль математики в системе наук

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3»

Информационно-познавательный проект

на тему:

«Роль математики в системе наук»

Выполнила: ученица 7а класса

Кузнецова Ксения

Руководитель проекта:

Бархатова Татьяна Александровна

п.Нижний Уфалей

2024

Содержание

I. Введение

1. Основная часть.

1. Из истории математики.

2. Роль математики в системе наук.

3. Великие люди о математике.

II. Заключение.

Ш. Литература.

Введение

Математика – наука о количественных отношениях и пространственных формах действительного мира; греческое слово «математикэ» происходит от греческого же слова «матема», означающего «знание», «наука». Математика возникла в глубокой древности из практических потребностей людей. Её содержание и характер изменялись на протяжении всей истории и продолжают изменяться теперь.

Известно, что в формировании многих качеств, необходимых успешному современному человеку, большую роль играет математика. Общепризнанно, что «математика – самый короткий путь к самостоятельному мышлению». Математика, как творческая сила, имеет своей целью разработку общих правил, которыми следует пользоваться в многочисленных частных случаях. Тот, кто создаёт эти правила, создаёт новое, творит.

Уже на самых ранних ступенях развития цивилизации необходимость счета общеупотребимых предметов привела к созданию простейших понятий арифметики натуральных чисел. Таким образом, накапливается материал, складывающийся постепенно в древнейшую математическую науку – арифметику. Измерение площадей и объемов, потребности строительной техники, а несколько позднее – астрономии, вызывают развитие начал геометрии.

Именно математика подарила нам такие слова как гармония, симметрия, пропорция. Природа совершенна, и у нее есть свои законы, выраженные с помощью математики и проявляющиеся во всех искусствах. Многие математики были поэтами, писателями.

История развития человечества подтверждает, что гениальность всегда многогранна и ее можно развивать.

Есть несколько причин того, почему я выбрала эту тему:

Во-первых, мне нравится математика, как школьный предмет. Я люблю решать различные задачи, уравнения и примеры. Я думаю это из-за того, что учитель очень интересно и понятно объясняет на уроках.

Во-вторых, это предстоящая сдача экзаменов. Я хочу побольше изучить математику и её роль в науках, чтобы в будущем знать больше и помогать себе с помощью этих знаний.

В-третьих, выбор будущей профессии связан со знаниями математики (новая аппаратура, технологии).

Цель проекта:

1. Показать роль математики в ряде наук.

Задачи проекта:

1. Изучить теоретические вопросы, связанные с ролью математики в ряде наук.

2. Найти примеры роли математики в различных науках.

3. Рассказать сверстникам о значении математики в жизни общества.

1.1 Из истории математики

Зародилась математика в древнейшие времена. В те доисторические времена человек активно осваивал окружающий мир, накапливал фактический материала и преумножал жизненный опыт. Долгое время счет у древних людей был вещественным, то есть осуществлялся с помощью палочек, камней, пальцев и прочего. Постепенно к первобытному человеку пришло понимание того, что число можно отделить от его конкретного представителя. Древние люди сумели понять, что два яблока и два камня, несмотря на все их различия, имеют что-то общее, а именно занимают обе руки одного человека. Так постепенно сформировалось понятие о натуральных числах, а к концу VII V вв. до н. э. и другие основные постулаты математики.

Бурное развитие математической науки обусловлено потребностями хозяйственной жизни человека. Земледелие, ремесло, обмен, торговля, налоги, обеспечение продовольствием, создание армии, измерение площадей земельных владений, объемов сосудов и многое другое заставляло людей заниматься счетом и вычислением. Со временем накопленные знания были приведены в четкую систему, благодаря чему человек смог вычленить особые понятия, методы и способы решения трудных задач, которые впоследствии легли в основу современной математической науки.

Еще в глубокой древности задолго до наступления нашей эры были сформулированы три основных понятия математики: число, величина и геометрическая фигура. В процессе тщательного счета и упорядочивания убитых на охоте зверей, сделанных горшков в мастерской, собранного урожая, возникло понятие натурального числа, как количественного, так и порядкового. В результате сравнения масс и объемов разнообразных сосудов и предметов человек пришел к пониманию понятия величина. В следствие изучения форм изделий и предметов, зданий и земельных участков и т.д. люди сформировали понятие геометрической фигуры, являющейся частью геометрического (буквально означает — измерение земли) пространства, сформированные абстрактные понятия были введены в арифметические действия над натуральными числами. Спустя некоторое время была установлена связь между натуральными числами и величинами, в результате чего появились дробные числа. Они получались в случае, когда результат измерений не выражался натуральным числом. Постепенно путем наблюдений и простейших логических рассуждений, люди пришли к простым, но гениальным по своей сути формулам для вычисления геометрических величин — длин, площадей, объемов. Из этого следует, что в это время арифметика и геометрия считались частями одного целого.

1. Роль математики в системе наук

Математику не зря называют царицей всех наук. Это фундаментальная дисциплина, которая тесно связана с другими: естественными, техническими, гуманитарными, общественными. Математические знания человек использует ежедневно в различных сферах деятельности.

Ближе всего математика связана с естественными и техническими науками, такими как биология, химия, физика, информатика, география, медицина и т.д. Рассмотрим эти связи более подробно.

Физика изучает закономерности и процессы, происходящие в природе. Понять их без помощи математики просто невозможно. Любые физические законы, соотношения величин, скорость, время, объём, плотность и другие характеристики выражаются в виде математических формул, уравнений и других математических методов. Таким образом, математику можно по праву считать основой для физики. В свою очередь физика влияет на развитие математической науки, потому что постоянно требует от нее новых моделей и методов для решения задач.

Математика также является базой и для информатики. Математические методы служат для вычислений, алгоритмов программирования, создания системы безопасности, обработки и передачи информации. Быстрая компьютеризация облегчает работу математиков – они могут решать с помощью программ задачи повышенной сложности, которые не под силу человеку. Таким образом, две науки дополняют друг друга.

Прочно вошла математика и в географию. Географы широко используют математические методы при изучении поверхности Земли и географических процессов. Так, например, без математики не обходится составление карт: для этого необходимы алгебра, геометрия и тригонометрия. Также математику применяют при вычислении площади государств и плотности населения, измерении высоты гор и глубин водоёмов, определении координат и много другого.

Неразрывно связаны между собой математика и химия. Для описания химических процессов и решения задач применяются строгие математические расчёты. Кроме того, математические приёмы необходимы при определении концентрации того или иного вещества и его химических свойств, для прогнозирования разнообразных процессов и решения уравнений.

Издавна обращаются к математике и биологи. Математический подход помогает лучше понимать рост и развитие организмов, распространение вирусов, расшифровывать генетические данные, позволяя глубже погружаться в мир флоры и фауны.

Проникнув во все эти науки, математика внедрилась и в такую серьёзную и обширную область, как медицина, которая включает в себя анатомию, физиологию, генетику, биохимию, приборостроение и многие другие. Благодаря этому человеческие познания в области медицины значительно расширились, появились новые эффективные методы диагностики и лечения.

Не менее тесно математика связана и с гуманитарными науками и искусством. Например, всем известна взаимосвязь её с музыкой. Часто можно услышать, что ребёнок, который занимается игрой на музыкальных инструментах, начинает делать успехи в математике. Это правда, поскольку музыка имеет собственную логику сходную с математической. Музыка имеет лады и определённый ритм, которые можно выразить в числах.

Литература также не обходиться без математических приёмов, хотя на первый взгляд кажется, что эти области стоят далеко друг от друга. Так, математические закономерности присутствуют в поэзии, потому что каждое стихотворение имеет свой размер и ритм. Кроме того, многие писатели используют в своих произведениях математические задачи для повышения интереса у читателей.

Как показывает практика, с помощью математики можно повысить интерес к такой довольно сложной (в силу большого количества информации) науки, как история. Например, задания по некоторым темам на уроках математики можно составить на историческом материале. Исторические сведения в задачах пробуждают в школьниках любопытство, желание отыскать ответ, который в свою очередь будет содержать дату важного события. Число, которое способно заинтересовать детей своими закономерностями, они запомнят гораздо эффективнее.

Неоспорима роль математики в экономике, поскольку она позволяет анализировать и прогнозировать разнообразные экономические процессы. Экономисты решают с помощью математических методов конкретные задачи по налогообложению, ценообразованию, анализу спроса и предложения и многие другие.

Таким образом, математика задействована во всех сферах нашей жизни. Показывать ее взаимосвязь с другими школьными предметами, открывать практическую значимость математики очень важно во время уроков. Это не только повышает интерес к учёбе, но и формирует у учащихся научное мировоззрение, а также позволяет актуализировать знания по всем предметам.

1. Великие люди о математики

Геометрия полна приключений, потому что за каждой задачей скрывается приключение мысли. Решить задачу – это значит пережить приключение. (В. Произволов)

Доказательство - это рассуждение, которое убеждает. (Ю.А. Шиханович)

Кто с детских лет занимается математикой, тот развивает внимание, тренирует свой мозг, свою волю, воспитывает настойчивость и упорство в достижении цели. (А. Маркушевич)

Математика уступает свои крепости лишь сильным и смелым. (А.П. Конфорович)

Нельзя быть математиком, не будучи в то же время и поэтом в душе. (С. Ковалевская)

Трудность решения в какой-то мере входит в само понятие задачи: там, где нет трудности, нет и задачи. (Д. Пойа)

Заключение

Математика занимает отдельное место в системе наук. Благодаря ей, совершается количественная обработка любой информации вне зависимости от содержания. Через математические формулы выражаются физические свойства предметов. Для современной науки характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности.

В современной науке резко возросло значение вычислительной математики, так как ответ на поставленную задачу часто требуется дать в числовой форме. В настоящее время важнейшим инструментом научно-технического прогресса становится математическое моделирование. Его сущность - замена исходного объекта соответствующей математической моделью и в дальнейшем ее изучение.

Потребности науки, в том числе и самой математики, привели в последнее время к появлению целого ряда новых математических дисциплин: теория графов, теория игр, теория информации, дискретная математика, теория оптимального управления и др. В последние годы все чаще обращаются к сравнительно недавно возникшей алгебраической теории категорий, рассматривая ее как новый фундамент для всей математики.

Список используемой литературы

1. Новейший полный справочник школьника 5-11 кл

(биология, химия, математика, физика, география)

Т.1 ЭКСМО, Москва, 2009г

1. Школьная Энциклопедия МАТЕМАТИКА. Золотой фонд.

Издательство «Большая Российская Энциклопедия»

Москва 2003г

1. П. Клушанцев « О чем рассказал телескоп »

Издательство «Детская литература» Ленинград 1980

1. Е.П. Левитан «Твоя Вселенная»

Издательство «Просвещение» Москва 1995г

1. Г.И. Глейзер «История математики в школе»

Москва «Просвещение» 1985г

1. Интернет - ресурсы