«Математика и экология» исследовательская работа

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 2 городского округа Большой Камень

Приморского края

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«МАТЕМАТИКА И ЭКОЛОГИЯ»

Номинация «ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА»

ПОДГОТОВИЛА:

ученица 8 «Б» кл МБОУСОШ №2

городского округа Большой Камень

Луценко Анна

РУКОВОДИТЕЛЬ:

Учитель математики

Волкова С.В.

г Большой Камень 2026г

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………..3

1. Литературный обзор …………..………………………………….…5

1. Результаты исследований и их обсуждение …………..……………7

1. Экологическая составляющая………………………………..10

1. Математическая составляющая ……………………………..14

1. Выводы……………………………………………………………….16

Заключение……………………………………………………………….17

Список использованных источников……………………………….….19

Введение

Нас волнует здоровье школьника — здоровье будущего поколения.

Портфели, рюкзаки необходимы ребятам, чтобы носить школьные принадлежности в школу. В портфеле школьники носят дневник, тетради, учебники и другие принадлежности. Комплект школьных принадлежностей увеличивается с каждым годом обучения, у второклассника в портфеле 2-3 учебника, а у исполнительного ученика 8-9 класса в портфеле можно обнаружить 5-6 учебников. Из медицинской литературы, по результатам исследований известно, что 80% учеников ходят в школу со слишком тяжёлыми портфелями. Ношение слишком больших тяжестей может плохо сказаться на формировании скелета, может вызвать искривление позвоночника, ухудшение осанки и даже остановку роста школьников. Пять раз в неделю мы носим в школу портфель, иногда он бывает очень тяжелым, поэтому нас заинтересовал этот вопрос.

В связи с развитием компьютерных технологий появляется много технических средств, которые помогают школьникам учиться, это компьютеры, ноутбуки, планшеты и электронные книги. Многие ученики с удовольствием носили бы в своем портфеле ни тяжелые учебники, а ноутбук. Но нужно помнить, что при помощи ноутбука можно выйти в интернет, играть в игры на уроке, что недопустимо в учебном процессе. Значит на уроки предпочтительнее электронная книга, куда можно закачать учебники нужные на уроках ученикам любого класса. Тема, которую мы исследуем, очень актуальна для учеников нашей школы. Что лучше использовать на уроках, обыкновенные, привычные нам учебники или ноу-хау в виде электронной книги.

Мы выдвинули гипотезу, что электронные книги легче и удобнее в применении в учебном процессе, их лучше носить на занятия в школьном портфеле, чем комплект учебников.

Цель: Показать выгоду использования электронной книги по сравнению с учебником на бумажной основе.      

Задачи: 1.иссследовать содержимое портфеля ученика 7 класса;

2. взвесить портфель ученика 7 класса, проверить соответствие веса портфеля медицинским нормам;

3. посчитать использование древесины на производство одного учебника;

4. посчитать использование древесины на производство комплекта учебников ученика 7 класса;

5. изучить пользу деревьев, используемых на производство учебников;

6. проанализировать обеспеченность деревьями города Большой Камень и выявить породы, дающие большее количества кислорода;

7. определить вес электронной книги;

8 изучить полученные результаты и сделать выводы;

Предмет исследования: школьный портфель, электронная книга.

Участники исследования: учащиеся 7 «В» и 10 «А» классов.

В работе использованы методы исследования:

— подбор и изучение материала по теме (литература и источники Интернета)

-практическая работа: определение площади, веса учебника, взвешивание портфелей;

— опрос;

— анализ;

— наблюдение;

1. Литературный обзор

Когда появился портфель? Наверное, вместе с тетрадками и книжками. Портфель – слово французского происхождения. В переводе на русский «носить лист». Означает четырехугольную сумку с застежкой, обычно кожаную. Слово ранец (заплечная сумка) появилось на Руси в 17-м веке. Через 150-200 лет это слово вошло в школьный обиход. В портфелях книги и учебники стали носить после второй мировой войны, но всё же чаще ходили с полевыми сумками. В советское время ранцы делали со съёмными лямками, что превращало его в портфель. Цвет чаще всего у портфелей и ранцев тёмно-коричневый. В старших классах учащиеся носили кейсы или спортивные сумки.

В странах Европы и Америки дети начальных классов также ходят в школу с портфелями и ранцами. В Пекине учащиеся начальной школы используют чемоданы вместо портфелей и ранцев, потому что количество учебников и школьных принадлежностей постоянно увеличивается. А в Тайване уже создали 10-и дюймовый ПК (компьютер), который носят учащиеся на занятия, он весит около килограмма и включает в себя все учебники и дневник.

Выбирая между ранцем, портфелем, рюкзаком и сумкой, лучше всего остановиться на ранце. В отличие от портфеля ранец не вредит позвоночнику. У рюкзака мягкая спинка, этот вариант больше подходит старшеклассникам. Ношение сумки на одной лямке может вызвать искривление позвоночника.

Год от года школьные портфели и ранцы становятся все тяжелее и тяжелее. Исследования показывают, что вес ранца с учебниками у учеников превышает допустимые гигиенические нормы. С 1 сентября 2011 года вступило в силу постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29 декабря 2010 г. № 189 г. Москвы «Об утверждении СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях». В постановлении определен вес портфеля школьника.

Класс	Максимально допустимый вес портфеля
1-2-й	Не более 1,5 кг
3-4-й	Не более 2,0 кг
5-6-й	Не более 2,5 кг
7-8-й	Не более 3,5 кг
9-11-й	Не более 4,0 кг

Согласно «Санитарно-эпидемиологические требования к объектам воспитания и образования детей и подростков» России, вес пустого ранца должен составлять:
− для учащихся 1-4 классов − 600 г;
− для учащихся 5-11 класса − 700 г.

Принято считать, что вес школьного портфеля не должен превышать 10% (процентов) от веса школьника. Подавляющее большинство школьников носят ранцы, которые причиняют вред их здоровью, потому что ежедневная ученическая ноша слишком тяжела.

1. Результаты исследований и их обсуждение

Мы провели взвешивание и подсчитали средний вес портфеля ученика 8 «Б» класса на один день:

Вес портфеля (в кг)	Кол-во учебников
День недели 1.Басков Никита	Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Пн	Вт	Ср	Чт		Пт
	4,4	3,5	4,1	4,6	6,1	5	4	4	5		6
2.Бекбулатова Лиза	4	3,2	3,5	4,2	4,1	5	4	4	5		6
3.Громыко Андрей	4	3	3,4	3	4,9	5	4	4	3		6
4.Корнева Полина	4,9	4,5	4	4,2	5,7	5	4	4	5		6
5.Минорская Таисия	4,4	4	3,9	4,8	5,7	5	4	4	5		6
6.Пиядин Иван	5	4	4	4,8	5,1	5	4	4	5		6
7.Полякова Ксения	5	3,5	4,5	4	4,9	6	4	4	4	6
8.Туренко София	5	4,2	4,3	4,9	5,7	5	4	4	5	6
9.Фефелова Арина	4,3	3,5	3,7	3,2	4,3	5	4	4	3	6
10.Шутов Андрей	4,5	3,8	3,5	4,8	4,9	5	4	4	4	6

Рассчитаем вес портфеля учеников 8 «В» кл с 5 учебниками по дням недели

День недели	Расчет веса портфеля учеников 7 «В» кл с 5 учебниками	Кол-во учебников	Средний вес 1 портфеля ученика 8«Б» кл
Понедельник	(4,4+4+4+4,9+4,4+5+5+5+4,3+4,5):10	5	4,5 кг
Вторник	(3,5+3,2+3+4,5+4+4+3,5+4,2+3,5+3,8):10	4	3,3 кг
Среда	(4,1+3,5+3,4+4+3,9+4+4,5+4,3+3,7+3,5):10	4	3,8 кг
Четверг	(4,6+4,2+3+4,2+4,8+4,8+4+4,9+3,2+4,8):10	5	4,2 кг
Пятница	(6,1+4,1+4,9+5,7+5,7+5,1+4,9+5,7+4,3+4,9):10	6	5,1 кг
За неделю			4,18 кг

Средний вес портфеля ученика 8 «Б» класса в день 4,18 кг, а по нормам СанПиНа вес портфеля семиклассника не должен превышать 3,5 кг. Ношение такого груза сказывается на формировании осанки и скелета ребят.

Что такое осанка? Исследование мы начали с медицинского словаря. В нем написано, что осанка – это привычное положение тела при стоянии, ходьбе и сидении, которая характеризуется вертикальным ненапряженным положением позвоночника. В словаре С.И. Ожегова, осанка – это строй, склад живого тела, «под осанкой разумеют» стройность, величавость, приличие и красоту.

Читая сказки, былины можно любоваться царственной осанкой принцесс, богатырей, рыцарей. Принято считать, что царственных особ отличает горделивая посадка головы и прямая спина. Сложно представить себе прекрасную принцессу сутулой. Однако в жизни, такие «вопросительные знаки» встречаются очень часто. 

В старой Англии, для выработки хорошей осанки применялся специальный покрой одежды воспитанников – сидеть, ссутулившись в такой одежде просто невозможно. Одежда болезненно врезывалась в кожу. Гимназическое образование в России отличалось строгим режимом воспитания. Воспитанников заставляли выполнять специальные упражнения, чтобы вырабатывать стройную осанку. В дореволюционных гимназиях с плохой осанкой боролись радикально – отхаживая воспитанников линейкой.

Пять раз в неделю учащиеся нашей школы идут в школу и возвращаются из нее, перенося с грузом знаний тяжесть учебных пособий, тетрадей, дневников, пеналов, сменной обуви, спортивной одежды и еще много чего, что они сами себе положат, если родители не проконтролируют. Переносимые тяжести, безусловно, влияют на правильность формирования осанки. Значение осанки особенно велико у детей, в период роста и формирования скелета. Неправильные привычные положения тела быстро приводят к искривлению позвоночника, грудной клетки, таза, нижних конечностей, включая стопы.

Основная задача осанки – предохранение опорно-двигательной системы от перегрузок и травм. Процесс формирования осанки начинается с первых лет жизни и продолжается до 21 года. У детей с 4 до 8 лет осанка неустойчива. Возраст от 8 до 17 лет – самый важный период жизни для формирования осанки, даже малейшее отклонение в развитии осанки могут привести к тяжелым деформациям позвоночника и конечностей. Именно в этот период «закладываются» будущие болезни позвоночника и суставов.

Осанку школьника портят тяжелые ранцы и особенно портфели. Регулярная асимметричная нагрузка на неокрепший позвоночник чревата неприятностями на всю оставшуюся жизнь. Медики говорят: «В целом, для маленького ребенка носить в школу портфель весом 4-5 килограммов равносильно тому, как если бы взрослый человек каждый день носил на работу килограммов 20-30». Поэтому школьникам и их родителям необходимо предпринять все меры для того, чтобы сохранить здоровье позвоночника. А помогут им в этом и физкультура, и правильная мебель в классе и, конечно же, портфель, подобранный с учетом всех санитарных правил.

Как же уменьшить вес портфеля школьника? Мы живем в век техники и в своей жизни используем ее огромное количество. Мы используем компьютеры, ноутбуки, планшеты и компьютерные книги. А на сколько они выгодны для использования в учебном процессе с экономической и экологической точки зрения?

1. Экологическая составляющая

Выясним сколько древесины идёт на создание одного учебника?

Возьмем учебник нашей школьной программы Макарычев Ю.Н. Миндюк Н.Г. Алгебра 8 кл , 230стр=115 листов. Площадь страницы 16 х 21,5 =344 (см2). Площадь бумаги, расходуемой на весь учебник, составляет 344 х 115 = 39560 см2 + обложка. Из источников Интернета мы выяснили, что на создание такой книги идёт около 5 кг древесины.

Программа 8 класса включает в себя 13 учебников, то есть для обеспечения одного учащегося набором книг, потребуется около 65 кг древесины ( 5 х 13 = 65).

Какой объем воздуха очищает одно дерево?

Для жизнедеятельности 1 человека требуется древесина 1/3 среднего по размерам дерева, то есть на 3 человека необходимо 1 дерево. 1 взрослое дерево вырабатывает 2,5 кг кислорода в сутки, человеку для жизни нужно примерно 0,83 кг кислорода в сутки.

Какова площадь Большого Камня?

Большой Камень – город, центр городского округа в Приморском крае России. Расположен в 20 км к востоку от Владивостока на противоположном берегу Уссурийского залива Японского моря. Седьмой по числу жителей в крае. Население города Большой Камень 38 718 (1 января 2025 г). Площадь города Большой Камень составляет 119,8км2

Сколько деревьев должно расти на территории городского округа Большой Камень, для комфортной жизни жителей?

По оценкам учёных, уровень потребления кислорода в объёме 0,83 кг на 24 часа является достаточным и безопасным для 1 человека. Дерево за сутки вырабатывает 2,5 кг кислорода. Получается, что одно растение сможет выработать нужный объём кислорода для 3 человек.

Численность населения Большого Камня составляет примерно 40 тыс. человек. Следовательно, 40000:3х1=13000, примерно 13 тыс. растений необходимо для комфортной жизни горожан.

Сколько растений реально растёт на территории города Большой Камень?

По данным материалов городского сайта в нашем городе растёт более 4000 деревьев и 3500 кустарников. Видовой состав деревьев нашего города: клён канадский, клён приречный, акация, каштан, вяз, абрикос манчжурский, берёза белая, берёза каменная, вишня, липа, тополь, ясень, ива плакучая, осина, дуб, черёмуха, бархат, лиственница, манчжурский орех, актиния, слива, сосна, ель, ольха, калина, боярышник, граб. Из кустарников на территории Большого Камня растет сирень, форзиция, чубушник, жасмин, спирея, леспедеца, айва японская, шиповник, розы, гортензия. И ещё нужно не забывать про леса, расположенные около города. Кустарники, деревья в пригороде и на территории Большого Камня в сумме составляют, приблизительно 13 000.

Какие виды деревьев лучше очищают воздух?

В листьях любого обычного дерева хлорофилловые зёрна всегда поглощают углекислый газ. Летом в естественных условиях любое дерево выделяет столько кислорода, сколько нужно будет для 3 человек. Деревья также очищают приземный слой воздуха, толщиной примерно до 45 метров. Деревья значительно снижают температуру воздуха в жару.

На территории Большого Камня встречается дерево тополя, в начале лета они начинают цвести. Их пух кружит по улицам, вызывая раздражение многих жителей. Тем не менее, местные власти не вырубают эти деревья. Тому есть уважительная причина: тополь можно назвать рекордсменом среди деревьев по очистке воздуха. Его широкие и клейкие листья успешно задерживают пыль, фильтруя воздух. Тополь быстро растёт и набирает зелёную массу, которая поглощает углекислый газ и вырабатывает путём фотосинтеза кислород. 1 гектар тополей вырабатывает кислорода в 40 раз больше, чем 1 гектар хвойных деревьев. Особым достоинством тополя является его неприхотливость и жизнестойкость: он выживает вдоль дорог и рядом с дымящимися заводами. А раздражающую многих проблему тополиного пуха можно решить заменой чёрного тополя «непушащими» видами — белым и серебристым. Тополь также устойчив к загрязнениям. Тополь поглощает углекислый газ, выделяет кислород. Такое дерево, возрастом в 25 лет превосходит ель в 7 раз, а по степени того, как он увлажняет воздух — почти в 10 раз. Чтобы оздоровить воздух вместо 7 елочек можно посадить 1 тополек, который в любом случае хорошо будет улавливать пыль.

Хорошо справляются с поглощением вредных веществ из воздуха шиповник, сирень, акация, вяз. Эти растения тоже хорошо выживают в условиях высокой запылённости. Очень полезен в городских условиях каштан. Он почти так же неприхотлив, как тополь. При этом взрослое дерево за год очищает от выхлопных газов и пыли около 20 м3 воздуха.

Хвойные деревья не так успешно улавливают пыль как лиственные, зато они вырабатывают фитонциды — биологически активные вещества, подавляющие патогенные организмы, тем самым очищают воздух от вредоносных бактерий. Туя, можжевельник, пихта и ель помогут жителям справиться с болезненными микробами. К тому же хвойные растения очищают воздух в течение всего года, а не только в тёплое время.

Очень вреден для здоровья свинец, который попадает в атмосферу в результате сгорания топлива в автомобильном двигателе. За год один автомобиль может выбросить до 1 кг этого металла. Часто можно видеть, что листья на деревьях вдоль автотрасс сворачиваются и опадают — это результат отравления свинцом. Лучше всего поглощают свинец лиственница и разнообразные мхи. Необходимо 10 деревьев, чтобы нейтрализовать вред, приносимый выхлопными газами 1 автомобиля.

Есть много пород деревьев, которые используются для озеленения городов, все они несут пользу. Листья деревьев активно улавливают пыль, особенно снижают концентрацию вредных выхлопов и газов, при чем, эти свойства у разных видов обычно проявляются в разной степени. Неплохо задерживают пыль листья вяза, сирени (даже лучше, чем те же листья тополей). Так, посадка примерно 400 молодых и красивых тополей за летнее время улавливает около 340 кг пыли, а вяза — почти в 6 раз более. Акации, неприхотливые быстрорастущие шиповники и ряды других полезных растений, также обладают подобными необходимыми свойствами.

Деревья значительно снижают температуру воздуха в жару. В жаркий день над нагретым асфальтом, раскаленными крышами домов образуются ужасные восходящие потоки очень горячего воздуха, которые увлекают с собой мелкие частицы пыли, находящиеся воздухе. Над парками, скверами, которые расположены где-нибудь в центре города, обычно возникают нисходящие потоки воздуха, так как поверхность листьев намного прохладнее асфальта и железа. А пыль, увлекаемая нисходящими потоками, часто оседает в парках на листьях деревьев.

Не секрет, что экологическое состояние городов оставляет желать лучшего. Даже если в населенном пункте нет металлургических и химических предприятий, угарный газ с постоянной регулярностью отравляет окружающий воздух. Только благодаря деревьям, мы получаем кислород и как следствие продолжаем жить.

Как деревья очищают воздух в городах? Пыль, поднимаемая ветром, задерживается на кронах деревьев. 1 га лиственных пород может задержать до 100 тонн пыли, а хвойных около 40 тонн. Такими же свойствами обладает сирень, шиповник, а из деревьев акация, которые очищают воздух от промышленных и выхлопных газов. В парках запыленность ниже, чем на проспектах, примерно на 40%. В парковых зонах влажность на 15-25% выше, чем на оживленных улицах. Это обеспечивается благодаря испарению влаги с поверхности листа. По этой причине в зеленой зоне легче переносится летняя жара.

1. Математическая составляющая

Вес и стоимость стандартной электронной книги.

Для использования в учебном процессе электронных носителей мы выбрали электронную книгу. У нее есть преимущества – можно закачать только материал учебника. Ученик не сможет выйти в Интернет, в социальные сети, нужно чтобы он не отвлекался на уроках на посторонние сайты. Выясняя характеристики и стоимость электронной книги, мы посетили различные интернет-магазины. Мы увидели разнообразие производителей, технических характеристик и различия по ценам электронных книг. Посчитаем среднюю стоимость стандартной электронной книги: (8490+7590+4790+4890+6490+7990+6990+7590+6490+8490+4790+7990+19990+17990):14=8611≈8600рублей.

Затем, вычислим средний вес электронной книги:

(191+188+305+152+160+172+192+248+188+160+191+152+190+305):14= 199,5≈200г

То есть стандартная электронная книга имеет вес 200грамм и стоит приблизительно 8600 рублей.

1. Вывод

В ходе исследования был проведён опрос среди учеников 8 «Б» и 10 «А» классов. Было опрошено 51 ученик, из них 28 учеников 8 «Б» кл и 23 ученика 10 «А» кл. Задавали один вопрос, какие книги предпочли бы учащиеся: обычные, бумажные или электронные. В 8 «Б» классе за электронные книги проголосовало 25 человек и только 3 чел. за обычные. В 10 «А» классе 19 учеников предпочли бы электронные книги и 4 чел. обычные. За использование электронных книг в школе проголосовали 44 ученика и только 7 учеников предпочли бы обыкновенные учебники на бумажной основе.

Используя знания об экологической пользе деревьев, древесина которых идет на производство бумаги, можно сделать вывод, что они, принося огромную пользу атмосфере, животному миру и нужны для жизнедеятельности человека. Поэтому чем меньше мы вырубается деревьев, тем более благоприятная и комфортная среда для жизни человека.

Электронные книги меньше весят, что важно для школьников. Стоят они не дешево, но каждый год можно закачивать тот учебный материал, который необходим ученику для обучения.

Заключение

Тема, которую мы выбрали для исследования, является актуальной для учеников нашей школы. Что лучше использовать на уроках, обыкновенные, привычные нам учебники на бумажной основе или ноу-хау в виде электронной книги.

Мы выдвинули гипотезу, что электронные книги легче и удобнее в применении в учебном процессе, их лучше носить на занятия в школьном портфеле, чем комплект учебников.

Поставили перед собой цель — показать выгоду использования электронной книги по сравнению с учебником на бумажной основе.      

Для достижения цели мы решили следующие задачи:

1.иссследовали содержимое портфеля ученика 8 «Б» класса;

2. взвесили портфель ученика 8 «Б» класса, проверили соответствие веса портфеля медицинским нормам;

3. посчитали использование древесины на производство одного учебника;

4. изучили пользу деревьев, используемых на производство учебников;

5. проанализировали обеспеченность деревьями г. Большой Камень и выявили породы, дающие большее количества кислорода;

7. определили вес и стоимость электронной книги;

8 получили результаты и сделали выводы;

Деревья приносят огромную пользу атмосфере, животному миру и нужны для жизнедеятельности человека. Поэтому чем меньше мы вырубается деревьев, тем более благоприятная и комфортная среда для жизни человека.

Электронные книги меньше весят, что важно для школьников. Стоят они не дешево, но каждый год можно закачивать тот учебный материал, который необходим ученику для обучения.

Гипотеза, которую мы выдвигали, подтвердилась – выгоднее с экологической точки зрения использовать электронную книгу, чем учебник на бумажной основе. Тем самым мы сберегаем лес, деревья которого идет на производство бумаги. Сохраняя деревья, мы способствуем формированию атмосферы, благоприятной для жизни человека.

С экономической точки зрения электронные книги материально затратные, расходы ложатся на плечи родителей, но это технические ресурсы, которые можно многократно использовать. И учитывая их небольшой вес, что облегчит портфель ученика, мы заботимся об осанке и здоровье учащихся.

И большая часть опрошенных учеников предпочли бы использовать в учебном процессе новые современные средства – электронную книгу, что удобно и облегчило бы их портфель.

Используемые источники

1. Лукаревская Т.В. Растения в условиях города,- М., Дрофа, 2005.

1. Небел Б.А. Наука об окружающей среде, в 2 – томах, — М., Наука, 1993.

1. Ничипорович А.А., Овчаров К.Е. КПД зеленого листа, витамины в растениях, — М., Просвещение, 2002.

1. Петров В.В. Жизнь леса и человека, — М., Наука, 1985.

1. Сайты Интернет

1. https://znanija.com/task/824862

2. http://www.kakprosto.ru/kak-871322-kakoe-derevo-luchshe-vsego-ochischaet-vozduh

3. http://www.agro-biz.ru/sadovodstvo/kak-derevya-ochishhayut-vozduh.html

4. http://uznay-kak.ru/raznoe/interesnoe/kak-i-kakie-derevya-ochischayut-vozduh