Формирование экологической культуры школьника средствами математики.
статья по геометрии (10 класс) на тему

Формирование экологической культуры школьника средствами математики. (Из опыта работы).

Шлычкова Марина Федоровна

учитель математики

МОУ гимназии № 3 г. Волгограда

5 января Президент России Владимир Путин подписал указ, в соответствии с которым 2017 год в России объявлен годом экологии. Одной из главных задач, которые необходимо решить в 2017 году была названа задача экологического просвещения.   

Воспитание экологической культуры в рамках классно урочной системы носит фрагментарный характер. В основном используется для реализации этой цели задачная технология. Причем экологическое содержание транслируется через фабулу задачи и идет как фон к применению конкретного математического механизма, то есть является второстепенным элементом.

 Хотелось бы расставить другие акценты: природа - удивительный конструктор, а математика – гениальный дешифратор ее языка.   Поэтому совместно с учениками десятого гуманитарного класса было принято решение создать такое научно-популярное наглядное пособие, которое будет доступно пониманию любого учащегося нашей гимназии от первоклассника до выпускника. Организовалась группа 18 человек.

Обсуждая эту проблему с детьми, приходим к выводу: природа – это система, так же, как и математика. И стоит нарушить хоть один элемент в этой системе, и она начинает рушиться. Поэтому очень важно, чтобы любой человек очень хорошо понимал, что природу нельзя использовать с ней нужно взаимодействовать. Проблемой является непонимание того, что природа устроена по математическим законам. И жить с ней в гармонии – это значит следовать ее алгоритмам. Резюмируем - экологические проблемы человечества связаны с тем, что человек пытался эксплуатировать природу, нарушая ее программу.

Констатируем, что многие природные объекты имеют конкретные геометрические формы. Возникает гипотеза – такая распространённость в природе дает какие-то преимущества.  Задумались о целесообразности их распространённости. Решаем проанализировать как широко в природе распространены объекты, имеющие математические аналоги и какие преимущества это дает. Предлагаю детям реализовать информационный проект, в рамках которого выявим аналогии между геометрическими моделями и объектами природы, систематизируем материал и создадим научно популярный рекламный проспект, используя убеждение как метод формирования сознания.

Формулируем цель исследовательской работы: определение широты распространения геометрических моделей в природе, выявление преимуществ, гарантированных этой формой, демонстрация средствами математики, что природа -  источник гениальных идей.

Выделяем задачи: сбор и анализ информации в области биологии, географии, химии, физики; выявление и изучение геометрической модели и ее свойств; систематизация собранных сведений и их обработка, установление соответствия выдвинутой гипотезе; выявление математических характеристик, обусловивших целесообразность распространения установленной математической модели в природе.

Определяем шаги по решению проблемы: выбор микро тем в рамках темы проекта; сбор и анализ информации; систематизация, обобщение и выявление целесообразности использования природой той или иной геометрической формы; создание информационного макета; организация и создание постоянной экспозиции; проведение публичной презентации результатов исследования; создание информационного электронного проспекта для кабинетов биологии и математики. В практической части запланировали изготовить яркие красочные информационные макеты в которых будет размещена квинтэссенция проделанной работы.

Группа разбилась на пары, каждая из которых выбрала микро тему. Определили краткое содержание информационного макета.

1. Симметрия. Определение.  Виды симметрий. Аналоги в природе к каждому виду. Вывод. В однородной среде шаровая симметрия организма наиболее удобна для равномерного извлечения всеми частями тела кислорода и растворенных в воде питательных веществ. Любые организмы стоящие неподвижно или двигающиеся только вверх приобретают радиальную симметрию, приспосабливаясь к шаровой симметрии Земли. По той же причине организмы, передвигающиеся горизонтально приобретают зеркальную симметрию. Для живых организмов симметричное расположение частей органов тела помогает сохранять им равновесие при передвижении и функционировании, обеспечивает их жизнестойкость и лучшее приспособление к окружающему миру, что справедливо и в растительном мире.
2. Фракталы. Определение. Виды. Аналоги в природе. История. Вывод. Природа — лучший архитектор, идеальный строитель и инженер. Она устроена очень логично, и, если где-то мы не видим закономерности, это означает, что ее нужно искать в другом масштабе.
3. Эллипсоид. Определение. Уравнение. Аналоги в природе. Вывод. Эллипсоидная форма выбрана природой с целью уменьшить внешнее давление на внутреннее содержимое.
4. Спираль. Определение. Виды и уравнения. Аналоги в природе. Вывод. Спираль дает экономию костной субстанции при распределении материи, дающее максимум прочности во всех нужных направлениях.
5. Золотое сечение. Определение. Число ϕ. Аналоги в природе. Вывод. «Золотая» пропорция - это код обусловливающий законы самоорганизации биологических систем.
6. Числа Фибоначчи. Определение. Математическая модель. Свойства последовательности Фибоначчи. Аналоги в природе. Вывод.  Числа Фибоначчи входят в некий единый алгоритм, которому подчиняются все явления в жизни природы и Вселенной в целом.
7. Правильные многоугольники. Определение. Свойства. Аналоги в природе. Вывод. Природа использует форму правильных многоугольников, как наиболее экономичную в отношении затраты материала конструкцию.
8. Правильные многогранники. Определение. Виды и основные характеристики.   Аналоги в природе.
9. Шар. Определение. Элементы и основные характеристики. Аналоги в природе. Вывод. Шар – самая эргономичная форма, у шара самая малая поверхность, при самом большом объеме уходит меньше материала, чем на любую другую. Шар легко приспосабливается к окружающим условиям, так как легко перекатывается, сплющивается.

В результате создана и продемонстрирована гимназистам электронная презентация результатов работы. Создана постоянная экспозиция макетов на четвертом этаже гимназии. В процессе работы активизировались такие мыслительные операции, как сравнение, анализ, абстракция, конкретизация, классификация и систематизация. При работе над проектом реализован системно деятельностный подход в обучении. При сборе информации ребята вышли за рамки школьной программы. Проявили творчество, эстетический вкус. Им удалось показать взаимосвязи наук и роль математики как объединяющей их силы. Осуществлена пропаганда грамотного и бережного использования конструкторских решений природы. Выполненные макеты уже год работают на формирование у гимназистов нравственных принципов   природопользования.

Контакты 8 929 780 24 25

shlychkovamarina@mail.ru