Математика в моей будущей профессии

Опубликовано Арнаутова Наталья Александровна вкл 11.12.2019 - 23:41

Автор:

Литвиненко Милена

Скачать:

Вложение	Размер
matematika_v_moey_budushchey_professii.rar	1.49 МБ

Предварительный просмотр:

Азовская районная научно-практическая конференция учащихся

Секция «Математика»/ подсекция «Общая математика»

Математика в моей будущей профессии.

Автор работы:

Литвиненко Милена Сергеевна,

8 класс МБОУ Задонская СОШ

Руководитель:

Арнаутова Наталья Александровна,

учитель математики

1 квалификационной категории

МБОУ Задонской СОШ

х.Победа

2015год

Оглавление:

I.Введение…………………………………………………………………..стр. 3-4

II.Основная часть:

1.Теоретическая часть.

1.1. Важное значение математики в медицине..………………….. стр. 5

1.2. Исследования Леонардо Да Винчи-математика и анатома…..стр. 6-8

2. Практическая часть.

2.1. Математические исследования моего организма……………..стр.9-12

III.Заключение………………………………………………………………стр. 13

IV.Список литературы………………………………………..................... стр. 14

I.Введение.

Здоровье-это самое дорогое, что есть у человека. Все со мною согласятся, что «Здоровье до того превышает все остальные блага, что здоровый нищий счастливее богатого короля» (А.С. Шопенгауэр) и что беречь здоровье надо смолоду, с детства.

Мы редко думаем о том, что имеем, но всегда думаем о том, чего нам недостает. Как много бы отдал безногий, чтобы встать на ноги, как много бы отдал слепой, чтобы увидеть мир! А часто ли мы радуемся тому, что имеем? Ценим ли мы это? Человек редко ценит главное богатство, которое имеет, но сожалеет, когда его теряет: это молодость, здоровье и свобода. Если они у вас есть, то вы неисчерпаемо богаты! А все остальное – мелочи…

Профессия врача самая гуманная. Помогать людям – это здорово! В будущем я хочу быть полезным людям и обществу, поэтому мечтаю связать свою жизнь с медициной и стать врачом.

Проблема: Ученые с давних лет прибегают к математике. Современные науки активно использует различные разделы математики: теорию вероятностей и статистику, теорию дифференциальных уравнений, теорию игр, дифференциальную геометрию и теорию множеств, для изучения структур и принципов функционирования живых объектов, но не каждый человек может произвести исследование собственного организма, так как не видит связи математики с другими науками.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что молодежи надо заранее задумываться о профессиональной ориентации, о самоопределении после обучения в школе, интересоваться о спросе молодых специалистов на предприятиях и об условиях труда. Раннее самоопределение ученика в выборе профессии способствует подготовке к итоговой аттестации, расширению метапредметных знаний.

Цель моей исследовательской работы:

Изучение применений математических исследований и методов в профессиональной деятельности медицинского работника.

Задачи работы:

Выявить связь математики и медицины.
Изучить вклад хотя бы одного математика в медицину.
Рассмотреть математические задачи, которые связаны с медициной и здоровьем человека. Применить знания, полученные на уроках математики при решении задач.

Предполагаемый продукт: произвести математические исследования собственного организма.

Методы исследования: наблюдение, провожу антропометрические измерения и использование при математических расчетах.

Структура работы:

1. Постановка проблемы;

2. Выдвижение гипотез, путей решения проблемы;

3. Планирование деятельности по реализации проекта;

4. Сбор информации;

5. Структурирование информации;

6. Выполнение практических расчетов;

7. Изготовление продукта работы;

8. Оформление продукта;

9. Самооценка и самоанализ;

10. Сделать вывод.

II.Основная часть.

1.1. Важное значение математики в медицине

Математика - это чрезвычайно мощный и гибкий инструмент при изучении окружающего нас мира. В любой научной дисциплине существует своя методология, основанная на выполнении конкретных экспериментов. Эти сведения, далее, фиксируются и обрабатываются в виде чисел. А поскольку обработкой числовой информации занимается математика, вот Вам и связь между медициной и математикой, биологией и математикой. Владея медицинскими и математическими знаниями, каждый человек сможет позаботиться о своем здоровье и здоровье своих близких.

Математика всем нужна. Наборы чисел, как ноты, могут быть мертвыми значками, а могут звучать музыкой, симфоническим оркестром. Без знания азов математики нельзя быть докой в компьютерной технике, использовать возможности компьютерной томографии...

Без математики невозможно не только сделать лечебные и диагностические приборы, но и работать на них. Ведь современная медицина не может обходиться без сложнейшей техники.

В фармацевтике особенно важна математика. Ведь нужно точно рассчитать сколько нужно ввести препарата определенному человеку в зависимости от его личных характеристик, и даже сам состав лекарственного вещества нужно рассчитывать, чтобы нигде не ошибиться.

В медицине очень много математических задач: Для расчета пульсового давления, подбора линзы при замене хрусталика, введении жидкости и электролитов больным с дегидратацией, определения типа аритмии на ЭКГ и многие другие…

И в биологии, и в медицине вовсю применяется математическая статистика.

Создано учебное пособие «Математическая статистика в медицине» В нем изложены теории вероятностей и математической статистики, широко используемые в медицине и здравоохранении. Большое внимание уделено выводам и интерпретации результатов расчета.

Многие знания из школьной математики используются в медицинских исследованиях.

1.2. Исследования Леонардо Да Винчи - математика и анатома.

Леонардо Да Винчи говорил: «Пусть не читает меня в основах моих тот, кто не математик». Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия.

Гениальный живописец, скульптор и архитектор Леонардо был и величайшим ученым своего времени. Основа познания мира, по Леонардо, - опыт, систематическое наблюдение явлений и процессов природы. С равным успехом занимается Леонардо анатомией и физиологией, зоологией, ботаникой, палеонтологией, геологией, географией, механикой, физикой, химией, астрономией, гидравликой, акустикой, оптикой, математикой. Причем математика у Леонардо в центре научных построений в любой отрасли знания.

Годы жизни и творчества Леонардо да Винчи относятся к тому времени, которое получило впоследствии название эпохи Возрождения. Леонардо да Винчи был одним из титанов этой эпохи.

Леонардо да Винчи родился в 1452 г. в маленьком городке Винчи, близ Флоренции. Еще в детстве Леонардо обнаруживает разносторонние способности и особенный интерес к математике и живописи. Около 1466 г. отец отдает его для обучения к известному художнику и скульптору Андреа Вероккио, разносторонне образованному человеку, оказавшему большое влияние на Леонардо. Одновременно изучая математику, астрономию, физику и географию, Леонардо общается с целым рядом известных ученых своего времени. Скитаясь впоследствии по стране, Леонардо неустанно работает, стремясь теснее связать искусство с наукой, глубже познать мир. И в живописи, и в науке Леонардо неизменно стремился отойти от канонов и подражания авторитетам. Он призывал изучать реальный мир, учиться у природы - «учительницы учителей».

Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия. Он изучал труды врачей Авиценны (Ибн-Сины), Витрувия, Клавдия Галена и многих др. Весьма прискорбно, что рукописи Леонардо до середины XVIII века пребывали в неизвестности и дошли до нас не полностью, в разрозненном виде. Леонардо изучал анатомию в ее обширном целом и со всей глубиной. С величайшей тщательностью он изучал каждую часть человеческого тела. И в этом превосходство его всеобъемлющего гения. Леонардо можно считать за лучшего и величайшего анатома своей эпохи. И, более того, он несомненно первый, положивший начало правильному анатомическому рисунку. Труды Леонардо в том виде, в каком мы имеем их в настоящее время, являются результатом огромной работы ученых, которые расшифровали их, подобрали по тематике и объединили в трактаты применительно к планам самого Леонардо.

Работа над изображением тел человека и животных в живописи и скульптуре пробудила в нем стремление познать строение и функции организма человека и животных, привела к обстоятельному изучению их анатомии.

Во всех многообразных изысканиях Леонардо был исследователем нового в науке и искусстве. В частности, и анатомию он развил и обогатил новыми методами и исследованиями настолько, что его, несомненно, можно считать одним из зачинателей современной анатомии.

Один из современников, посетивший Леонардо в 1517 г., писал: «Этот человек так детально разобрал анатомию человека, показав на рисунках части тела, мышцы, нервы, вены, связки и все остальное, как никто не сделал этого до него. Все это мы видели своими глазами». Преодолев все трудности, Леонардо сам занимался анатомированием и оставил подробное наставление, как производить его. Он изобрел модель из стекла для изучения клапанов сердца. Он первый стал делать распилы костей вдоль и поперек, для подробного изучения их структуры, ввел в практику зарисовку всех изучаемых им органов во время анатомирования. И этим объясняется необычайно правильное и реалистическое изображение людей и животных в его живописи и скульптуре. Точнее всего Леонардо изображает и описывает скелет, впервые совершенно правильно представляя и изображая его пропорции; он также первый точно определяет число позвонков крестца. Все анатомические изображения, сделанные до Леонардо, были условны, да и позднейшие художники не смогли превзойти Леонардо в этом искусстве. Все совершенное Леонардо в анатомии - грандиозно и явилось основой для новых величайших достижений. Леонардо стремился путем опыта выяснить функции отдельных частей человеческого тела. Изучая каждую часть, Леонардо воспринимал человеческий организм как нераздельное целое и называл его «прекрасным инструментом». Интересуясь движениями человеческого тела и тела животных, Леонардо изучал не только строение мышц, но и их двигательную способность, способы их прикрепления к скелету и особенности этих прикреплений.

Исследования Леонардо касаются также функции мозга. Из органов чувств Леонардо наиболее подробно занимался органом зрения, который он считал «повелителем и князем прочих четырех чувств»; сначала он заинтересовался зрением как художник, вдохновенно видящий мир. «Неужели не видишь ты, - пишет Леонардо, - что глаз объемлет красоту всего мира... Он направляет и исправляет все искусства человеческие, двигает человека в разные части света. Он - начало математики. Он измерил высоту и величину звезд. Он нашел элементы и их место. Он породил архитектуру и перспективу, он породил божественную живопись».

Его вклад в медицину неоценим. Результаты своих исследований Леонардо воплотил в богатой коллекции анатомических рисунков, которые вместе с текстовыми замечаниями обзорными фрагментами сочинений по анатомии и физиологии человека составили «Винзорское собрание» - галерею в старинном замке - летней резиденции английских королей. До нас дошло около 150 больших листов, где последовательно представлены части тела человека- от внутренних до наружных, что формирует у зрителя пространственное впечатление, помогает составить представление о принадлежности определенных органов к различным системам. Он первый изучает феномен развития зародыша, показывает связь матери и ребенка в ее утробе.

2.Практическая часть.

2.1.Математические исследования моего организма.

С целью познания себя и собственного организма я провела некоторые исследования своего организма через различные математические задачи.

Основой нашего организма является скелет. А главным в скелете - позвоночник. А сколько позвонков в каждом отделе позвоночника?

Задача: В поясничном, крестцовом и копчиковом отделах позвоночника позвонков поровну. В грудном отделе их на семь больше, чем в поясничном, а в шейном отделе — на пять меньше, чем в грудном. Сколько позвонков в каждом отделе позвоночника, если всего их 34?

Решение: 3х+(х+7)+(х+2)=34,

5х+9= 34,

х=5.

Значит в поясничном, крестцовом и копчиковом отделах по 5 позвонков, грудном- 12, шейном-7.

Мне всегда было интересно, из чего состоит организм человека. В этом мне помогла задача на проценты:

Масса органов (масса моего тела 40 кг)

Мышцы: 17,2 кг = 43% массы тела
Скелет без костного мозга: 4 кг = 10%
Кожа и подкожная клетчатка: 3,48 кг = 8,7%
Кровь: 3,08 кг = 7,7%
Пищеварительный тракт: 1,16 кг = 2,9%
Печень: 0,96 кг = 2,4%
Красный костный мозг: 0,84 кг = 2,1%
Оба лёгких: 0,56 кг = 1,4%
Сердце: 0,172 кг = 0,43%
Обе почки: 0,172 кг = 0,43%
Щитовидная железа: 0,012 кг = 0,03%
Головной мозг: 0,72 кг = 1,8%
Селезёнка: 0,104 кг = 0,26%

Кровь – соединительная ткань, ярко-красного цвета, непрерывно циркулирующая по замкнутой системе кровеносных сосудов. В организме взрослого человека содержится приблизительно 5 литров крови.

Состав крови в процентах:

плазма (жидкое межклеточное вещество) – 54%;
клетки – форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) – 46%;
вода, сухого вещества 8 – 10%.

Недостаток железа в крови приводит к заболеванию – анемия.

Содержание железа в моем организме:

Задача: Среднее содержание железа в организме человека массой 70 кг составляет 5 г. А сколько же этого вещества в моем организме?

Решение: составим пропорцию

70 кг – 5 г

40 кг – х г

Значит в моем организме приблизительно 2,9 г железа.

Красота человеческого тела воспринимается не только размерами и формами, но и пропорциями отдельных частей тела.

Еще с древности люди заметили, что длина отдельных частей тела соотносится к длине других частей тела, например:

Длина лица равна длине кисти руки.
Длина стопы примерно равна длине предплечья.
Сумма длин обеих ног равна расстоянию между кистями, разведенных в стороны рук.
Длина носа равна длине уха.

Задача:

Длина кишечника человека в 4 раза превышает длину туловища. Вычислите длину своего кишечника.

Решение: длина моего кишечника равна:

47×4=188 см ( 47 см длина моего туловища)

Поверхность кожи человека в среднем составляет около 2 квадратных метров. Ее необходимо знать при назначении некоторых лекарств и лечебных процедур. Для расчета поверхности кожи в клинике применяют обычно следующую формулу:

Формула Мостеллера:

$C:\Users\Наталья\Desktop\НП конференция\2.png$

Поверхность моего тела = 1,312 м2

Очень многие люди страдают плоскостопием. Я решила выяснить есть ли у меня плоскостопие, воспользовавшись методикой выявления плоскостопия.

«Выявление плоскостопия»:

Возьмем лист белой бумаги, встанем на него мокрой ногой, получится след.

Соединяем самые крайние точки со стороны большого пальца и пятки (линия AK). Находим среднюю точку M.

Затем проводим перпендикуляры AB и MD от точек A и M. Находим точку пересечения MD со следом, обозначим её буквой C. Делим CD на AB.

Если получится число большее 0,33, то имеет место плоскостопие, если меньше, то все в порядке.

В моем случае получилось число 0,3. Плоскостопия нет!

Дома я часто слышу об артериальном давлении. А какое оно должно быть у меня? Я нашла такие формулы:

АД(систола) = 1,7×возраст+83

АД(диастола) = 1,6×возраст+42

Мое нормальное давление:

АД(систола) = 1,7×14+83=106,8

АД(диастола) = 1,6×14+42=64,4

Задача: Рассчитать жизненную емкость легких по формуле:

Мальчики 13-16 лет

ЖЕЛ=(рост×0,052) – (возраст×0,022)-4,2

Девочки 8-16 лет

ЖЕЛ=(рост×0,041)-(возраст×0,018)-3,7

Вот чему равна моя жизненная емкость легких:

(155 ×0,041) – (14×0,018) – 3,7 = 6,355 – 0,252 – 3,7 = 2,403 см

Задача: Вычислить нормальную массу тела, соответствующую возрасту:

М=60+0,75(Р-180)+(В-20):4, где

М – масса тела в кг

Р – рост в см

В – возраст в годах

Решение:

60 + 0,75(155 -180)+(14-20):4=39,75 кг

Моя масса тела соответствует норме!

О соотношение роста и веса нужно знать.

Существуют разные формулы для определения оптимального соотношения веса и роста. Но все они условны, так как не учитывают многие другие факторы. Поэтому, избыток жира нужно оценивать не только по этим соотношениям, но и по внешнему виду, толщине кожной складки и др. При одном и том же росте и весе один человек может выглядеть полным, другой - совершенно нормальным.

Задача: Вычислить свой предполагаемый рост по формуле.

Дс = 0,54×(ДО + Дм ) – 4,5

Дд = 0,51×(До + Дм) – 7,5

Дс – длина тела сына

Дд – длина тела дочери

До – длина тела отца (180 см)

Дм – длина тела матери (159 см)

Мой предполагаемый рост: 0,51×(180+159)-7,5=165 см

III. Заключение.

Работая над проектом я выяснила, что математика и медицина неразрывно связаны друг с другом и без математики невозможно представить современную медицину. Познакомилась с медицинскими исследованиями Леонарда Да Винчи. Знания, которые я получаю на уроках математики, помогли мне решить практические задачи, связанные со здоровьем человека и на шаг приближают меня к овладению профессией, которая в будущем, я надеюсь, станет моей судьбой.

Моя работа имеет практическое значение, так как решаемые задачи укрепляют навык решения задач на проценты, развивают вычислительные навыки, повышают интерес к математике и к профессии медицинского работника, дают возможность каждому человеку узнать больше о своем организме.

В этой работе я рассказала лишь о некоторых математических методах и исследованиях в медицине, но ясно одно, что в любой профессии математика незаменима, надеюсь, что все это понимают и уважают Царицу всех наук!

Впереди у меня еще много неизведанного из области медицины…!