Научно-исследовательская работа Математика управляет здоровьем

Аннотация

Гафурова Шахноза

г. Лянтор, МБОУ «Лянторская СОШ №1», 6 класс

«Математика управляет здоровьем . (или математика за столом).»

руководитель: Чепчугова Светлана Николаевна, учитель математики.

Для роста и развития нашего организма, для выполнения какой-либо работы необходима затрата определенного количество энергии. Человек с пищей получает не только необходимое количество белков, жиров, углеводов, воды, минеральных солей, но и запас энергии, которая содержится в различных питательных веществах. Когда человек выполняет какую-то работу, он так же затрачивает энергию. Между энергозатратами организма и энергоэмкостью (калорийностью) пищи, должно быть, определенное соответствие. Пищевой рацион человека должен возмещать затраты его и обеспечивать нормальную работу организма. Основной целью работы является установление соответствия между энергозатратами организма и калорийностью пищи школьников. Поставленная цель решается через изучение литературы о суточных нормах калорий для различных возрастов; описания средних затрат энергии при различных видах деятельности человека; расчетов прихода и расхода энергии для учащихся 6 класса; проведения сравнительного анализа. Использованы методы исследования:

-теоретические: изучение литературы по проблеме исследования;

-эмпирические: математические - расчеты калорийности продуктов и суточный расход энергии, табличная и графическая интерпретация расчетных данных;

-статистический опрос;

-анализ и сравнение полученных результатов.

«Математика управляет здоровьем . (или математика за столом).»

Гафурова Шахноза

МБОУ «Лянторская СОШ №1», 6 класс

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность исследования. С экранов телевизоров, в печати, на социальных страницах интернета идет разговор о правильном питании. Еще со времен Гиппократа пищу сравнивали с мощным лекарством, так как уже древние отмечали, что неправильное ее использование грозит серьезными осложнениями. Гиппократ писал о том, что надо знать все пищевые вещества и напитки, их свойства, а также соотношение количества принимаемой пищи с конституцией человека и его возрастом

При покупке продуктов в магазине я стала обращать внимание, что мама обращает внимание на этикетки продуктов питания, где можно заметить надпись: энергетическая емкость: 100г продукта - 227 ккал. Что означает эта надпись?

Энергетическая емкость или калорийность определяет полезность, ценность пищи для нашего организма. Калория - это количество тепла, необходимое для нагрева 1 миллилитра воды на 1 градус. Килокалория - количество тепла, необходимое для нагрева 1 литра воды на 1 градус.

Нам необходима энергия (силы) для роста и развития нашего организма, для выполнения какой-либо работы. Как раз с пищей мы получаем не только необходимое количество белков, жиров, углеводов, воды, минеральных солей, но и запас энергии, которая содержится в различных питательных веществах.

Когда человек выполняет какую-то работу, он затрачивает энергию. С пищей же получает энергию. Между энергозатратами организма и энергоэмкостью (калорийностью) пищи, должно быть, определенное соответствие. Пищевой рацион человека должен возмещать затраты его и обеспечивать нормальную работу организма.

Я решила попробовать произвести такие расчеты.

Цель работы:

-изучить соответствие между энергозатратами организма и калорийностью пищи школьников.

Задачи работы:

1.По литературным источникам описать суточные нормы калорий для различных возрастов; описать средние затраты энергии при различных видах деятельности человека.

2.Сделать расчеты прихода и расхода энергии за сутки для учащихся 6 класса.

3. Сделать анализ и сравнение полученных результатов.

4. Выявить влияние излишних калорий на организм учащегося.

Предмет: влияние суточного рациона питания на учащихся 6 класса и людей разных профессий.

Объект: учащиеся 6 класса МБОУ "Лянторская средняя школа № 1", родители учащихся 6 класса, выполняющих разные виды трудовой деятельности.

Гипотеза исследования: правильно организованное питание будет способствовать благоприятному развитию учащихся и их родителей, укреплению их здоровья, если:

- проанализирован приход расход и расход энергии за сутки;

- изучены литературные источники о влиянии соответствия между энерготратами организма и калорийностью пищи на здоровье человека.

Результаты исследования.

Между энерготратами организма и калорийностью пищи, должно быть определенное соответствие. С помощью математических подсчетов можно сохранить свое здоровье.

Методы исследования:

-теоретические: изучение литературы по проблеме исследования;

-эмпирические: математические - расчеты калорийности продуктов и суточный расход энергии, табличная и графическая интерпретация расчетных данных;

-статистический опрос;

-анализ и сравнение полученных результатов.

I. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ (теоретическая)

Литературный обзор.

Если вы хотите вести здоровый образ жизни, вам нужно обязательно соблюдать суточные нормы калорий человека и стараться не превышать их. Норма количества потребляемых калорий в день зависит от пола, возраста, видах деятельности человека, а также от климата.

Все жизненные процессы в организме человека находятся в большой зависимости от того, из чего составляется его питание с первых дней жизни, а также от режима питания. Всякий живой организм в процессе жизнедеятельности непрерывно тратит входящие в его состав вещества. Значительная часть этих веществ "сжигается" (окисляется) в организме, в результате чего освобождается энергия. Эту энергию организм использует для поддержания постоянной температуры тела, для обеспечения нормальной деятельности внутренних органов (сердца, дыхательного аппарата, органов кровообращения, нервной системы и т.д.) и особенно для выполнения физической работы. Кроме того, в организме постоянно протекают созидательные, так называемые пластичные процессы, связанные с формированием новых клеток и тканей. Для поддержания жизни необходимо, чтобы все эти траты организма полностью возмещались. Источником такого возмещения являются вещества, поступающие с пищей.

Пища должна содержать белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и воду. Потребность, как в общем количестве пищи, так и в отдельных пищевых веществах зависит у детей в первую очередь от возраста, а у взрослых - от вида труда и условий жизни. Чтобы полнее удовлетворить эту потребность организма, необходимо знать, какое количество энергии расходуется им в сутки. Установлено, что образующаяся в организме энергия в конечном итоге выделяется в виде тепла. Поэтому по количеству освобождаемого в организме тепла можно определять и его энергетические затраты; обычно эти затраты выражают в тепловых единицах - больших калориях, или килограмм - калориях (большая калория - количество тепла, затрачиваемое на нагревание 1 кг воды на 1 С). Так, например, за 1 час сна тратится 0,93 калории на 1 кг веса тела, а на одевание и раздевание - 1,69 калории.

Под наилучшими нормами питания понимают такие нормы, которые у взрослого полностью покрывают все затраты организма, а у детей обеспечивают, кроме того, потребности роста и развития. Установлено, что по энергетическим затратам или, другими словами, по калорийной потребности взрослое население можно разделить на 4 группы: в первую группу (затрата 3000 ккал в сутки) включаются лица, не связанные с физическим трудом и работающие главным образом в сидячем положении; ко второй группе относятся рабочие механизированного труда (затрата 3500 ккал в сутки); к третьей группе - занятые немеханизированным или не полностью механизированным трудом, как, например, кузнецы, плотники, водопроводчики, истопники (затрата 4500 - 5000 ккал в сутки). При занятиях спортом энергетические затраты, особенно в период тренировок и соревнований, могут возрастать до 6000 - 7000 ккал в сутки. Детей можно разделить по возрастным группам и видам физической деятельности. Не забывайте, что продумывая рацион питания, необходимо учитывать не только количество калорий, которое вы потребляете за сутки, но и их "качество". Совершенно неправильно думать, что важно только не превысить дневную норму калорий, а за счет каких продуктов ее набирать - неважно. Ваша пища должна быть сбалансированной, содержать достаточное количество белков и умеренное количество углеводов и жиров, излишек которых, как известно, и приводит к отложению жира. На жиры должно приходиться не более 20-30% дневной нормы калорий, на углеводы - не более 50%. Ваша диета обязательно должна включать фрукты и овощи, желательно свежие, а также злаки.

Изучив справочную литературу, я нашла таблицу суточной потребности в калориях отдельных категорий людей (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1), таблицу средних затрат энергии при различных видах деятельности в 1 час на 1 кг веса человека (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 2) и таблицу калорийности продуктов питания (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 3). Для учащихся 6 класса суточная норма потребности килокалорий согласно возраста, равна 2380.

II. Экспериментальная часть работы.

Наша пища состоит из различных питательных веществ: белков, жиров и углеводов. Она немного похожа на детский конструктор. Все питательные вещества, как домики из конструктора, состоят из мельчайших деталей, из молекул. Наш организм «разбирает» пищу на молекулы. Как раз при этом и выделяется энергия. Это дает силу и тепло, идет на рост и развитие нашего тела.

Из литературы я узнала, что при распаде 1г белка или 1г углеводов освобождается 4,1 ккал, а при распаде жиров 9,3 ккал. Таким образом, зная состав продукта, можно рассчитать его энергоемкость или калорийность. Для того чтобы рассчитать калорийность продукта необходимо:

кол-во белка х 4,1 + кол-во жира х 9,3 + кол-во углеводов х 4,1 = калорийность

(количество белка, жира, углеводов берется для каждого конкретного продукта)

Мною была отслежена деятельность нескольких учащихся с разными увлечениями в течение дня.

(спортсмены, интеллектуалы, учащиеся увлекающиеся компьютерными технологиями, посещающие танцевальный кружок). Просчитан суточный расход энергии. Также составлено меню этого дня для каждого ученика и просчитана калорийность. Получены следующие результаты.

Вычисление прихода энергии за день у Хакимова Марата

(занимается в спортивной секции бокса)

№

п/п

Название продуктов

Количество, г

Приход энергии, ккал

1.

Хлеб черный

150

2021,5=303

2.

Хлеб белый

100

214,31=214,3

3.

Мясо

200

2782=556

4.

Картофель

250

632,5=157,5

5.

Рис

100

368,61=368,6

6.

Молоко

200

662=132

7.

Сахар

50

3880,5=194

8.

Морковь

50

630,5=31,5

9.

Яблоки

300

423=126

10.

Капуста

150

29х1.5=43,5

11.

Сок

200

44х2=88

12.

Зефир

100

314х1=314

Итого:

2527,9

Вычисление расхода энергии за день

№

п/п

Виды деятельности

Кол-во, ч

Расход энергии,

ккал/1кг веса

1.

Чтение

1

1,41=1,4

2.

Занятия в школе и приготовление уроков

7

1,57=10,5

3.

Занятия спортом (бокс)

1,5

9,5 1,5=14.24

4.

Прогулка

1,5

2, 81,5=4,2

5.

Помощь по хозяйству (уборка квартиры, мытье посуды)

2

23.4=6,8

6.

Просмотр телевизора

2,5

1,42,5=3,5

7.

Гигиенические процедуры

0,5

20,5=1

8.

Сон

9

19=9

Итого:

-

50, 64

Масса тела у Саши - 31 кг.

50,631=1568,6 кг - расход энергии за день.

Разница между приходом и расходом энергии за день:

2527,9-1568,6= 959,9 ккал.

Но так молодой организм интенсивно растет и развивается, то ему требуется на 30% энергии больше, чем затратил организм.

1568,6 0,3=470,58 ккал израсходуется на рост и развитие организма

959,9 - 470,58 = 478,96 ккал затрачено на прибавку веса

Считается, что 9 ккал энергии дают прибавку веса на 1 г.

Таким образом, изменение веса произошло на: 470,58 : 9 = 52,3(г

Вывод: за день Марат прибавил в весе прибавил в весе 52,3 г. (для растущего организма это норма)

Вычисление прихода энергии за день у Любина Виктора

( занимается в школе английского языка, любитель компьютерных игр)

№

п/п

Название продуктов

Количество, г

Приход энергии, ккал

1.

Хлеб черный

200

2022=404

2.

Хлеб белый

150

214,31,5=321,45

3.

Мясо

200

2782=556

4.

Колбаса любительская

100

290х 1=290

5

Кефир

200

48х2=96

6.

Картофель

250

632,5=157,5

7.

Макароны

100

3461=346

8.

Молоко

400

664=264

9.

Сахар

50

3880,5=194

10.

Морковь

50

630,5=31,5

11.

Творог

100

2531=253

12

Капуста

150

29 х1.5=43,5

13

Шоколадные конфеты

50

390 х 0,5= 195

Итого:

-

3153

Вычисление расхода энергии за день

№

п/п

Виды деятельности

Кол-во,ч

Расход энергии,

ккал/1кг веса

1.

Чтение

1ч.

1,41=1,4

2.

Занятия в школе и приготовление уроков

7,5 ч.

1,57,5=11,25

3.

Занятия спортом (урок физкультуры)

1ч.

3,41=3,4

4.

Прогулка на свежем воздухе

(игра с друзьями)

1ч.

3,81=3,8

5.

Занятия в английской школе

1ч

1,5х1=1,5

5.

Помощь по дому (мытье посуды, уборка квартиры)

0,5ч.

1ч

0,5х8,6=4,4

1х3,4=3,4

6.

Просмотр телевизора и занятия на ПК

3ч

1,43=4,2

7.

Гигиенические процедуры

0,5

20,5=1

8.

Сон

9

19=9

Итого:

-

43,35

Масса тела Виктора - 38 кг.

43,35 х 38 = 1647,3 ккал - расход энергии за день.

Разница между приходом и расходом энергии за день:

3153-1647,3 = 1505,7 ккал.

Считается, что 9 ккал энергии дают прибавку веса на 1 г.

Но так как молодой организм интенсивно растет и развивается, то ему требуется на 30%

энергии больше, чем затратил организм.

1505,7 0,3= 451,7 ккал израсходуется на рост и развитие организма

1505,7-451,7=1053,9 ккал затрачено на прибавку веса

1053,9 : 9= 117,11 г.

Таким образом, изменение веса произошло на: 117,11г. ( что выше нормы на 59 г.)

Вывод: Виктор за этот день прибавил в весе на 117,11г. Его не активный образ жизни

говорит о том, что в течение дня расход энергии по сравнению с приходом ниже, что

способствует увеличению веса выше нормы. По результатам медицинского осмотра Виктор имеет избыточный вес.

Вычисление прихода энергии за день у Плешаковой Анастасии

(занимается в ЦДТ в танцевальном кружке, музыкальной школе)

№

п/п

Название продуктов

Количество, г

Приход энергии, ккал

1.

Хлеб черный

100

2021=202

2.

Хлеб белый

200

214,32=428,6

3.

Мясо

200

2782=556

4.

Картофель

200

632=126

5.

Гречневая крупа

200

3402=720

6.

Молоко

400

664=264

7.

Конфеты шоколадные

50

541,10,5=270,55

8.

Морковь

50

630,5=31,5

9.

Творог

100

2531=253

10.

Яблоки

30

48х0,3=16

11

Сок

200

44х2=88

Итого:

-

2994,5

Вычисление расхода энергии за день

№

п/п

Виды деятельности

Кол-во,ч

Расход энергии,

ккал/1кг веса

1.

Чтение

0,5

1,40,5=0,7

2.

Занятия в школе и приготовление уроков

7,5

1,57,5=11,25

3.

Игра на фортепьяно

2,41=3,4

4.

Прогулка ( катание на лыжах, игра с друзьями)

2,5

3,82,5=9,5

5.

Помощь по хозяйству (стирка белья в ручную, уборка квартиры)

0,5ч

1ч

0,5х3=1,5

1х3,4=3,4

6.

Занятие танцами

2ч

2х9,4=18,8

6.

Просмотр телевизора и занятия на ПК

2

1,42=2,8

7.

Гигиенические процедуры

0,5

20,5=1

8.

Сон

9

19=9

Итого:

-

61,35

Масса тела - 33 кг.

61,9533= 2024,55 кг - расход энергии за день.

Разница между приходом и расходом энергии за день:

2994,5 - 2024,55 = 970 ккал.

Считается, что 9 ккал энергии дают прибавку веса на 1 г.

Но так как молодой организм интенсивно растет и развивается, то ему требуется на 30%

энергии больше, чем затратил организм.

970 х 0,3= 291 ккал израсходуется на рост и развитие организма

970 - 291= 679 ккал затрачено на прибавку веса .

Таким образом, изменение веса произошло на: 679 : 9 = 75 (г)

Вывод: Анастасия в день прибавила 75 г. (выше нормы на 10 г.), что допустимо для

растущего организма и при ее активном образе жизни.

ВЫВОДЫ:

Итак, для трех учащихся 6 класса получили следующие данные:

Суточный приход энергии

(ккал)

Расход

Знергии (ккал)

Прибавка к весу тела(г.)

Марат

2527,9

1568,6

52,3

Виктор

3153

1647,3

117,11

Анастасия

2994,5

2024,55

75

Вывод:

1. В среднем двое учащихся 6 класса набирают суточную норму потребности в калориях. У третьего ученика этот показатель заметно выше нормы.

2. Превышение калорийности пищи по сравнению с физиологической нормой приводит к избыточному весу.

3. При изучении соответствия между энергозатратами организма и калорийности пищи установлена взаимосвязь.

4. При простейших математических расчетах можно контролировать свое здоровье.

Я считаю, что для ведения здорового образа жизни, нам нужно обязательно соблюдать суточные нормы калорий человека и стараться не превышать их.
Продумывая свой рацион, необходимо учитывать не только количество калорий, которое вы потребляете за сутки, но и их "качество". Совершенно неправильно думать, что важно только не превысить дневную норму калорий, а за счет каких продуктов ее набирать - неважно. Наша пища должна быть сбалансированной, содержать достаточное количество белков и умеренное количество углеводов и жиров, излишек которых, как известно, и приводит к отложению жира. На жиры должно приходиться не более 20-30% дневной нормы калорий, на углеводы - не более 50%. Наша диета обязательно должна включать фрукты и овощи, желательно свежие, а также злаки.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. Г. Драгомилов, Р. Д. Маш Биология. Учебник для 8 кл.- М.: Дрофа, 2007.

2. Балабанова В.В., Максимцева Т.А. Биология, экология, здоровый образ жизни.

Волгоград: Учитель, 2003.

3.Куценко Г.И., Кононов И.Ф. Режим дня школьника. - М.:Медицина, 1993.

4.Колесов Д.В. и др. Биология. Человек: Учебник для 8 кл.- М.: Дрофа, 2002.

5.Балабанова В.В., Максимцева Т.А. Биология, экология, здоровый образ жизни.

Волгоград: Учитель, 2003.

6.Куценко Г.И., Кононов И.Ф. Режим дня школьника. - М.:Медицина, 1993.

7. Гальперштейн А.Я. Моя первая энциклопедия: Науч.-поп. издание для детей. - М.: ЗАО

«Росмэн-Пресс», 2006.

8.3000 советов /Сост. Н.П. Кутук. Элиста: ММРИП «БОТХН», 1991.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Суточная потребность в калориях отдельных категорий людей

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица средних затрат энергии при различных видах деятельности в 1 час на

1 кг веса человека:

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Таблица калорийности некоторых продуктов питания

25