Исследовательский проект Знают ли пчёлы математику?

Муниципальная научно-практическая конференция

«Природу Старооскольского края сохранят дети»

Номинация: зоология

Тема: «Знают ли пчелы математику?»

Выполнила

Чунихина Снежана Алексеевна

ученица 3 класса «Г»

МБОУ «СОШ №34 с углубленным

изучением отдельных предметов»

Научный руководитель:

Митронина Оксана Викторовна,

учитель начальных классов

Старый Оскол

2015

Введение.

С цветка на цветок,
Летает пчела.
Готовит медок,
Всегда весела.
С зари до зари,
В трудах и заботах,
Бездельницей слыть,
Ей совсем неохота. Я, ученица 3 класса, Чунихина Снежана. Самый любимый предмет у меня в школе «Математика». Этот предмет позволяет нам строить умозаключения, делать выводы, развивать абстрактное и логическое мышление. Изучая математику, мы постоянно проводим параллели с повседневной жизнью, множество раз показывая, что человек на каждом шагу использует свои математические знания. И многие даже не догадываются, что математикой пользуются и другие жители нашей планеты. Летом на даче я играла с маленьким братиком. У нас было много разнообразных игрушек, в том числе и разноцветные кубики. Я заметила, что несколько пчел сели на эти кубики и мячик. Вдруг я подумала, почему из многих предметов, которые лежали, пчелы выбрали именно предметы геометрической формы. Меня заинтересовало это, и я решила узнать, знают ли пчелы геометрию. Так как геометрия является частью математики, то я определила для себя тему исследования. Итак, тема моей исследовательской работы «Знают ли пчелы математику?» Цель исследования: изучить жизнь пчёл и продукты пчеловодства с математической точки зрения. Для достижения этой цели я поставила перед собой задачи: 1. Найти в научно-популярной литературе, на Интернет-сайтах информацию об организации жизни в пчелиной семье. 2. Выяснить значение математических познаний для организации жизни пчелы. 3. Узнать интересные факты о пчелах в цифрах. Гипотеза исследования: если пчелы с рождения знают математику, то как они используют эти знания в своей жизни.

Для решения поставленных задач я определила пути исследования: изучение материала с помощью энциклопедий, различных печатных изданий, интернета.

Трудолюбивее пчелы никого нет.
Каждый из нас хоть раз пробовал пчелиный мед. Многие из нас ощущали на себе и укусы пчел. Все знают поговорку «Трудится, как пчела». А многое ли мы знаем из пчелиной жизни? Кто может представить, какой труд возлагается на столь маленькое существо? Из энциклопедий и журналов я узнала следующие интересные факты: Пчела - необыкновенно многогранный символ. Она олицетворяет мудрость, плодородие, трудолюбие, экономность, порядок, чистоту и целомудрие. Известно, что пчёлы - древнейшие обитатели нашей планеты. Ученые считают, что появились они на свет 60-80 миллионов лет назад. В ряде традиций пчела служила символом неба и звёзд, а так же принимала участие в сотворении мира, выступая на стороне бога против злого духа. Пчелиный рой означает землю, душу земли, защиту и материнство, трудолюбие и бережливость. Пчелу без сомнения можно назвать одним из самых известных и самых уважаемых насекомых. Во-первых, пчёла - единственное насекомое, дающие человеку полезную и вкусную пищу - мёд. А во-вторых, с древних времён пор пчела служит символом трудолюбия. Пчёлы были известны человеку с давних пор. Например, в Испании найдено изображение человека каменного века, добывающего пчелиный мёд. Также было найдено очень много рисунков и фресок похожего содержания в Южной Африке и Индии. Изображение пчёл можно найти на гробницах фараонов, обелисках. А на прошениях к фараону его верноподданные рисовали пчелу, как символ полной покорности власти фараону. Вавилон и Палестина, Ассирия и Древний Рим, скифские племена и Киевская Русь - повсюду пчела была рядом с человеком.

Вот и я, нарисовав пчелу, увидела первое подтверждение своей гипотезы. Посмотрите, какой рисунок у меня получился.


















Если рассматривать его с геометрической точки зрения, то очень часто люди рисуют пчелу используя круг (это голова), овал (туловище и крылья) и, конечно же черно-желтые прямоугольники (полоски на теле пчелы). Только глядя на обычный рисунок пчелы можно сказать, что в жизни пчелы присутствует математика.

















Меня заинтересовало, почему пчела полосатая. Оказывается, что такая окраска предупреждает, что обладатель «одежки» ядовит, а значит, кушать его - себе дороже. Птицы - основные враги насекомых - отлично знакомы с этим законом природы. А потому обходят, то есть облетают, пчел, ос и прочих «полосатиков» стороной.

Мала-мала пчелка, а побольше великого знает. Всем известно, что пчёлы живут в деревянных жилищах - ульях. Чаще всего ульи имеют прямоугольную форму. Но так было не всегда. Дикие пчёлы селились в дуплах деревьев, а люди разыскивали их гнёзда в лесу, Профессиональных пчеловодов на древней Руси называли бортниками-от древнерусского слова «борть» - дупло дерева. Для разведения пчёл, бортники использовали естественные дупла или выдалбливали их в толстых стволах деревьев. У других древних народов пчёл селили в плетённых корзинах или глиняных сосудах. Из чего бы ни сделан пчелиный домик, пчёлы сразу же начинают заниматься его внутренним обустройством. "Мебелью" для них служат соты. Пчелы строят соты из воска, который выделяется железами, расположенными в нижней части их брюшка. Соты - это чудо инженерного искусства. Почему? Издавна математики полагали, что в отличие от квадратов, равносторонних треугольников или каких-либо других геометрических фигур, именно шестиугольники, лежащие в основе пчелиных сот, лучше всего подходят для максимального использования пространства. Каждый сот состоит из нескольких тысяч, расположенных параллельными рядами, шестигранных ячеек. Строительный материал ячеек - воск. Он образуется в складках брюшка пчелы и выделяется наружу в виде тонких пластинок. Пчёлы подхватывает их лапками, сминают челюстями и прилепляют полученный комочек воска на место постройки.

Строя свои ячейки, пчёлы решают сложную математическую задачу: найти такую форму сосуда, чтоб при наименьших расходах стройматериала, он был наибольшей вместимости. Математики вместе с инженерами доказали, что такой сосуд должен быть только шестигранным. И пчёлы, в полном согласии с этими расчётами, вылепляют свои шестигранные ячейки. В них выращивается пчелиное потомство, и хранятся запасы пищи. Сегодня принцип пчелиных сот применяется учеными для создания конструкций, сочетающих в себе упругость и компактность. Например, в авиастроении используются панели со структурой в виде сот. Самолеты, изготовленные из таких конструкций, обладают большей прочностью и легкостью, что снижает расход топлива. Все это подтверждает гипотезу о том, что пчелы используют в своей жизнедеятельности математические понятия, которые помогают пчелам облегчить жизнь.

Родилась пчела - всю науку поняла. Не так давно британские исследователи пришли к интересному выводу, что пчелы, оказывается, склонны к проведению сложных математических расчетов. Эти насекомые быстро и точно производят расчет кратчайшего пути от объекта к объекту. Такая задача вполне под силу простому компьютеру, но, каким образом с ней удается справиться крошечному мозгу пчелы, остается загадкой. Ученые из Лондонского университета проводили наблюдение за перемещением рабочих пчел от цветка к цветку, после чего осуществили расчет и провели анализ траектории их полета. Результаты исследования привели ученых в шок - оказывается, эти насекомые всегда передвигаются по самому короткому маршруту и, в придачу ко всему, с наименьшими затратами энергии. Впоследствии ученые провели эксперимент - разместили цветы, которые посещались пчелами, в ином порядке. И здесь эти насекомые не растерялись - менее чем за 1 секунду они произвели расчет нового оптимального пути! Исходя из этого, напрашивается вывод, что эти насекомые со своего рождения обладают феноменальными способностями к математическим исчислениям, или же проходят постоянный курс обучения и оттачивания своих умений. В целом, произвести расчет, оптимального пути от объекта к объекту не представляется сложной задачей. Она вполне выполнима для обычного компьютера, однако, каким образом она под силу крошечному мозгу пчелы, не совсем понятно. Скорее всего, в нем имеется определенный скрытый потенциал, который еще не изучен. Из этого стоит сделать вывод, что пчела начинает обучаться математике с момента ее появления на свет. Необходимо представить, что являет собой центральная часть улья - это бесконечные, ровные ряды сот, которые состоят из правильных многоугольников и размещены в самом оптимальнийшем порядке. У только что родившейся пчелы, в "царстве порядка и симметрии" изначально закладывается такой стереотип, в котором главная роль отводится умению различать во всем четкие закономерности. Юные пчелы начинают свой жизненный путь и работу внутри улья, в их функции входят такие обязанности, как построение сот, уход за личинками, уборка мусора. Эти процессы, также требуют хороших навыков в расчете своей энергии и оптимизации перемещения, иначе им никогда не выполнить такой большой объем работы. Именно, таким образом пчелы и оттачивают свои математические навыки. Выходит, что эти насекомые с момента появления на свет являются талантливыми математиками - иначе природный отбор попросту их уничтожит. Необходимо отметить, что математические вычисления являются базовой основой их существования. Эти данные в очередной раз подтверждают мою гипотезу.

Из исследования видно, что пчел по праву можно назвать математиками. Но у них существуют еще ряд профессий.

О других профессиях пчёл

• Пчёлы - геологи. Учёные Англии установили, что по химическому составу пыльцы, принесённой в улей можно определить характер почвы, на которой растут эти растения
• Пчёлы - чемпионы по обонянию. Они воспринимают и различают запахи в 1000 сильнее, чем человек.
• Пчёлы - синоптики. Перед дождём они, как по команде, возвращаются в свой улей.
• Пчёлы поддаются «дрессировке». Они запоминают запахи, пчеловод искусственно привлекает пчёл на медоносные растения.
• Пчёлы обладают цветным зрением. Они видят не только цвета, воспринимаемые человеческим глазом, но и до30 их оттенков, неуловимых человеком. Однако пчёлы предпочитают белый, голубой и жёлтый цвета . Но красный они путают с чёрным.

Дары пчёл человечеству

Огромное практическое значение имеет фактически одомашненная человеком медоносная пчела. Ценным пищевым продуктом является мёд, а воск, прополис и пчелиный яд используются в медицине. МЁД пчелиный, сладкое сиропообразное вещество, вырабатываемое медоносной пчелой из нектара растений. Корм для пчёл, ценный продукт питания человека. В цветочном мёде 13-20% воды, 75-80% углеводов (глюкоза, фруктоза и др.), органические кислоты, ферменты, минеральные и ароматические вещества, витамины. При хранении кристаллизуется. ПЧЕЛИНЫЙ ВОСК, жироподобное вещество, выделяемое восковыми железами рабочих пчёл и употребляемое ими для отстройки сотов. Используется во многих отраслях промышленности, в медицине, косметике, для изготовления вощины. ПРОПОЛИС (греч. propolis) (пчелиный клей), клейкое смолистое вещество, вырабатываемое медоносными пчелами для обмазывания стенок улья и заделки щелей. Обладает антибактериальным и анестезирующим действием. Применяется в медицине и ветеринарии. ПЧЕЛИНЫЙ ЯД - секрет нитевидной железы жалящего аппарата рабочей пчелы. Содержит биологически активный белок, ферменты, свободные аминокислоты и другое. Препараты пчелиного яда (вирапин и другие) оказывают противовоспалительное, болеутоляющее действие; применяются в виде растворов, мазей при заболеваниях суставов, мышц, сосудов и другое.

Интересные факты о жизни пчел в цифрах.

1. Средний полет одной пчелы в мае длится 51- 53 мин, в июне 50-59, в июле - 41-52 мин. В августе полеты медоносных пчел самые длительные - от 62 до 82 мин. Чем обильнее медосбор, тем меньше времени тратит пчела на полет и медосбор. 2. Сколько пчел в улье. В среднем в улье может быть до 60 000 - 120 000 пчел. 3. Во время полета пчелы делают 200 - 250 взмахов в секунду! 4. Рабочая пчела успевает опылить за день до 7 000 цветков! 5. У пчел пять глаз. Три в верхней части головы и два спереди. 6. Скорость свободной от ноши пчелы 60 - 65 км/ч, нагруженная на 3/4 своего веса пчела летит 20-25 км/ч. 7. По шероховатой поверхности пчела способна тащить груз, превышающий в 320 раз вес ее тела. 8. Чтобы приготовить мед весом 100г, пчела иногда пролетает 46 тысяч километров, это тоже самое, что облететь весь земной шар по экватору.

Вывод. В процессе работы была проанализирована научно-популярная литература по изучению жизни пчёл и их роли в природе и жизни человека. Было проведено исследование, проанализированы результаты исследования и сделаны соответствующие выводы. Результаты исследования показали, что в настоящее время еще не до конца изучен уровень математических познания пчел, а так же использование этих познаний в жизни самих насекомых. Однако, факты, изложенные в исследовании, дают основу для подтверждения моей гипотезы о том, что пчелы с рождения знают математику и используют эти знания в своей жизни. Работа над проектом меня увлекла. Так много поучительного и полезного я почерпнула из специальной литературы. Того, кто хоть немного проник в тайны поведения пчёл, не может не восхищать целесообразность и мудрость организации их жизни. В заключении мне хотелось бы сказать, что математический подход к природным явлениям позволяет увидеть внутренний мир, гармонию, структуру этого явления. А исследования, проведенные в ходе работы, знакомят и сближают нас с гармонией и целесообразностью природы. Многие загадки, связанные с жизнью пчёл, человеку ещё предстоит разгадать, что поможет ему осознать необходимость бережного отношения к природе. Маленькое трудолюбивое насекомое на своих крыльях приносит людям здоровье.