V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Использование математики в различных специальностях на примере Прикладной геодезии и Технологии общественного питания
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Математика дает людям методы изучения и познания окружающего мира, методы исследования как теоретических, так и практических проблем. Не раз приходилось слышать фразу о том, что математика - страна без границ. Несмотря на свою банальность, фраза о математике имеет под собой очень веские основания. Математика в жизни человека занимает особое место. Мы настолько срослись с ней, что попросту не замечаем её. А ведь с математики начинается всё. Ребёнок только родился, а первые цифры в его жизни уже звучат: рост, вес. Малыш растет, не может выговорить слова "математика", а уже занимается ею, решает небольшие задачи по подсчету игрушек, кубиков. Да и родители о математике и задачах не забывают. Готовя ребенку пищу, взвешивая его, им приходится использовать математику. Ведь нужно решить элементарные задачи: сколько еды нужно приготовить для малыша, учитывая его вес.
Математика нужна всем людям на свете. Без математики человек не сможет решать, мерить и считать. Без математики невозможно построить дом, сосчитать деньги в кармане, измерить расстояние. Если бы человек не знал математики, он бы не смог изобрести самолёт и автомобиль, стиральную машину и холодильник, телевизор и компьютер, а также наши любимые компьютерные игры. Во всех школах мира детей учат математике, потому что математика самое главное знание, которое даже раньше уважали и обожествляли. Поэтому и мы должны подружиться с математикой. Мы считаем, что математика — наука очень важная, и она нужна всем. Не каждый из нас, студентов, знает, какую профессию он приобретет в будущем, но благодаря ответственному отношению к изучению математики, каждый студент обеспечивает себя необходимыми знаниями, качествами, которые необходимы в его дальнейшей профессиональной деятельности. Ведь не существует профессий, в которых не применялись бы математические знания, приобретенные в школе.
Трудно перечислить все профессии в которых нужна математика, однако это не станет препятствием, для того чтобы рассказать о важной роли, которую имеет математика в профессиях людей.
Каждому из людей как дома, так и на работе приходится делать те или иные расчеты, иногда простые, а иногда и сложные расчеты. В одном случае для вычислений достаточно калькулятора, в другом – нужна специальная вычислительная техника. Иногда эти расчеты требуют использования лишь простых математических операций, а иногда нужны сложные формулы алгоритмических и тригонометрических вычислений.
Помимо этого, некоторые расчеты требуют владения приемами геометрических измерений, разбираться в информации, которая представлена в виде таблиц, диаграмм и графиков, схем алгоритмов выполнения различных заданий. Еще древние заметили, что математика заставляет человека постоянно думать. И в подтверждение этого первый «российский университет» М.В. Ломоносов говорил, что математику нужно учить потому, что она приводит в порядок мысли человека.
Математику называют «царицей всех наук», потому что математический стиль мышления и методы мышления применяются не только лишь в физике, технических и астрономических науках, она применяется и, казалось бы, в таких далеких от нее науках, как биология, химия, в экономических науках, а также в метеорологии и археологии.
Поэтому трудно переоценить применение математики в профессиях, которые связаны с вышеперечисленными и многими другими науками, так или иначе, использующих «царицу всех наук».
Цель:
Изучить необходимость применения математики для овладения знаниями при выборе профессии, на примере геодезиста и в профессиональной деятельности технолога общественного питания.
Задачи:
Доказать важность владения математическими знаниями, обеспечивающими успешность, благополучие в профессиональной деятельности геодезиста.
Изучить, как можно применить математику в приготовлении блюд,
как при помощи математических действий рассчитать массу продукции.
Геодезия и предмет ее изучения
Геодезия – одна из древнейших наук («geodesy» греч. в переводе на русский язык означает «землеразделение»). Геодезия - область отношений, возникающих в процессе научной, технической и производственной деятельности по определению фигуры, размеров и внешнего гравитационного поля Земли, координат и высот точек земной поверхности и их изменений во времени, проводимой в целях составления карт и планов, а также для обеспечения решения различных инженерных задач на земной поверхности. А с другой стороны - это отрасль прикладной математики, тесно связанная с геометрией, математическим анализом, классической теории потенциала, математической статистикой, и вычислительной математикой. В процессе развития геодезия разделилась на несколько самостоятельных дисциплин, решающих сложные научные и практические задачи: высшая геодезия, космическая геодезия, топография, фотограмметрия и другие. Каждая из них имеет свой предмет изучения, свои методы и задачи. Изначально в геодезии все берется из математики. Геодезия и геометрия долго взаимно дополняли и развивали друг друга. Историческую связь в первоначальных эпохах их развития между геодезией и геометрией показывает слово «геометрия», которое в переводе с греческого означает «землеизмерение». Поэтому геодезию иногда называют практической геометрией и землемерием. Развитию и совершенствованию методов геодезических работ способствовали научные достижения в области математики, физики, инструментальной техники. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения привело к выводу, что Земля, хоть и имеет шарообразный вид, но сплюснута вдоль оси вращения и приближается к фигуре, называемой эллипсоидом вращения, или сфероидом. Топографические карты необходимы для государственного планирования и размещения производственных сил, на проектирование инженерных сооружений, при разведке и эксплуатации природных богатств, градостроительстве, организации сельскохозяйственного производства, при выполнении мелиоративных работ, землеустройстве, лесоустройстве и т.д. Геодезические измерения обеспечивают соблюдения геометрических форм и элементов проекта сооружения как в отношении его расположения на местности, так и в отношении внешней и внутренней конфигурации. Даже после окончания строительства производятся специальные геодезические измерения, имеющие целью проверку устойчивости сооружения и выявления возможных деформаций во времени под действием различных сил и причин.
Нужна ли математика в геодезии?
Математика для геодезиста стоит на одном из первых мест в области знаний, но тут еще зависит от того какой геодезией Вы собираетесь заниматься. Хорошо владеть математикой геодезисту, безусловно, полезно. Но в той же мере ей полезно владеть в любой другой технической области. Тем не менее, многие геодезисты не являются великими математиками, как, впрочем, и другие инженеры, и это не мешает им вполне успешно работать. Для простых геодезических задач стандартных знаний геометрии и алгебры вполне достаточно. А вот если, например, высшей, космической геодезией займетесь, исследованиями, глобальными моделями, геодезией + геофизикой, геодинамикой, то для решения сложных задач и программирования знание математики очень пригодятся.
Основной метод измерений, который используется в геодезии, называется триангуляционным. Этот термин произошёл от латинского слова «триангумом», что означает «треугольник». В основе этого метода лежат знания о треугольнике, которые мы с вами уже изучили, и сегодня будем закреплять и применять. В геометрии рассматриваются две типичные геодезические задачи: определение высоты объекта и определение расстояния до недоступной точки.
Основные различия и соответствия между математикой и геодезией:в математике принята левая система прямоугольных координат с нумерацией четвертей против хода часовой стрелки, а геодезии принята правая система прямоугольных координат с нумерацией четвертей по ходу часовой стрелки.III. История геодезии.
История любой дисциплины или науки дает возможность проследить в развитии ее роль и значение в социально-экономическом и научно-техническом прогрессе человечества. Кроме того, история любой науки имеет большое мировоззренческое и воспитательное значение. Особенность любой науки, ее эффективность, тенденции и законы собственного развития, ее связи с другими науками, с особой силой раскрываются в ее истории. Знание истории науки сейчас понимается как средство более глубокого понимания ее настоящего и будущего. Но увидеть будущее можно только при условии знания прошедшего и настоящего. Становление специалиста в любой области познания или сфере труда нельзя считать завершенным, если он не знает истории своей науки или профессии. История науки и техники имеет много поучительного и полезного не только для практика и ученого, но и для человека, выбравшего будущую профессию.
Исторически возникновение геодезии первоначально было связанно с задачами деления земельных угодий межевыми линиями на отдельные участки по системе определенных простых геометрических правил. Затем начали строить сложные сооружения (храмы, дворцы, каналы, города и т. д.), придерживаясь опять же определенных геометрических моделей, правил, соответствующих геометрическим свойствам окружающего пространства (ОП). Одновременно возникла необходимость в управлении людьми, городами, работами – для этого потребовалось системное представление всего ОП в виде определенных геометрических моделей (схемы, картоподобные изображения, карты планы и тд. В своем развитии геодезия прошла три ярких этапа развития и вступила в 4-й отраженный в ее названии: землемерие – до VI – IV вв до н.э.; практическая геометрия – до XIX в.; геодезия – XIX – XX в.; метагеодезия – с XXI в.
Первым человеком, предположившим шарообразную форму нашей планеты, был древнегреческий математик и философ Пифагор (570 – 490 годы до нашей эры). Его идея о вращении Земли вокруг оси в течение суточного периода, а за год вокруг Солнца, получила научное подтверждение польским астрономом Николаем Коперником (1473-1543). Его учение о гелиоцентрической системе стала своего рода началом первой научной революции.Выдающимся событием следует считать деятельность персидского астронома, математика, геодезиста и философа Аль-Бируни (973-1048годы). В области геодезии он производил расчеты по определению радиуса Земли. Удивительные результаты вычислений Аль-Бируни получил при определении длины дуги меридиана угловой величиной в один градус на 32 параллели северной широты значением в 110,278км. При современных измерениях были получены линейные значения дуги в 110,895км.Эти яркие события по определению формы и размеров Земли, измерениям на ее поверхности характерны по своему предмету исследований учеными в первый период развития геодезии. Началом второго этапа в эволюционировании геодезической науки считаются времена морских путешествий и географических открытий: четырех экспедиций в Америку Христофора Колумба (1492-1504), трех мореплаваний в Индию Васко да Гама (1497-1524), кругосветки Фернана Магеллана (1519-1522).В это период происходят важнейшие изобретения в геодезии:
зрительной трубы итальянца Галилея (1609 год);
метода триангуляции нидерландца Снелиусса (1614 год);первое применение сетки нитей в приборах французом Пикаром;
выход в свет научного труда англичанина Ньютона, в котором теоретически
обосновывается полюсное сжатие и определяется его величина.Третий период характерен разрешением многих геодезических задач:
нахождением размеров эллипсоида Земли;
определением геоида;
математической обработки измерений различными методами наименьших квадратов;
возникновением новых геодезических приборов, новых направлений наук - геофизики, гравиметрии;
определения фигуры физической поверхности Земного шара.В современный период значительным продвижением в геодезической отрасли являются использование спутниковых технологий, появление глобальных навигационных систем позиционирования, новых физических методов измерений, геоинформационных и компьютерных систем. Высшая геодезия изучает форму и размеры Земли, движение её коры и определяет:
вид и размеры Земли (как планеты);
внешнее гравитационное поле Земли (значение и направление силы тяжести в земном пространстве и на поверхности);
взаимное расположение значительно удалённых друг от друга геодезических пунктов; − точность изображения пунктов на плоскости в проекции с учётом искажений из-за кривизны земной поверхности.
Топография – наука, изучающая земную поверхность (т. е. элементы ее физической поверхности и расположенные на ней объекты деятельности человека) в геометрическом отношении. Целью этого изучения является создание топографических карт – подробного изображения местности (т. е. участков земной поверхности) на плоскости. К числу основных научных и практических задач, решаемых топографией, следует отнести разработку и совершенствование методов создания топографических карт, способов изображения на них земной поверхности, способов и правил использования карт в решениях научных и практических задач.
IV.Технология общественного питания.
Работа технолога общественного питания является первичной в процессе приготовления пищи и определяет качество еды в общепите, ее безопасность и вкусовые качества. Технолог, зная технологию производства продуктов питания, рецептуру блюд, закладку продуктов, технику безопасности приготовления пищи, содействует тому, что сырье превращается в высококлассный продукт. От его добросовестности в определении качества исходных продуктов, соблюдения полноценной нормы их закладки зависит качество приготовленной еды, и, соответственно, престиж ресторана или столовой.
Работа технолога общественного питания заключается не только в работе с продуктами. Деятельность технолога гораздо шире и ответственнее.
Технолог:
организует производство (размещает оборудование, обучает правилам пользования);
составляет меню;
распределяет обязанности между поварами и контролирует их работу;
проверяет нормы выхода блюд продукции;
внедряет прогрессивные технологии в производство продукции;
отвечает за исправность кухонного оборудования и качество готовой пищи;
разрабатывает новые рецептуры, оформляя соответствующие нормативные документы;
изучает новые тенденции на рынке общепита и координирует работу в соответствии с ними;
предлагает новый ассортимент блюд с целью повышения спроса;
контролирует соблюдение санитарных норм;
составляет технологические карты новых блюд (расчет количества продуктов, калорийности и т.д.);
осуществляет своевременное снабжение производства сырьем, инструментами, инвентарем и т.д.;
принимает участие в переподготовке и повышении квалификации производственных кадров с учетом требований современности.
Одна из главных специальностей в сфере производства продуктов общественного питания - это технолог. Представитель этой профессии должен хорошо разбираться во всех аспектах производства. В его задачу входит не только знать правила приготовления пищи, но и разбираться в вопросах организации обслуживания населения, быть знакомым с вопросами охраны труда. Технолог контролирует всех работников занятых производством и приготовлением пищи. Он непосредственно отвечает за выход приготовляемых блюд, начиная от кухни и кончая сервировкой стола. В его обязанности входит принятие решения о снятии продуктов и готовых блюд с производства, он решает вопрос об отправке необходимых образцов в лабораторию. Вместе с другими сотрудниками, технолог проводит выставки-продажи, конференции, помогает подбирать рабочие кадры для производства.
V.Математика в кулинарии.
Математика в кулинарии имеет большое значение, так как для приготовления любого блюда должен соблюдаться рецепт. В рецепте указывается точное соотношение продуктов, которое необходимо соблюдать в процессе приготовления. При взвешивании продуктов в кулинарии используются математические величины - масса и объём. Ими тоже необходимо уметь пользоваться. Единицы времени играют далеко не последнюю роль в приготовлении блюд. Приготовленные блюда нужно умело делить на порции, в чём нам опять же поможет математика.
Калорийность готового блюда обычно указана в поваренной книге, однако, не всегда и не все имеют возможность туда заглянуть. Тем более , что при составлении вашего индивидуального меню вам придется делать несколько закладок. Поэтому стоит сказать о том, каковы общие принципы подсчета калорий в будущем блюде, как правильно определить калорийность блюда.
В процессе приготовления все продукты ужариваются, либо упариваются. Крупы, мясо и овощи меняют свой объем, но их калорийность остается прежней:
Мясо, птица, рыба при приготовлении теряют влагу и объем уменьшается;
Овощи также теряют влагу, а вместе с ней уменьшаются в объеме;
Крупы и макаронные изделия, наоборот, впитывают влагу – их объем увеличивается.
Калорийность остается прежней. Например, вы решили приготовить куриную грудку. Вы взяли 200 г мяса, калорийностью 220 ккал, сварили его, но на выходе у вас получилось только 150 г готового продукта, но калорийность его не изменилась – 220 ккал.
Аналогично вы решили сварить гречневую крупу. Взяли 100 г гречки, калорийностью 329 ккал, и 200 г воды. Крупа впитала воду, увеличилась в объеме, но осталась с прежней калорийностью – 329 ккал. Если бы вы взяли не 200, а 300 г воды, то объем каши стал бы еще больше без изменения калорийности.
Именно поэтому, после того, как вы произвели подсчет сырых продуктов и приготовили блюдо, необходимо взвесить его и пересчитать. Или же просто посчитать в процентном соотношении, сколько вы съели. Предположим, что вы приготовили 100 г гречки, но съели только третью часть. Для этого нужно разделить калорийность готового блюда на 3: 329/3 = 109,66 (округлим до 110) ккал. В этом случае готовое блюдо можно не пересчитывать, поскольку вы съели лишь его третью часть. Не нужно пересчитывать калорийность готового блюда, которое собираетесь съесть полностью. Достаточно посчитать его сырые ингредиенты.
Допустим, вы решили сделать горячо любимые вашими домочадцами котлеты, для этого вам понадобятся:
1 яйцо – 86,35 ккал;
0,5 кг говядины – 935,0 ккал;
100 г молока – 64,0 ккал;
100 г белого хлеба – 242 ккал;
20 г чеснока – 28,6 ккал;
50 г лука – 20,5 ккал;
100 г растительного масла – 899 ккал.
Всего калорий: 2275,45 ккал.
Общий вес продуктов в сыром виде: 925 гр.
Мы рассчитали калорийность необходимого нам количества продуктов. Теперь можно приступать к приготовлению самих котлет. Все котлеты составят 2272,45 калорий. Чтобы узнать, сколько калорий в 1 котлете надо просто разделить общий калораж на количество приготовленных котлет. Однако если размер котлет отличается, то такой способ расчета не самый подходящий.
Точнее высчитать калорийность и бжу на 100 грамм готового продукта. Итак, после того, как котлеты приготовлены, посмотрите, осталось ли масло. Если масло осталось, замерьте при помощи мерной емкости его объем (привыкайте пользоваться этой емкостью), и вычтите калорийность оставшегося масла из общего показателя.
Допустим, масла у вас не осталось совсем, вес котлет составляет 700 г. Теперь необходимо подсчитать, сколько же калорий содержится в 100 граммах ваших котлет. Для этого мы разделим общие калории на вес всех котлет в готовом виде.
Воспользуемся формулой:
Калорийность всех сырых ингредиентов / вес готового блюда = калорийность 1 грамма готового блюда
Калорийность 1 грамма х 100 = калорийность 100 г готового блюда
Получается 2275,45 / 700 = 3,25. Именно столько калорий содержится в одном грамме готового блюда. А в 100 граммах котлет – 325 ккал. Расчет готов.
Заключение
При изучении предмета геодезии мы обращались к истории и говорили, Что геодезия зародилась в форме землемерия (геометрии) и землеразделения (геодезии). Истоки классической геометрии в египетском землемерии. Поэтому в целом под геодезией до ХХв. понималась практическая часть геометрии. В математической энциклопедии 1977 года в определении классической геометрии сказано: «Геометрия – часть математики, первоначальным предметом которой являются пространственные отношения и формы тел».
Математика нужна даже в тех моментах, где она, казалось бы, вовсе не нужна. И многие не догадывались, что математику можно применить в художественной сфере. В профессии технолога она играет большую роль везде: в составлении технологических карт, рецептов, калькуляции блюд и даже в творческой деятельности.
Задаваясь вопросом, какую роль играет математика в моей будущей профессии, юные умы должны понимать, что она будет везде, куда бы они ни ступили. Самостоятельно или же в симбиозе с другими науками она образует фундамент для новых свершений.
Список использованных источников:
http://fb.ru/article/189460/matematika-v-professiyah-v-kakih-professiyah-nujna-matematika
http://textarchive.ru/c-1186267.html
http://www.bestreferat.ru/referat-411062.html
https://infourok.ru/prezentaciya-svyaz-matematiki-i-g..
https://infourok.ru/prezentaciya-svyaz-matematiki-i-geodezii-734507.html
https://studfiles.net/preview/4644691/
https://studfiles.net/preview/4644691/
https://vk.com/away.php?utf=1&to=http%3A%2F%2Fwww.proprof.ru%2Fstati%2Fcareera%2Fvybor-professii%2Fo-professiyah%2Fmatematika-v-professiyah
https://vk.com/away.php?utf=1&to=https%3A%2F%2Fmyslide.ru%2Fpresentation%2Fskachat-matematika-v-professii-texnolog-obshhestvennogo-pitaniya
https://vk.com/away.php?utf=1&to=https%3A%2F%2Fppt-online.org%2F68078
https://www.scienceforum.ru/2014/480/3075