Практические приложения геометрии в жизни: от дизайна до робототехники . Работа №75545

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ В ЖИЗНИ: ОТ ДИЗАЙНА ДО РОБОТОТЕХНИКИ

Давыдова Юлия Викторовна, учитель математики

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №11» г. Белгорода

Аннотация. Статья посвящена практическому применению геометрии в повседневной жизни и различных профессиональных сферах. Описаны примеры использования геометрических знаний в дизайне, архитектуре, робототехнике и других областях. Подчеркивается важность осознания связи между теоретической геометрией и реальными задачами для повышения мотивации школьников к изучению математики.

Ключевые слова: геометрия, практическое применение, дизайн, архитектура, робототехника, школьное образование, мотивация к обучению.

Геометрия, как одна из древнейших и основополагающих областей математики, давно нашла свое место в повседневной жизни и профессиональных сферах. Это наука о формах, пространственных отношениях и симметрии. Геометрические знания и навыки оказываются необходимыми не только для решения учебных задач, но и для работы в таких областях, как архитектура, дизайн, робототехника, инженерия, картография и многих других. Знание геометрии позволяет людям находить оптимальные и эстетически привлекательные решения, что делает ее актуальной на всех этапах образования. Включение в школьные уроки примеров практического применения геометрии помогает учащимся лучше понять ее значимость, вызывает у них интерес к изучению математики и стимулирует их к развитию пространственного мышления.

Применение геометрии в дизайне является одной из наиболее ярких и доступных тем для понимания школьниками. Дизайн окружающей нас среды, от оформления интерьеров до создания упаковки для товаров, во многом основывается на геометрических принципах. Понимание таких понятий, как симметрия, пропорции, масштабирование, помогает дизайнерам создавать гармоничные и функциональные объекты. Геометрические формы и их комбинации позволяют не только улучшить эстетические качества объекта, но и повысить его удобство и безопасность. Для иллюстрации этого можно рассмотреть, как работают дизайнеры, создавая планировку комнат. Они учитывают площадь и объем пространства, высоту потолков, размещение мебели таким образом, чтобы оптимально использовать каждый квадратный метр. Примеры из дизайна помогают школьникам увидеть, как геометрия влияет на удобство и качество окружающей их среды.

Архитектура — это еще одна сфера, в которой геометрия играет ключевую роль. Архитекторы используют геометрические принципы для создания прочных и эстетически привлекательных зданий. Знание геометрии помогает им рассчитывать площадь, объем и распределение нагрузки, чтобы сооружения были устойчивыми и безопасными. Примером являются знаменитые сооружения, такие как Эйфелева башня или пирамида Хеопса, построенные с использованием точных геометрических расчетов и форм. Учащимся будет интересно узнать, что за каждым зданием скрывается сложная система расчетов и использование геометрических фигур. Разъяснение геометрии через примеры архитектурных шедевров позволяет школьникам увидеть, что геометрия не ограничивается формулами и графиками в тетради, а становится частью мира, создавая его уникальный образ и поддерживая его устойчивость.

Не менее значима геометрия и в области робототехники, которая все активнее входит в повседневную жизнь и образование. Роботы используются на производстве, в медицине, в быту и многих других сферах, и их конструкция требует глубоких знаний в области геометрии. Геометрические формы позволяют создавать конструкции, которые устойчивы к нагрузкам, обладают маневренностью и точностью. Например, для построения мобильного робота, способного передвигаться в ограниченном пространстве, необходимо учитывать такие параметры, как радиус разворота, площадь поверхности для крепления оборудования и даже весовые характеристики. Без понимания геометрии создание функциональных роботов и механизмов было бы затруднительным, так как роботы требуют точных расчетов и балансировки для выполнения задач. Примеры из робототехники могут вдохновить школьников на изучение геометрии и продемонстрировать, как математические знания могут быть полезны для решения актуальных инженерных задач.

Геометрия также тесно связана с компьютерной графикой и 3D-моделированием, которые широко применяются в современных цифровых технологиях и медиа-индустрии. Программы, используемые для создания компьютерных игр, визуальных эффектов в фильмах, графических дизайнерских проектов, основываются на геометрических алгоритмах и расчетах. Трехмерные объекты, которые можно увидеть на экране, создаются благодаря сочетанию различных геометрических фигур и расчета их пропорций. Школьникам будет интересно узнать, как, используя геометрические знания, они могут создать виртуальные миры, управлять пространственными объектами и воссоздавать реальные предметы в цифровой среде. Компьютерная графика помогает школьникам понять, как геометрия становится инструментом для создания и управления виртуальными пространствами, в которых мы можем не только наблюдать, но и взаимодействовать.

Картография, наука о создании карт, также невозможна без геометрии. Чтобы создать карту, картографам необходимо использовать различные геометрические методы для отображения поверхности Земли в двумерном пространстве. Это требует знаний о том, как проецировать трехмерную поверхность на плоскость, чтобы не потерять важные детали и точность. Геометрия позволяет картографам определять масштаб, углы, расстояния и направления, что делает карты удобными и информативными. Современные технологии географической информационной системы (ГИС) используют алгоритмы, основанные на геометрии, для обработки данных, что позволяет ученым и исследователям строить точные карты. Примеры из картографии могут быть полезны для понимания школьниками того, как геометрия помогает ориентироваться в мире и отображать его на карте.

Таким образом, геометрия — это не просто школьный предмет, а универсальный язык, с помощью которого можно описывать и анализировать окружающий мир. Осознание ее важности помогает учащимся воспринимать математику не как абстрактную науку, а как инструмент для решения реальных задач. Примеры из дизайна, архитектуры, робототехники, картографии и оптики демонстрируют, как геометрия окружает нас повсюду, от объектов повседневного быта до сложных технических разработок. Интеграция таких примеров в школьные уроки способствует повышению интереса учащихся к геометрии, развивает их пространственное мышление и побуждает к дальнейшему изучению математики и смежных наук.

Список литературы

1. Давыдова, В. А. Геометрия в повседневной жизни / В. А. Давыдова, В. В. Маеренкова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2018. — № 6 (20). — С. 16-18.

2. Лонюк Е. А. Практическое применение геометрии / Е. А. Лонюк, В. В. Красова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2022. — № 6 (58). — С. 52-62.