JELI, 25 Jun (Bernama) -- Sebagai pensyarah dalam bidang matematik berhadapan dengan situasi ketakutan atau kegelisahan matematik oleh sebahagian besar pelajar adalah perkara normal. Kebanyakan mereka berkongsi pengalaman yang tidak menyenangkan dalam matematik.   

 

Maka tidak hairanlah sekiranya ada yang mengatakan MATHS adalah singkatan kepada Mental Arithmetic Teachers Harassing Students. 

 

Oleh itu, memastikan para pelajar merasa teruja, seronok dan menarik sepanjang pembelajaran matematik merupakan cabaran kepada tenaga pengajar dalam bidang ini. 

 

Sebenarnya matematik adalah seni kefahaman manusia. Intipati matematik bukanlah untuk menjadikan perkara-perkara yang rumit bertambah rumit, tetapi untuk menjadikan perkara rumit lebih mudah.

 

 Ini dapat dilakukan melalui pencarian pola, dan pola matematik yang terhasil itu mesti indah dengan penjelasan yang bermakna.  

 

Apabila pola matematik ditemui dalam sesuatu kajian, maka pola matematik tersebut dapat digunakan untuk menjelaskan dan mengawal kejadian dan situasi semula jadi dalam bidang yang dikaji. 

 

Terdapat banyak aplikasi matematik dalam pelbagai bidang ilmu, namun artikel ini akan hanya berkongsi contoh mudah aplikasi matematik dalam biosains. 

 

Kontemporari biosains menyatukan pengetahuan dan kefahaman tentang kehidupan dalam pelbagai skala dan perspektif; dari evolusi, biodiversiti dan ekologi hingga genetik, biokimia dan biologi molekul.

 

Dalam biosains, matematik membantu dalam pemodelan. Pemodelan merujuk kepada aplikasi matematik dalam membina model bagi mewakili sesuatu proses dalam biosains. Setelah model dibina, ia akan digunakan untuk meramalkan atau mengoptimumkan proses tersebut.  

 

Banyak kegunaan model matematik dalam biosains bergantung kepada tujuan atau objektif kajian yang dijalankan. Antaranya, model matematik boleh digunakan untuk menggambarkan fenomena biologi dalam kajian berkaiatan biosains.  

 

Ianya boleh juga digunakan sebagai bukti untuk menyokong atau membantah hipotesis kajian. Selain itu model matematik juga boleh dijadikan sebagai rujukan dalam mencadangkan eksperimen baru atau proses simulasi untuk sesuatu rawatan yang belum diuji dalam makmal.   

 

Akhir sekali, model matematik ini juga boleh digunakan untuk menganggar parameter yang tidak dapat diakses secara eksperimen.

 

Ketika kita menuju ke arah penumpuan ilmu biologi dengan bidang sains dan teknologi, pemodelan proses biologi akan menjadi sangat diperlukan. 

 

Penyelidikan dalam biosains moden seperti reka bentuk litar genetik, pemodelan populasi ekologi dan ramalan alam sekitar akan menerapkan penggunaan simulasi matematik dan pengkomputeran semakin diperlukan. Oleh itu, dalam masa terdekat, ahli sains dengan kemahiran matematik merupakan satu keperluan mendesak dalam bidang biosains.  

 

Mari kita lihat bagaimana matematik dapat digunakan dalam pemodelan situasi sebenar biosains. Dalam bidang ekologi contohnya, penyelidikan yang melibatkan keperluan untuk memodelkan populasi pelbagai spesies flora dan fauna yang jarang ditemui adalah sangat penting, tetapi prosesnya tidak mudah. Ini kerana, terdapat banyak ciri dan faktor yang perlu diambil untuk membangunkan satu model matematik yang ringkas tetapi dapat mewakilkan dengan tepat tentang populasi kepelbagaian spesis flora dan fauna yang dikaji.  

 

Sebagai contoh, pertimbangkan masalah pemodelan perubahan populasi spesies burung yang jarang dijumpai di sebuah pulau. Pertama sekali, kita perlu senaraikan semua ciri khusus bagi spesis burung yang dikaji di pulau tersebut dan faktor yang mempengaruhi perubahan populasinya. Secara teorinya, banyak ciri khas pada sesuatu spesies burung dan faktor yang mempengaruh perubahan populasi spesis burung tersebut disesuatu tempat kajian.  

 

Kebiasaannya, ciri khas dan faktor yang mempengaruhi perubahan populasi spesis burung disesuatu tempat kajian yang perlu dipertimbangkan dalam penelitian seumpama ini adalah seperti berikut iaitu bilangan burung yang sedia ada, luas kawasan kajian, ketersediaan makanan, bilangan burung mengikut jantina, taburan umur burung, jangka hayat burung, jenis pemangsa yang ada, bilangan purata telur yang dihasilkan oleh burung betina, populasi atau bilangan pemangsa dan jenis atau bilangan penyakit yang merbahaya bagi burung.

 

Selain itu, kajian juga menilai keasyikan burung untuk terbang, saiz atau bilangan ahli dalam setiap keluarga burung, peranan burung jantan lain, keupayaan burung berpindah, bilangan burung yang berpindah dan eksploitasi manusia.

Enam belas ciri dan faktor yang disenaraikan, jika diteliti merupakan ciri dan faktor yang mempengaruhi kadar kelahiran, kadar kematiaan, bilangan burung berhijrah dan bilangan burung pendatang ke kawasan kajian. 

 

Dengan empat parameter ini, satu model matematik ringkas yang boleh menggambarkan perubahan populasi burung di sesuatu tempat dapat dibangunkan. Persamaan matematik yang dapat mewakili model ini adalah seperti berikut;

 

where

 y = Perubahan populasi burung di sesuatu tempat pada sela masa tertentu

 ( = Bilangan kelahiran burung

 β = Bilangan kematian burung

 µ = Bilangan burung pendatang

 δ = Bilangan burung yang berhijrah

 

Mudah dan seronok bukan matematik? Ianya bukan sekadar nombor, malah merupakan satu kenyataan bersimbol yang dapat memenuhi pelbagai minat dan kebolehan menyelesaian masalah sebenar dalam dunia biosains.  

 

Aplikasi matematik dalam biosains cuma memerlukan susunan imaginasi dengan pemikiran yang logik dan jelas dalam sesuatu bidang kepakaran yang di kaji. Nombor atau data hanya diperlukan untuk menjelaskan pola dan corak pemasalahan dalam kajian.  

 

Namun, model matematik yang dibangunkan dapat mempermudahkan penyelidik membuat inferensi terhadap pemasalahan dalam penyelidikan biosain tersebut. Ia juga akan membantu meringkaskan idea yang kompleks, masalah dan struktur proses biosains yang rumit dan mencari jalan penyelesaian untuk membuat sesuatu masalah menjadi lebih mudah dengan mencari konsep dan solusi bersimbol yang lebih tepat unruk mewakili pemasalahan dalam kajian.

 

Di sinilah lahirnya keindahan matematik dalam dunia biosains malahan dalam semua bidang ilmu yang ada di dunia. Bak kata ahli matematik terkenal dunia Godfrey Harold Hardy "Beauty is the first test: There is no permanent place in the word for ugly mathematics".
 

Penulis Marinah Muhammad adalah Pensyarah Kanan, Fakulti Sans Bumi, Universiti Malaysia Kelantan.