Дурнева И.А., Мирнова М.Н. Особенности методики использования электронного микроскопа на уроках биологии. Использование цифрового микроскопа на практических занятиях по биологии Использование цифрового микроскопа на уроках биологии

На сегодняшний день микроскоп – это один из важнейших приборов, который применяется во многих отраслях науки.

Микроскоп - (от греческого mikros - малый и skopeo - смотрю), оптический прибор для получения увеличенного изображения мелких объектов и их деталей, невидимых невооруженным глазом.

Назвать первого, кто изобрел микроскоп сложно, потому что эти приборы стали появляться в XVI веке в разных странах и городах.

Микроскоп и его применение

В 1595 году Захариусом Йансеном. Именно Йансен соединил две выпуклые линзы внутри трубки. Увеличение того микроскопа составляло от 3 до 10 крат. Так же в 1590 микроскоп появился у Иоанна Липперсгея, который раньше сконструировал простой телескоп. В 1624 свой телескоп представил Галилео Галилей (он назвал свой прибор (occhiolino итал. - маленький глаз).

В Голландии в XVII веке Антони Ван Левенгук создал основной прототип современного микроскопа. Самое интересное, что Левенгук не был ученым. Талантливый самоучка работал торговцем мануфактурой. Первое, на что он взглянул через созданный им прибор, была капелька воды, в которой он увидел множество мелких организмов, которые он назвал animalculus (лат. «маленькие звери»). Но на этом он не остановился. Ведь именно Ван Левенгук открыл клеточную структуру живой ткани, разглядывая срезы овощей, фруктов и мяса.

За свое открытие и за свои достижения, в 1680 году Левенгук был избран действительным членом Королевского общества, а чуть позже стал академиком и Французской Академии наук.

Наука, которая изучает предметы с помощью микроскопа называется микроскопия (лат. мелкий, маленький и вижу).

В зависимости от выполняемых функций микроскопы делятся на:

Оптические микроскопы (среди прочих они появились первыми)
- электронные микроскопы;
- сканирующие микроскопы;
- рентгеновские микроскопы;
- лазерные рентгеновские микроскопы;
- дифференциальные микроскопы;

Микроскопы используются в следующих сферах:

Биологические (используются в биологических и медицинских исследованиях);
- металлографические (применяются в промышленных и научных лабораториях, где исследуются непрозрачные объекты);
- стереоскопические (используются в лабораториях и производствах для увеличения объектов во время рабочих операций);
- поляризационные (применяются в научно-исследовательских лабораториях для исследований в поляризованном свете);

Сейчас оптический микроскоп купить можно без особых проблем.

ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА НА УРОКАХ БИОЛОГИИ

Дурнева Ирина Александровна 1 , Мирнова Марина Николаевна 2
1 ФГБОУ ВПО «Южный федеральный университет, магистрант
2 ФГБОУ ВПО «Южный федеральный университет, кандидат педагогических наук, доцент

FEATURES OF A TECHNIQUE OF USE OF AN ELECTRONIC MICROSCOPE AT BIOLOGY LESSONS

Durneva Irina Aleksandrovna 1 , Mirnova Marina Nikolaevna 2
1 Southern Federal University, undergraduate
2 Southern Federal University, candidate pedagogical sciences, associate professor

Библиографическая ссылка на статью:
Дурнева И.А., Мирнова М.Н. Особенности методики использования электронного микроскопа на уроках биологии // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 12 [Электронный ресурс]..03.2019).

Современное обучение школьников заметно изменилось в последние годы, активно используются на уроках инновационные образовательные технологии, вводится дистанционное обучение детей с ограниченными возможностями здоровья и созданным интеллектом. Особенность дистанционного обучения в том, что оно основывается на информационно-коммуникационных технологиях, позволяющих ребёнку с ограниченными возможностями здоровья на расстоянии от педагога получить качественное образование и, в дальнейшем, полноценно участвовать в жизни общества. Дистанционное обучение для таких детей должно иметь собственное методическое обеспечение и адаптированные к их возможностям образовательные ресурсы.

В центре дистанционного обучения детей с ограниченными возможностями здоровья города Ростова-на-Дону осуществляется разработка и внедрение лабораторных работ с использованием цифрового – микроскопа.

Обучение детей с ограниченными возможностями здоровья имеет ряд особенностей, которые необходимо решить педагогу(рис.1). Практическая деятельность школьника ограничивается только его домашним пространством и возможностями интернета, поэтому было решено разработать лабораторные работы по биологии и методику их использования в дистанционном обучении.

Рис.1. Рабочее место ученика.

Рис. 2. Рабочее место учителя биологии.

На первом этапе разобрались с устройством микроскопа и его возможностями, выявили - основной отличительный признак цифрового микроскопа от светового – это отсутствие окуляра, через который глаз человека видит исследуемый объект. Его заменила цифровая камера, благодаря которой нет искажений, и улучшена цветопередача. В процессе подготовки к учебным занятиям изучили возможности цифрового – микроскопа. Установили, что все изображения получаются в цифровом виде, поэтому в дальнейшем планировали проводить дополнительную обработку снимков и хранить множество фотографий на одном носителе информации. Цифровой микроскоп имеет преобразователь визуальной информации в цифровую. С его помощью увеличенное изображение объекта изучения сразу же передается в компьютер, информация сохраняется на жестком диске.

Цифровые микроскопы многократно облегчили работу учителя и ученика. Оказалось управлять устройством довольно просто, регулятор приближения расположен по центру корпуса, охватывая его по окружности. Поворачивается регулятор плавно, благодаря чему легко можно отрегулировать желаемое увеличение. В большинстве случаев корпус прибора компактный и удобно ложится в руку, что делает его использование максимально практичным. Usb кабель в большинстве моделей достаточно длинный, что позволяет использовать микроскоп на удобном расстоянии от компьютера. Так же все модели оснащены кнопкой фотографирования и регулятором подсветки.

В свою очередь в комплект к устройству входит штатив, позволяющий без труда разместить прибор в любом месте и на любом расстоянии, необходимом для работы, это оказалось очень хорошем подспорьем для детей с ограниченными возможностями здоровья. Так же в комплекте имеются специальные насадки для объектива, позволяющие установить микроскоп на необходимом расстоянии при этом сохранив фокус.Ценным подарком для ребенка стал цифровой микроскоп, с помощью которого он может изучать окружающий мир .

С помощью этого устройства в домашних условиях создали цифровую лабораторию для изучения самых привычных в быту вещей. Цифровой микроскоп позволил тщательно изучить человеческий волос, состояние капельки воды, крылья бабочек, мухи, рассмотрели клетки всех растений на подоконнике, заглянули в аквариум и изучили строение водоросли. На этом не остановились проверили подлинность денежной купюры, рассмотрели отпечатки пальцев, волокна различных тканей, одним словом проделали огромное количество всевозможных занимательных открытий. Подключив цифровой микроскоп к домашнему компьютеру, с легкостью исследовали различные объекты при достаточно сильном увеличении, что позволило глубже познать микромир и собрать папку фото и видео-объектов.

Особое место в разделе биологии-5−6 отводили практическим работам c цифровым микроскопом. Предварительно микроскоп помогали настроить техники-программисты дистанционно. Учащиеся с помощью педагога учились готовить микропрепараты, изучать микрообъекты (общий план строения клеток растений, животных, грибов, строение корневого волоска, покровной ткани листа, клеток простейших), фотографировать их. Важно, что в дистанционном обучении учитель имеет возможность создать режим «Общий экран» в системе Chat и увидеть, что обучающийся наблюдает. Возможность общего курсора «Одной руки» позволяет координировать действия ученика и направлять его внимание на изучение объекта. Работая с микроскопом самостоятельно, учащиеся создавали снимки, видеоролики. Все изображения они могли распечатать на принтере и сохранить их электронный вариант. Учитель со своего компьютера осуществлял проверку полученного материала, давал индивидуальные задания и корректировал работу обучающихся. Роль учителя при проведении лабораторных и практических работ велика, нужно владеть информационной грамотностью, владеть работой с электронными ресурсами, работать свободно с электронными программами и координировать действия учеников. При этом учитывать особенности этих детей и психологический настрой на урок.

Рис.3. Изучаем простейших. Заведи домашнее простейшее и рассмотри его строение.

При проведение дистанционных уроков биологии было несколько способов доставки учебных материалов ученикам: использование электронной почты, возможности системы Chat для доставки учебных материалов ученикам. Чаще всего такой доступ применялся при использовании кейс-метода. Обычно учебные материалы представлены в формате DOC или HTML. Ученики получают учебные кейсы(портфели) с рекомендациями по изучению учебного материала и выполнению заданий. Выполненные задания ученики пересылают учителю.

При предоставлении кейса(портфеля) в формате DOC необходимо чтобы у учеников имелся специализированный текстовый редактор, позволяющий открывать документ и редактировать его (MS Word, ОpenOffice). Формат HTML является открытым стандартом, может редактироваться любым текстовым редактором и легко интегрируется с любым веб-приложением. Ограничения при использовании такого способа – у всех учеников должна быть персональная электронная почта. Это связано с тем, что через Chat может возникать сложность пересылки файлов большого размера и файлов с графическими изображениями из-за низкой скорости Интернета. При этом рассылка кейсов иногда занимает длительное время при большом количестве участников обучения, а в наших условиях классы до 3-х человек.В процессе подготовки к уроку использовали рекомендации по конструированию урока с использованием информационно-коммуникационных технологий.

Приятно осознавать, что работа с микроскопом оказалась наиболее любимым видов учебной деятельности детей с ограниченными возможностями здоровья, которые по состоянию здоровья не могут посещать обычную школу. Для них дистанционное обучение стало окном в мир знаний, а возможности заглянуть в микромир дало стимул к познанию и открытиям. Использование цифрового микроскопа сделала её еще более яркой, запоминающейся, да и самому учителю такая работа доставила удовольствие.

Рис.4. Микропрепарат плесени-мукор под увеличением 60 с обозначениями сделанными учеником.

Разработали инструктивные карточки для лабораторных работ, например:

Лабораторная работа «Строение плесневого гриба мукора»

Инструктивная карточка.

1. Включить компьютер и запустить программу работы с цифровым микроскопом.

2. Поместить препарат под микроскоп при увеличении 10*, используя нижнее освещение.

3. Рассмотреть гриб при увеличении 60* и 200*.

4. Сделать фотографию гриба при увеличении 60* и 200*.

5. Перейти в коллекцию рисунков с помощью кнопки

6. Выбрать снимок гриба при увеличении 60*. Перейти в редактор Paint и выполнить подписи: Мукор 60* Гифы Спорангий

7. Выбрать снимок гриба при увеличении 200*. Перейти в редактор Paint и выполнить подписи: Мукор 200* Гифы Спорангий

Применение цифрового микроскопа совместно с компьютером позволила получить увеличенное изображение биологического объекта (микропрепарата) или кристаллов на экране монитора персонального компьютера, ребенок мог отчетливо увидеть строение одноклеточных организмов, обозначить органоиды клетки, сфотографировать уведенное и выслать учителю для проверки(рис.4). При этом отмечена соревновательность среди учеников, им хотелось все увидеть и больше сфотографировать. Созданный портфель ученика - это папка на рабочем столе компьютера пополнялась регулярно увиденными объектами.

В процессе изучения возможностей использования цифрового микроскопа установили преимущества проведения лабораторных работ на дистанционных уроках биологии: изучать исследуемый объект может как каждый ученик, так и группа учащихся одновременно, так как информация выводится на общий экран монитора компьютера, с помощью программы Skype; использовать изображения объектов или видео в качестве демонстрационных таблиц для объяснения темы или при опросе учащихся; изучать объект в динамике; создавать презентационные фото и видеоматериалы по изучаемой теме; использовать изображения объектов на бумажных носителях с немыми обозначениями, как карточки здания для опроса учащихся. Применяли приемы: 1. Использовать как немое видео - узнай кто я и как я живу? 2. Озвучь видео, представь, что объект на экране - это ты. 3.Что бы ты сказал нам о себе?

При использовании световых микроскопов в традиционной школе всеми учащимися на лабораторных работах у учителя возникали трудность в контроле за правильностью настройки микроскопов у учащихся – элементарно не хватало времени заглянуть в каждый микроскоп. Цифровой микроскоп в дистанционном обучении позволил решить и эту проблему: изображение выводится на общий экран и у учащихся появилась возможность сравнить увиденное на своем микроскопе с изображением в учебнике, в результате реальную помощь приходилось оказывать только некоторым учащимся.

Лабораторная работа с использованием цифрового микроскопа в дистанционном обучении содержит те же этапы, что и в традиционной школе на обычном уроке: постановка целей и задач с помощью учащихся; объяснение строение объекта, с помощью его изображения, выведенного на большой экран; самостоятельная работа учащихся с микроскопами (индивидуально или в парах), при этом изображение с большого экрана убрано; зарисовка увиденного объекта, ответы на поставленные вопросы, запись выводов;сравнение своего рисунка с эталоном (на экране).

Составили перечень лабораторных работ по биологии, на которых можно использовать цифровой микроскоп:

1. Приготовление микропрепаратов растительных клеток и рассматривание их под микроскопом
2. Строение семян двухдольных и однодольных растений
3. Изучение внешнего и внутреннего строения стебля на готовых микропрепаратах.
4. Строение цветка
5. Изучение внешнего состояния корня
6. Изучение внешнего и внутреннего строения листа на готовых микропрепаратах
7. Изучение внешнего строения водорослей
8. Изучение строение плесневых грибов

7 класс

1. Изучение клеток и тканей животных на готовых микропрепаратах и их описание
2. Наблюдение за движением простейших
3. Наблюдение за поведением, передвижением, ответом на раздражение прудовика
4. Строение пера птиц
5. Внешнее строение раковин моллюсков

В процессе изучения методических особенностей использования цифрового микроскопа выяснили как можно использовать во внеурочной работы с детьми, увлекающимися биологией. Это рассматривание тычинок и пестиков цветка, различные ткани растений. Для членистоногих – это все их интересные части: лапки, усики, ротовые аппараты, глаза, покровы (например, чешуйки крыльев бабочек). Для хордовых – чешуя рыбы, перья птиц, шерсть, зубы, волосы, ногти, и многое-многое другое. Это далеко не полный список. Важно и то, что очень многие из указанных объектов после исследования, организованного с помощью цифрового микроскопа, остались живы: насекомых – взрослых или их личинок, пауков, моллюсков, червей наблюдали, не моря, поместив в специальные миниатюрные чашечки Петри.

Ю.О. ШЕВЯХОВА,
учитель биологии ГОУ СОШ № 110,
г. Москва

Использование цифрового микроскопа на практических занятиях по биологии

Преподавание естественных наук немыслимо без широкого использования различных методов и средств обучения, ведь такие школьные дисциплины, как химия, биология, физика, должны раскрывать перед ребенком тайны живой природы, а сделать это в границах школьного кабинета не так-то легко.

На современном этапе развития школьного образования проблема применения компьютерных технологий на уроках приобретает очень большое значение, ведь школа должна готовить образованных людей, способных легко и быстро ориентироваться в мире информации, самостоятельно мыслить. В наши дни невозможно представить современного специалиста, не владеющего новыми информационными технологиями. Многие школьники имеют дома современные компьютеры. В школах появляются современные кабинеты информатики, кабинеты биологии оснащаются цифровыми микроскопами, мультимедийными проекторами, разрабатываются новые программные продукты.

Я думаю, не надо напоминать коллегам о том, что все, что связано с компьютерными технологиями, вызывает у учеников большой интерес – это особенно заметно на фоне общего падения познавательного интереса. В данном докладе я подробно раскрываю вопросы использования цифрового микроскопа на практических занятиях и при проведении демонстрационных опытов.

Вначале несколько слов о достоинствах и недостатках работы с цифровым микроскопом.

В первую очередь хочется отметить простоту работы с микроскопом, сочетающуюся с большими его функциональными возможностями.

Вторым преимуществом является возможность демонстрации результатов опытов с помощью цифрового проектора на экран, т.е. при проведении опыта или изучении объекта все учащиеся класса одновременно могут наблюдать результат опыта или объект и слушать комментарии учителя или одного из одноклассников. К тому же появляется возможность проводить демонстрации и демонстрационные опыты, если имеется хотя бы один объект небольших размеров. В результате удается воплотить один из самых важных принципов изучения естественных наук – принцип наглядности.

Третьим очень важным преимуществом является автономное освещение, которое дает возможность работы как в отраженном, так и в проходящем свете, что существенно увеличивает список объектов для микроскопирования. Кроме обычных микропрепаратов учащиеся могут рассматривать и непрозрачные объекты.

Четвертым преимуществом является возможность фотографирования отображаемого объекта. Ученики могут распечатывать и вклеивать фотографии объектов или результатов опытов в тетрадь. Подготовленные учащимися иллюстрации можно использовать для проведения контроля знаний на последующих уроках.

Пятым преимуществом является возможность проведения видеосъемки для отображения промежуточных стадий длительных опытов, когда нет возможности показать превращения в режиме реального времени, например, процесс прорастания семян. Также его можно использовать для демонстрации движений различных объектов, например земляных червей и моллюсков (всем нам известно, что эти темы изучаются зимой).

Шестым преимуществом можно назвать простоту выполнения подписей к рисункам. Этим удобно пользоваться во время проведения практических занятий с большим количеством опытов или с объектами, имеющими сложное строение. Например, при выполнении таких работ, как «Внешнее и внутреннее строение побега», «Внешнее строение насекомого».

Внешнее (а) и внутреннее (б) строение побега

Седьмым преимуществом является возможность работы в ручном режиме.

Как видите, достоинств много, но и без недостатков не обошлось. К ним относятся:

необходимость наличия в школе определенной технической базы: компьютеров, желательно, цифрового проектора, принтера;

небольшой выбор увеличений и низкое разрешение по сравнению со световыми микроскопами;

отсутствие методического обеспечения значительно увеличивает время подготовки к уроку.

Первые два недостатка исправить не в наших силах, а решению третьей проблемы я и хочу посвятить оставшуюся часть моего доклада.

Нашей школе повезло: во-первых, к нам поступило сразу 10 микроскопов; во-вторых, мы имели возможность разместить их в компьютерном классе и по мере необходимости проводить там практические работы. Если ситуация в вашей школе аналогична, то перед вами неизбежно встанут три проблемы:

выбор практических работ, которые можно проводить с помощью цифрового микроскопа;

подготовка инструктивных карточек к работам;

подбор объектов для цифрового микроскопирования.

Мною уже проделана часть этой работы. А именно, составлен список практических работ с использованием цифрового микроскопа на уроках ботаники, подобраны наиболее удобные объекты.

Разработаны инструктивные карточки к каждой из этих работ. Каждая карточка состоит из двух частей:

– исследование (представлен порядок действий, которые должен выполнить учащийся во время работы);
– обработка результатов (учащимся предлагаются вопросы и задания для формулирования выводов).

Отчет о проделанной работе может быть представлен в нескольких формах, что тоже зависит от технического оснащения школы.

Первый вариант: ученики распечатывают фотографии с подписями объектов, вклеивают их в лабораторный журнал, отвечают на вопросы к выводу.

Второй вариант : ребята сохраняют результаты работы на компьютере в своей именной папке, а учитель к следующему уроку проверяет правильность выполнения подписей и ответов на вопросы.

Третий вариант (комбинированный): выводы сдаются в письменной форме, а рисунки сохраняются на компьютере.

В данный момент в стадии разработки находятся инструктивные карточки к курсу зоологии и анатомии.

Но даже если цифровым микроскопом оборудовано только место учителя, то и этого достаточно для проведения качественной и полноценной работы.

Можно проводить всевозможные демонстрации на уроках в том случае, если мы имеем один небольшой натуральный объект по теме урока (например, крыло бабочки), но не имеем времени на проведение лабораторной работы по его изучению. При проведении групповой работы на уроке можно давать задание по работе с микроскопом одной из групп. Весь класс потом может увидеть результат работы во время обсуждения итогов занятия.

Кроме того, вы можете совмещать демонстрацию объекта с цифровым микроскопом с индивидуальной работой учащихся со световыми микроскопами. Этот прием можно использовать, например, при выполнении таких работ, как «Строение листа папоротника», «Строение плесневых грибов», «Клетки мякоти томата». При такой организации урока учащиеся могут сравнить результаты своей работы с результатами той работы, которую провел учитель. Такие методы работы развивают самостоятельность, критическое мышление, наблюдательность у учащихся, а также позволяют экономить время, затрачиваемое учителем на индивидуальные комментарии и консультации, которые приходится давать во время проведения практических работ по стандартной методике каждой паре учащихся. Это особенно актуально при проведении самых первых практических работ.

Фотографии, заранее сделанные учениками или учителем, можно использовать при подготовке презентаций для сопровождения объяснения или опроса.

В заключение необходимо отметить, что использование разнообразных информационных технологий на уроках биологии позволяет более эффективно организовать деятельность учителя и учащихся; повысить качество обучения; воплотить в жизнь принцип наглядности, столь важный при изучении наук естественной направленности; выдвинуть на передний план наиболее важные характеристики изучаемых объектов.

Особо хочется отметить, что использование информационных технологий на уроках дает возможность показать учащимся, что компьютер может быть не только пишущей машинкой или игровой приставкой, но, в первую очередь, сложной интеллектуальной системой для получения знаний. Но, конечно же, работа с цифровым микроскопом или разнообразными программными продуктами, представленными сейчас на образовательном рынке, ни в коем случае не должна заменять классических приемов работы с натуральными объектами, гербариями, световыми микроскопами. Нам нужно понимать, что это всего лишь один из методических приемов, позволяющих разнообразить проведение урока.

В современном мире цифровых технологий, оптические микроскопы считаются устаревшими, на смену им пришли цифровые аналоги. Это дает как преимущества, так и недостатки. Но, несомненно, у цифровых микроскопов больший потенциал и возможности, использовать которые теперь может любой ученик.

Микроскоп -- лабораторная оптическая система для получения увеличенных изображений малых объектов с целью рассмотрения, изучения и применения на практике. Совокупность технологий изготовления и практического использования микроскопов называют микроскопией.

С помощью микроскопов определяют форму, размеры, строение и многие другие характеристики микрообъектов, а также микроструктуры макрообъектов.

История создания микроскопа в целом заняла немало времени. Постепенно развитее оптических технологий привело к появлению более качественных линз, более точных удерживающих устройств.

К концу 20 века оптические микроскопы подошли к вершине своего развития. Следующим этапом стало появление цифровых микроскопов, в которых объектив был заменен на цифровую камеру.

Собственно, главное отличие цифрового микроскопа от обычного - отсутствие окуляра, через который наблюдается объект человеческим глазом. Вместо этого установлена цифровая камера, во-первых, не дающая искажений (уменьшается кол-во линз), во-вторых, улучшается цветопередача, а так же изображения получаются в цифровом виде, что позволяет проводить дополнительную постобработку, а так же хранить огромные массивы фотографий всего лишь на одном жестком диске.

увеличительный прибор микроскоп биология

Цифровой микроскоп Digital Blue QX5 приспособлен для работы в школьных условиях. Он снабжен преобразователем визуальной информации в цифровую, обеспечивающим передачу в компьютер в реальном времени изображения микрообъекта и микропроцесса, а также их хранение, в том числе в форме цифровой видеозаписи. Микроскоп имеет простое строение, USB-интерфейс, двухуровневую подсветку. В комплекте с ним шло программное обеспечение с простым и понятным интерфейсом.

При скромных, с современной точки зрения, системных требованиях он позволяет:

Увеличивать изучаемые объекты, помещённые на предметный столик, в 10, 60 и 200 раз (переход осуществляется поворотом синего барабана)

Использовать как прозрачные, так и непрозрачные объекты, как фиксированные, так и нефиксированные

Исследовать поверхности достаточно крупных объектов, не помещающихся непосредственно на предметный столик

Фотографировать, а также производить видеосъёмку происходящего, нажимая соответствующую кнопку внутри интерфейса программы

Фиксировать наблюдаемое, не беспокоясь в этот момент о его сохранности - файлы автоматически оказываются на жёстком диске компьютера.

Задавать параметры съёмки, изменяя частоту кадров - от 4-х кадров в секунду до 1 в час

Производить простейшие изменения в полученных фотографиях, не выходя из программы микроскопа: наносить подписи и указатели, копировать части изображения и так далее.

Экспортировать результаты для использования в других программах:

графические файлы - в форматах *.jpg или *.bmp, а видео файлы - в формате *.avi

Собирать из полученных результатов фото - и видеосъёмки демонстрационные подборки-«диафильмы» (память программы может хранить одновременно 4 последовательности, включающих до 50 объектов каждая). Впоследствии подборку кадров, временно неиспользуемую, можно спокойно разобрать, так как графические файлы остаются на жёстком диске компьютера

Распечатывать полученный графический файл в трёх разных режимах:

9 уменьшенных изображений на листе А4, лист А4 целиком, увеличенное изображение, разбитое на 4 листа А4

Демонстрировать исследуемые объекты и все производимые с ними действия на мониторе персонального компьютера и/или на проекционном экране, если к компьютеру подключён мультимедиа проектор

Что даёт учителю и ученику цифровой микроскоп, применительно к урокам биологии?

Одна из самых больших сложностей, подстерегающих учителя биологии при проведении лабораторной работы с традиционным микроскопом, это практически отсутствующая возможность понять, что же в действительности видят его ученики. Сколько раз зовут ребята совсем не к тому, что нужно - в поле зрения либо край препарата, либо пузырёк воздуха, либо трещина…

Хорошо, если для проведения подобных обязательных по программе работ есть постоянный лаборант, либо подготовленные общественные помощники. А если Вы один - на 25 человек и 15 микроскопов? А стоящий посередине парты (один на двоих!) микроскоп нельзя сдвигать - иначе все настройки света и резкости сбиваются, при этом результаты работы (а также время и интерес) теряются.

Те же занятия проходят значительно легче и эффективнее, если проведение лабораторной работы предваряется вводным инструктажём, проведённым с помощью цифрового микроскопа.

В этом случае реально производимые и одновременно демонстрируемые через проектор действия с препаратом и получаемое при этом изображение - лучшие помощники.

Они наглядно предъявляют ученику правильный образ действия и ожидаемый результат. Резкость изображения и в компьютерном варианте микроскопа достигается с помощью поворота винтов.

Важно и то, что можно указать и подписать части препарата, собрав из этих кадров слайд-шоу.

Сделать это можно как сразу на уроке, так и в процессе подготовки к нему.

После такого вводного инструктажа проведение лабораторной работы с помощью традиционных оптических микроскопов становится легче и эффективнее.

Если у Вас нет луп, то данный микроскоп можно использовать как бинокуляр (увеличение в 10 или 60 раз). Объектами исследования являются части цветка, поверхности листьев, корневые волоски, семена или проростки. А плесени - хоть мукор, хоть пеницилл? Для членистоногих - это все их интересные части: лапки, усики, ротовые аппараты, глаза, покровы (например, чешуйки крыльев бабочек). Для хордовых - чешуя рыбы, перья птиц, шерсть, зубы, волосы, ногти, и многое-многое другое. Это далеко не полный список.

Важно и то, что очень многие из указанных объектов после исследования, организованного с помощью цифрового микроскопа, останутся живы: насекомых - взрослых или их личинок, пауков, моллюсков, червей можно наблюдать, поместив в специальные чашечки Петри (их в наборе с каждым микроскопом две + пинцет, пипетка, 2 баночки с крышечками для сбора материала). А любое комнатное растение, поднесённое в горшке на расстояние около 2-х метров к компьютеру, легко становится объектом наблюдения и исследования, не теряя при этом ни одного листочка или цветочка. Это возможно благодаря тому, что верхняя часть микроскопа снимается, и при поднесении к объекту работает как веб-камера, давая 10-кратное увеличение. Единственное неудобство состоит в том, что фокусировка при этом осуществляется только за счёт наклона и приближения-удаления.

Зато, поймав нужный угол, Вы легко выполните фотографию, не тянясь к компьютеру - прямо на части микроскопа, находящейся у Вас в руках, есть необходимая кнопка: нажали раз - получили фотографию, нажали и удерживаете - осуществляется видеосъёмка.

Качество получаемых с помощью цифрового микроскопа графических файлов

Начало ХХI в. проходит под знаком модернизации школьного образования. Появляются новые педагогические технологии, методики, учебники. Всё шире в учебный процесс внедряются информационные технологии. Сейчас компьютеры с проекционными устройствами, интерактивные доски появились во многих школьных кабинетах. Многие уроки биологии и химии проходят с использованием компьютерной техники.

Данная статья посвящена использованию цифрового микроскопа на различных уроках биологии и химии.

Цифровой микроскоп сочетает в себе световой микроскоп и цветную цифровую камеру, оптическая ось которой совпадает с оптической осью микроскопа. Световой микроскоп можно использовать и без камеры, которая устанавливается на место окуляра после настройки изображения. Камера имеет подключение к USB порту компьютера. Программная поддержка позволяет не только рассматривать объекты на экране компьютера, но делать фото- и видеосъемку изучаемых объектов.

Применение цифрового микроскопа совместно с компьютером позволяет получить увеличенное изображение биологического объекта (микропрепарата) или кристаллов на экране монитора персонального компьютера или на большом экране с помощью выносного проекционного устройства, подключаемого к компьютеру.

При проведении лабораторных работ на уроках цифровой микроскоп оказывает значительную помощь. Он дет возможность:

• изучать исследуемый объект не одному ученику, а группе учащихся одновременно, так как информация выводится на монитор компьютера;
• использовать изображения объектов в качестве демонстрационных таблиц для объяснения темы или при опросе учащихся;
• изучать объект в динамике;
• создавать презентационные фото и видеоматериалы по изучаемой теме;
• использовать изображения объектов на бумажных носителях.

При использовании световых микроскопов всеми учащимися на лабораторных работах у учителя возникает трудность в контроле за правильностью настройки микроскопов у учащихся – элементарно не хватает времени заглянуть в каждый микроскоп. Цифровой микроскоп позволяет решить и эту проблему: изображение выводится на экран и у учащихся появляется возможность сравнить увиденное на своем микроскопе с изображением на экране, в результате реальную помощь приходится оказывать только некоторым учащимся.

Как же проходит лабораторная работа с использованием цифрового микроскопа?

Этапы лабораторной работы:

• постановка целей и задач с помощью учащихся;
• объяснение строение объекта, с помощью его изображения, выведенного на большой экран;
• самостоятельная работа учащихся с микроскопами (индивидуально или в парах), при этом изображение с большого экрана убрано;
• зарисовка увиденного объекта, ответы на поставленные вопросы, запись выводов;
• сравнение своего рисунка с эталоном (на экране).

Надо сказать, что работа с микроскопом – один из наиболее любимых видов деятельности у учащихся любых возрастов. Использование цифрового микроскопа делает её еще более яркой, запоминающейся, да и самому учителю такая работа доставляет удовольствие.

При подготовке к работе эталонные изображения можно создать заранее, сфотографировав нужные объекты. Кстати, количество таких изображений со временем значительно увеличивается, поэтому рекомендуем сразу создать в компьютере несколько папок (“Ботаника”, “Зоология”, “Человек” или другие) и в дальнейшем сразу сортировать фотографии по тематическим папкам.

С помощью цифрового микроскопа нами были получены видеозаписи живых объектов: инфузории-туфельки, амёбы обыкновенной, нематоды, коловратки и других. Эти записи также использовались при проведении уроков.

В заключении отметим, что использование цифрового микроскопа даёт ощутимый педагогический эффект в плане формирования мотивации к изучению учебного материала, систематизации и углубления знаний учащихся, развития их способностей к приобретению и усвоению знаний, приобретения и закрепления навыков самостоятельной исследовательской работы учащихся.