Использование цифрового микроскопа на уроках

естественно-научного цикла

Маслова Ольга Викторовна, учитель биологии

 МКОУ СОШ с.Гаровка-2

Красноперова Оксана Викторовна, учитель химии

КГАОУ КЦО

 

      Настоящая статья предназначена для учителей, интересующиеся внедрением информационно-камуникационных технологий с целью развития познавательного интереса к урокам естественно-научного цикла.

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.

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.

 

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 инструктажем, 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.

Объектами исследования являются:

 

     Одноклеточные организмы

     Плесневые грибы

- мукор, пеницилл;

 

     Членистоногие  – это все их интересные части: 

üлапки,

üусики,

üротовые аппараты,

üглаза,

üпокровы (например, чешуйки крыльев бабочек  10, 60, 200).

 

    Для хордовых –

üчешуя рыбы, где видны кольца

üперья птиц,

üшерсть,

üзубы,

üволосы,

üкожные покровы

üногти, и многое-многое другое.

     Растения - части цветка, поверхности листьев, корневые волоски, семена или проростки.

- зеленый мох

- красные водоросли

- пыльца Хризантемы

- строении цветка лилии

- тычинки и пестики розы

-пестик Азалии в разрезе (рыльце, столбик, завязь)

 

         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.

Цифровой микроскоп может быть использован при проведении лабораторных работ элективных курсов повышенного уровня, в которых углубленно изучают отдельные разделы основного курса биологии. Такие работы выходят за рамки базового образования и включают практические и лабораторные работы, проведение которых с использованием цифрового микроскопа позволит учащимся почувствовать себя исследователями при изучении тканей растений, животных, человека.

      Использование на уроке биологии цифрового микроскопа совместно с  компьютером позволяет получить увеличенное изображение изучаемого объекта (микропрепарата) на экране монитора (при работе в группе или в классах с малым числом учащихся) или на большом экране (при работе с целым классом) с помощью выносного проекционного устройства, подключаемого к компьютеру.

В условиях дистанционного обучения детей цифровой микроскоп позволяет:

- превращать самые обычные окружающие предметы в объекты исследования;

- формировать необычные изображения различных предметов на экране компьютера;

- создавать презентации со специальными эффектами и музыкальным сопровождением;

- просматривать изображение на экране монитора или с помощью мультимедийного проектора передавать его на большой экран;

- делать видеозаписи;

- составлять коллекции различных изображений и видеосюжетов;

- осуществлять собственные исследования не выходя из дома;

- почувствовать значимость свою и своей деятельности;

- самореализоваться.