Использование цифрового микроскопа на уроках
методическая разработка по биологии по теме

Использование цифрового микроскопа на уроках биологии

Начало ХХI в. проходит под знаком модернизации школьного образования.

Появляются новые педагогические технологии, методики, учебники. 

Совершенствование средств и методов преподавания биологии должно ориентироваться на развитие познавательной деятельности и творческого мышления учащихся, выработку умений применять знания на практике. Для существенного улучшения организации обучения необходимо обращать внимание на такие формы работы, которые активизируют работу учеников. Всё шире в учебный процесс внедряются информационные технологии.

Сейчас компьютеры с проекционными устройствами, интерактивные доски появились во многих школьных кабинетах. Многие уроки биологии проходят с использованием компьютерной техники 
К инновационным информационно-коммуникативным средствам обучения на уроках биологии относится цифровой микроскоп. 

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. 

Что позволяет сделать цифровой микроскоп?

1. Увеличивать изучаемые объекты, помещённые на предметный столик, 
   в 10, 60 и 200 раз (переход осуществляется поворотом зелёного барабана)
2. Использовать в качестве исследуемых равно как прозрачные, так и непрозрачные объекты, как фиксированные, так и нефиксированные
3. Исследовать поверхности достаточно крупных объектов, не помещающихся непосредственно на предметный столик
4. Фотографировать, а также производить видеосъёмку происходящего, нажимая соответствующую кнопку внутри интерфейса программы
5. Фиксировать наблюдаемое, не беспокоясь в этот момент о его сохранности – файлы автоматически оказываются на жёстком диске компьютера
6. 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. Собирать из полученных результатов фото- и видео-съёмки 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
7. Распечатывать полученный графический файл в трёх разных режимах:
   9 уменьшенных изображений на листе А4, лист А4 целиком, увеличенное изображение, разбитое на 4 листа А4
8. Демонстрировать исследуемые объекты и все производимые с ними действия на мониторе персонального компьютера и/или на проекционном экране, если к компьютеру подключён мультимедиа проектор

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.

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…

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

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

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.

Цифровой микроскоп используется при проведении следующих лабораторных работ:

6 класс

1. Приготовление микропрепаратов растительных клеток и рассматривание их под микроскопом

1. 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 птицы

      5.   Внешнее строение раковин моллюсков

8 класс

1. Изучение микроскопического строения крови; сравнение эритроцитов крови человека и лягушки

9– 11 классы

1.Рассмотрение микропрепаратов делящихся клеток

2. Сравнение растительной и животных клеток. Многообразие клеток
3. Наблюдение клеток растений и животных, бактерий под микроскопом и их описание и сравнение
4. Приготовление и описание микропрепаратов клеток растений
5. Изучение хромосом на готовых микропрепаратах
6. Изучение строения дрожжей под микроскопом

Демонстрации:

Разложение ферментом каталазой пероксида водорода
Следы зон роста на спилах трубчатых костей.

1. Использование микроскопа при проведении лабораторных работ.
В ходе лабораторной работы использую традиционные микроскопы (работа в паре) и один цифровой микроскоп. После того как учащиеся рассмотрели приготовленные самостоятельно микропрепараты в своих микроскопах, вывожу изображение объекта на экран через проектор и акцентирую внимание учащихся на главном. Теперь учащиеся точно знают, что они должны будут увидеть в микроскоп.

3. Цифровой микроскоп позволяет создать – наглядное пособие, т. е. использовать изображения объектов в качестве демонстрационных таблиц для объяснения новой темы или при опросе учащихся.

4. Использование микроскопа при проведении демонстраций

Демонстрации:
Следы зон роста на спилах трубчатых костей.
Строение крыла бабочки

5.Изучение объекта не только статически, но и в динамике. 
Преподавание биологии в школе в обязательном порядке сопровождается демонстрационным экспериментом. Выделяемые пузырьки газа кислорода доказывают активность ферментов-белков в живых клетках. Ход эксперимента учащиеся наблюдают на экране и делают выводы. 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. 

6. Использование микроскопа для 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, останутся живы: насекомых – взрослых или их личинок, пауков, моллюсков, червей можно наблюдать, не моря, поместив в специальные миниатюрные чашечки Петри. 
Использование цифрового микроскопа в образовательном  процессе нацелено на:

1. повышение уровня мотивации и познавательной активности обучающихся;
2. проведение лабораторных и практических работ на уроках биологии индивидуально, групповым методом и фронтально с использованием мультимедийного проектора, научно- исследовательской и проектной деятельности обучающихся;
3. реализацию задач интеллектуально-направленной педагогики как средства развития и саморазвития одаренных детей в ИКТ - насыщенной среде;
4. изменение способов взаимодействия между школьниками и учителем в ходе совместной учебной и внеурочной деятельности;
5. организацию исследовательской деятельности учащихся.

Работа с цифровым микроскопом или разнообразными программными продуктами  ни в коем случае не должна заменять классических приемов работы с натуральными объектами, гербариями, световыми микроскопами. Нужно понимать, что это всего лишь один из методических приемов, позволяющих разнообразить проведение урока.