ПОДГОТОВКА УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЦИФРОВОГО МИКРОСКОПА В УРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО БИОЛОГИИ
статья по биологии (5 класс) по теме

Опубликовано в конференциум АСОУ. Сборник трудов и материалов "Непрерывное образование специалистов в современных условиях: новый дизайн" http://new.asou-mo.ru/images/2017/04/25/ВЫВЕРЕН_сборниквыпуск3_2016.pdf

УДК 377.4

Подготовка учителя биологии в системе повышения квалификации к использованию цифрового микроскопа в урочной деятельности

Хайбулина Каринэ Владимировна

к. пед. н.,

 ГБОУ ВПО МО «Академия социального управления»,

кафедра естественнонаучных дисциплин, старший преподаватель

Россия, г. Москва

 E-mail: karinahi@yandex.ru

Аннотация статьи:

В статье рассмотрен мастер-класс, раскрывающий возможности цифрового микроскопа для практической реализации в урочной деятельности по биологии. Представлена методическая подготовка учителя биологии в системе повышения квалификации к использованию цифрового микроскопа для успешной реализации требования ФГОС ООО.

The abstract:In the article master class revealing the capabilities of a digital microscope for practical implementation in curricular activities in biology. Methodical preparation of teachers of biology in the system of training to use the digital microscope for the successful implementation of the requirements of standard.

Ключевые слова: средства информационных технологий, цифровой микроскоп, лабораторная работа, микропрепарат, групповая работа.

Key words: information technology, digital microscope, laboratory work, microreport, group work.

В настоящее время, организуя современный урок  биологии, учитель должен опираться не только на традиционные методы и средства обучения, но и использовать инновации. Важно организовать процесс учебно-познавательной деятельности обучающихся таким образом, чтобы традиционные средства наглядности и современные средства информатизации органично вписывались в урок биологии, не перегружая учебный процесс.

Для совершенствования профессиональных компетенций учителей биологии на кафедре естественнонаучных дисциплин ДПО АСОУ преподавателем Хайбулиной К.В. проводится мастер-класс с использованием цифрового микроскопа «Подготовка учителя биологии к использованию цифрового микроскопа в урочной деятельности».

Занятие организовано таким образом, что позволяет реализовать теоретическую и практическую часть.   Теоретическая часть проходит в виде краткой лекции с демонстрацией цифрового микроскопа, подключенного к компьютеру, соединенного с мультимедийным проектором, проецирующим изображение на интерактивную доску. В процессе лекции раскрываются возможности и технология работы с цифровым микроскопом.

Биология такой учебный предмет, в котором  по словесному описанию полного представления о растении, животном или необычном явлении  обучающийся не получит. Наглядный образ сформируется легче, быстрее и будет более полным, если использовать различные средства обучения. Хорошим подспорьем  в этой деятельности учителю биологии  может послужить цифровой микроскоп.

Цифровой микроскоп представляет разновидность традиционного оптического микроскопа, который использует оптику и CCD камеру¹ для вывода цифрового изображения на монитор персонального компьютера (ПК), иногда с помощью программного обеспечения, установленного на компьютере [1].

Главное отличие цифрового микроскопа от оптического заключается в том, что в цифровом аналоге отсутствует обычный для светового микроскопа окуляр, который заменяет web   или CCD камера, оптическая ось которой совпадает с оптической осью микроскопа. Поэтому изображение, проецируемое цифровой камерой, можно получить более высокого качества.

Известно, что в настоящее время передача цифрового изображения для рассматривания объектов может осуществляться на дисплеях, мониторах, ПК, планшетах, ноутбуках, интерактивных досках, интерактивных приставках к маркерной доске, проекционном или ТВ-экранах и др. Следует отметить, что цифровой микроскоп- обширное понятие,  которое включает разные существующие в настоящее время  модели: цифровые приставки к световому микроскопу, USB-микроскопы, Digital-микроскопы, Digital-микроскопы « все-в-одном », последние могут быть портативными, следовательно, компьютер им для функционирования не требуется.  

Другой отличительной чертой цифрового аналога является увеличение. Как уже было отмечено выше, цифровой микроскоп не имеет окуляра, поэтому увеличение определяется тем, во сколько раз исследуемый объект будет увеличен на мониторе следовательно,  будет зависеть от размера монитора. Кроме того, микроскоп осуществляет работу при помощи программной  поддержки, которая  позволяет изучать объекты и осуществлять различные действия с ними.

Следует отметить преимущества цифрового микроскопа, связанные с эксплуатационными особенностями  применения в процессе обучения биологии. Так при проведении лабораторных и практических работ оптический микроскоп в отличие от цифрового требует стационарной установки на партах с учетом источника света. Настроенный микроскоп желательно не передвигать, чтобы не сбить настройки. Цифровой микроскоп можно использовать в любое время суток, при любой освещенности, рассматривать прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные объекты. Другая сложность состоит в том, что действительно видят в окуляр обучающиеся.

Строение цифрового микроскопа аналогично традиционному оптическому прибору имеет: тубус, объектив или револьверная головка с объективами, ручка фокусировки изображения, предметный столик, кнопка верхнего и нижнего света, кнопка захвата изображения, USB-кабель и USB штекер и др. В зависимости от модели могут быть и другие дополнительные элементы.

Цифровой микроскоп имеет три режима работы: работа с микропрепаратами, с макрообъектами и ручной режим. Следует отметить, что при помощи цифрового аналога можно осуществлять фото и видеосъемку, наносить подписи и указатели на слайды, сохранять их в виде фалов и использовать в дальнейшем для презентаций монтажа 3-D моделей, кинофильма и др.

С технологией практического применения цифрового микроскопа учителя знакомятся, работая в группе по одной из тем  биологии 5 кл. Работа в группе проходит в несколько этапов:

 I.  Подготовительный

II. Групповая работа

III. Заключительная часть

После краткой лекции в подготовительном этапе осуществляется постановка познавательной задачи,  проводится инструктаж учителей по технике безопасности и последовательности работы, организация групповой работы. Практическая часть включает работу учителей в группах гетерогенного состава не более 5 человек. Каждая группа получает задание - разработать урок с использованием  цифрового микроскопа по следующей схеме: раздел биологии, тема урока, тип урока, формы организации учебной деятельности, методы и методические приемы, используемые на уроке, цель урока, задачи урока, планируемые результаты, основные понятия урока, структура урока (план, отражающий этапы урока, содержание этапов), деятельность обучающихся, деятельность учителя, перечень оборудования кабинета к уроку, методика применения цифрового микроскопа.

На втором этапе учителя в группах знакомятся с материалом, планируют работу внутри группы, распределяются задания, после чего идет их индивидуальное выполнение. Затем проходит  обсуждение индивидуальных результатов работы в группе и  обсуждение общего задания группы, при этом учитываются замечания, дополнения, уточнения, обобщения. Заканчивается этот этап подведением итогов группового задания.

Для работы групп используются лабораторные работы, которые имеются в каждом учебно-методическом комплекте разных авторских коллективов в пятом классе, предусмотренные рабочей программой: «Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом», «Пластиды в клетках листа элодеи», «Наблюдение движения цитоплазмы», «Плесневый гриб мукор», «Строение дрожжей». Каждая группа составляет урок по предлагаемой схеме, в которой содержится одна лабораторная работа. Практическое применение цифрового микроскопа в группах осуществляется в ходе лабораторной работы.

 Таким образом у учителей имеются возможности апробировать цифровой микроскоп на примере конкретной лабораторной работы.  Для этого им предлагается  алгоритм работы с микропрепаратами.  

1. Если микроскоп имеет несколько объективов, поверните револьверную головку таким образом, чтобы объектив наименьшего увеличения (например, 2x) был совмещен с индикаторным штрихом на тубусе. 

 2. При помощи ручки фокусировки (винта) поднимите тубус на высоту 30–40 мм от предметного столика. 

3. Поместите микропрепарат в центре круглого отверстия на предметном столике. (Это центр зрения камеры) .

4. Пользуясь кнопкой нижнего света, включите нижнее освещение.

5. Убедитесь, что верхнее освещение в это время выключено. 

6. Пользуясь ручкой фокусировки, опустите тубус так, чтобы объектив оказался как можно ниже до микропрепарата на расстоянии 1-2 мм, почти касаясь его. (Не повредите микропрепарат)

 7. Медленно вращайте ручку фокусировки  по часовой стрелке, поднимая тубус с объективом от микропрепарата, одновременно просматривая изображение на экране ПК, когда  увидите изображение на экране, может потребоваться тонкая настройка. 

8. При желании рассмотрите объект при большем увеличении, повернув объективы 4x и 10x.

9. Микроскоп – хрупкий дорогой прибор, работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.

После чего проводится  заключительная часть, в процессе которой идет сообщение о результатах работы в группах, анализ познавательной задачи и  рефлексия.  Сообщение о результатах работы в группах проходит в виде представление проекта урока руководителем группы – учителем, который, используя ПК, подключенный к проектору, демонстрирует презентацию урока по выше указанной схеме, акцентируя свое внимание на методике проведения лабораторной работы. В процессе представления мини-проекта осуществляется демонстрация слайдов, фото и видео микропрепаратов, изготовленных в ходе лабораторной работы.

Анализ познавательной задачи и рефлексия осуществляется учителями, входящими в разные группы после представления проекта.  Завершение занятия проводит преподаватель, организующий мастер-класс, Хайбулина К.В. озвучивает общий вывод о групповой работе и достижении поставленной задачи.

Список использованных источников:

1. Смелова В.Г., Цифровой микроскоп на уроках биологии [Текст]: учеб.-метод. и науч.-попул. журн. / биология. – 2012, №1- с.32-36.

2. Титов Е.В., Морозова Л.В., Методика применения информационных технологий в обучении биологии [Текст]: учеб. Пособие для студентов учреждений высш. проф. образования / Е.В. Титов, Л.В. Морозова.-М.: Академия, 2010 г. -171с.

3. Хайбулина К.В. Инновации в естественнонаучном образовании [Текст]: VIII Всероссийская  (с международным участием) научно-методическая конференция / Хайбулина К.В.  - Красноярск, 2015, с. 40-43;

4. Digital microscope [электронный ресурс] http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_microscope

5.  USBmicroscope [электронный ресурс] http://en.wikipedia.org/wiki/USB_microscope 

6. Методические рекомендации по использованию инновационного оборудования для реализации федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования  [электронный ресурс] http://netess.ru/3metodichki/964336-2-metodicheskie-rekomendacii-ispolzovaniyu-innovacionnogo-oborudovaniya-dlya-realizacii-federalnogo-gosudarstvennogo-obrazova.php

Важно отметить, что дополнительная профессиональная программа «Современные информационные технологии в обучении биологии в условиях реализации ФГОС ООО», 36 ч. функционирует в форме виртуальной (электронной) стажировки.