Целесообразность и результативность использования световой микроскопии на уроках биологии : в поиске альтернатив.
статья по биологии

ГБОУ Лицей 393 Кировского района города Санкт-Петербурга

Целесообразность и результативность использования световой микроскопии на уроках биологии: в поиске альтернатив.

За последнее десятилетия была разработана современная образовательная система, направленная на достижение синергии функциональных и образовательных компетенций. Преподавание естественных наук обязательно должно включать активное изучение, исследование и «открытие мира», в котором мы живем, с использованием критического мышления. При пассивном обучении учащиеся приобретают неполные знания, которые подвержены деградации, неэффективны и неприменимы в повседневной жизни. Следовательно, необходимо использовать методы активного обучения, которые были бы внедрены в процесс обучения. Для учеников очень важно познакомиться с концепциями и постулатами естествознания из первых уст, поскольку это способствует более легкому и быстрому усвоению материала и обучению.

Биология как естественная наука, которая преподается в начальных и средних школах, включает в себя множество материалов, не видимых невооруженным глазом. Изучая их самостоятельно учащиеся открывают для себя что-то новое и формируют прикладные компетенции. Поскольку это имеет решающее значение для понимания клеточной структуры, органов и микроорганизмов, важно чтобы на уроках использовался микроскоп. Микроскопия в первую очередь определяется как визуальный метод обучения; используется как демонстрационный метод и для практических работ.

Исследования по использованию микроскопов в преподавании биологии проводились в начальных и средних школах. Целью этого исследования было определить: (1) доступность микроскопов в школах; (2) представление микроскопического метода в повседневной педагогической практике; (3) разнообразие микропроцессоров, используемых в повседневной педагогической практике; (4) отношение учителя к микроскопическому методу; и (5) причины отказа от микроскопа.

Опрос был проведен среди 103 учителей в 73 начальных и 30 средних школах. Установлено, что микроскопами есть подавляющее большинство школ, но, несмотря на это, существует множество качественных проблем.

Анализируя оснащение школ, было установлено, что 94% школ имеют микроскопы, а 6% - нет. Таким образом, эти 6% школ не могут заниматься какой-либо практической микроскопией. В школах, включенных в обзор, наиболее представленным типом микроскопа является монокулярный микроскоп (80%), затем бинокулярный микроскоп (16%), цифровой микроскоп (3%) и стереомикроскоп (1%). Хотя сегодня в школах больше всего представлены монокуляры, 33,3% из них были не в рабочем состоянии, что дополнительно исключает применение микроскопии в качестве метода обучения в биологии.

Было обнаружено, что 42% учителей выбрали бы бинокулярные микроскопы, а 40% - цифровые микроскопы в качестве идеального микроскопа. Анализ применения микроскопии как метода обучения показывает, что 43% учителей используют демонстрационный метод, а 37% - практическую работу В течение учебного года из 55 препаратов, используемых при преподавании биологии в демонстрационной и практической работе, наиболее часто применялись клетки и ткани растений и животных, кровь позвоночных и простейшие.Большинство учителей (74%) оценили свой опыт использования микроскопов как очень хороший (4) или хороший (3).

Основными причинами отказа от использования микроскопов в преподавании биологии являются следующие: недостаточное количество микроскопов (53%), перегруженная программа по биологии (30%), проблемы с пространством и хранением, отсутствие специализированных классов (11%), неуверенность учителя, слишком много учеников (6%) и отсутствие микроскопических препаратов (1%).

Слишком много учеников в классе затрудняет индивидуальный подход в микроскопии. Поэтому для решения этой проблемы было принято использовать цифровую микроскопию.

 Использование цифрового микроскопа в образовательном процессе нацелено на повышение уровня мотивации и познавательной активности обучающихся, проведение лабораторных и практических работ на уроках биологии, научно-исследовательской и проектной деятельности обучающихся, изменение способов взаимодействия между школьниками и учителем в ходе совместной учебной и внеурочной деятельности.

   Цифровой микроскоп дает возможность изучать исследуемый объект не одному ученику, а группе одновременно (информация может быть выведена на монитор компьютера), использовать разноуровневые задания для учащихся одного класса, изучать объект в динамике, создавать презентационные видеоматериалы по изучаемой теме, использовать изображения объектов на бумажных носителях в качестве раздаточного материала.  Занятия проходят значительно легче и эффективнее, если проведение лабораторной работы предваряется вводным инструктажем, проведённым с помощью цифрового микроскопа.

   Работа с микроскопом – один из наиболее любимых видов деятельности у учащихся любых возрастов. Использование цифрового микроскопа делает ее еще более яркой, запоминающейся, да и самому учителю такая работа доставляет удовольствие. При подготовке к работе эталонные изображения можно создать заранее, сфотографировав нужные объекты.

  Эффективность использования цифрового микроскопа заключается в формировании мотивации к изучению учебного материала, систематизации и углублении знаний учащихся, развитию способностей учащихся к приобретению и усвоению знаний, а также приобретение навыков самостоятельной исследовательской работы.

   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. Любое комнатное растение, 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.

Достоинств у электронного микроскопа много, но и без недостатков не обошлось. К ним относятся небольшой выбор увеличений и низкое разрешение по сравнению со световыми микроскопами.

   Работа с цифровым микроскопом 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. Появление такого технического средства как цифровой микроскоп не только позволяет ученикам увидеть нечто новое, но прежде всего учителю помогает грамотно организовать современный урок по биологии.