Использование цифрового микроскопа на уроках биологии

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.

блок питания для подсветки изображения, светофильтры для разноцветной подсветки. В комплект также входит блок питания для подсветки изображения, светофильтры для разноцветной подсветки, набор готовых препаратов и пустых предметных стекол. ПО микроскопа позволяет выводить изображение на экран, делать снимок и производить видеозапись.

Микроскоп можно применять на уроках биологии, окружающего мира, элементов физики в быту, для проектной деятельности. Он активизирует работу учащихся на уроке. Способствует развитию познавательной, информационной и исследовательской компетенций учащихся. Повышает уровень мотивации обучающихся   помогает проводить практические и лабораторные работы индивидуально, фронтально и в группах. Повышает интерес к поисково-исследовательской деятельности.

Что позволяет сделать цифровой микроскоп?

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

• Использовать в качестве исследуемых равно 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. 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

• 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

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.

Цифровой микроскоп – наглядное пособие, использование изображения объектов в качестве демонстрационных таблиц для объяснения новой темы или при опросе учащихся. Наличие одного цифрового микроскопа на столе у учителя даёт возможность продемонстрировать микропрепарат одновременно всем учащимся (выводя изображение на экран) и обратить внимание на детали, что невозможно сделать при использовании традиционных микроскопов.

Одним из приятных моментов в работе с цифровым микроскопом для учителя является экономия времени: не нужно доставать микроскоп из шкафа и настраивать его. Микроскоп постоянно подключен к компьютеру. Достаточно положить микропрепарат на предметный столик и навести резкость.

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

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.

Формы использования цифрового микроскопа

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

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:

• повышение уровня мотивации и познавательной активности обучающихся;

• проведение лабораторных и практических работ на уроках биологии индивидуально, групповым методом и фронтально с использованием мультимедийного проектора, научно- исследовательской и проектной деятельности обучающихся;

• реализацию задач интеллектуально-направленной педагогики как средства развития и саморазвития одаренных детей в ИКТ - насыщенной среде;

• изменение способов взаимодействия между школьниками и учителем в ходе совместной учебной и внеурочной деятельности;

• 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.

С применением  цифрового микроскопа появилась возможность более качественно и интересно проводить уроки, особенно лабораторные работы, возрос интерес к биологической науке, исследовательской деятельности, так как работа с микроскопом  - один из наиболее любимых видов деятельности у учащихся.

Наличие цифрового оборудования позволяет выполнять эксперименты в ходе проектных и исследовательских работ учащихся.

Профессия учителя биологии требует широкой эрудиции, серьезных практических умений и навыков. Сегодня модернизация образования шагает в ногу со временем, предоставляя учителям биологии и учащимся новые возможности. Остаётся лишь учиться быть мобильными в современном цифровом мире.

Цифровой микроскоп можно использовать как на уроках, так и во внеурочное время. Он мобилен в использовании, его можно брать с собой на экскурсии, в походы, при помощи ноутбука можно исследовать воду, почву, растения, насекомых.

В заключение, хочу заметить, что использование ИКТ мною ставится не как самоцель, а как ещё один способ постижения мира ребёнка. Компьютер используется, как источник дополнительной информации по предмету, как способ самоорганизации труда и самообразования учителя и ученика, как возможность личностно-ориентированного подхода для учителя и как способ расширения зоны индивидуальной активности ребёнка.

За 20 лет работы в школе я выработала формулу успеха, по которой стараюсь жить и работать.

1. Чтобы заинтересовать детей, интересуюсь сама (я с удовольствием узнаю новое в разных областях и стараюсь внедрить новшество в свою работу).

2. Чтобы что-то просить, нужно что-то отдать.

3. Принимаю детей такими, какие они есть (каждый человек – уникум, и имеет право быть самим собой).

4. Учитель – человек, он имеет право на ошибки (умею признавать свои ошибки и стараюсь исправить их).

5. «Терпение – наш взаимный шанс, ведь кто-то так же терпит нас».

Дети по своей природе – маленькие мудрецы, они знают много того, о чём мы давно забыли.

Дети по своей природе – исследователи, с радостью и удивлением открывающие для себя окружающий мир. Им интересно все. 

Развивать и поддерживать в ребенке интерес к познанию, экспериментированию, создавать условия для исследовательской деятельности – задачи, которые помогает реализовать работа с цифровым микроскопом.

Цифровой микроскоп - хороший цифровой образовательный ресурс: и обучает, и развивает, и воспитывает. Можно сказать словами Корнея Чуковского: Цифровой микроскоп – «умная вещь», да только не каждый школьник «сумеет такими диковинками воспользоваться…» ( только не каждый «сумеет такими диковинками с толком воспользоваться....»).

Поэтому каждое наше общение – это творчество, обогащённое знаниями и опытом. Я учу их, они учат меня.