Материал для учителей биологии «Использование цифровых микроскопов на уроках естественного цикла»

При изучении естественных наук в современной школе огромное значение имеет наглядность учебного материала. Наглядность дает возможность быстрее и глубже усваивать изучаемую тему, помогает разобраться в трудных для восприятия вопросах, и повышает интерес к предмету. К сожалению, раньше оборудование для лабораторных работ по биологии, как правило, ограничивалось микроскопами и набором готовых препаратов или реактивов. Поэтому большинство работ носило лишь описательный характер. Наличие кино - и видеоматериалов по изучаемым темам также не решало проблемы, поскольку не давало возможности детям принимать участие в работе.

Использование мультимедийных информационных ресурсов позволило значительно расширить базу обучения, поскольку появилась возможность показать сложнейшие биологические, биохимические и физиологические процессы, протекающие в реальном времени с большой или малой скоростью. Однако деятельностный подход к преподаванию биологии требует проведения лабораторных и практических работ с использованием живых объектов.

Как видно из требований государственного стандарта, предмет биологии достаточно сложен и нагляден, требует демонстрации процессов, систем и закономерностей, что усложняет усвоение предмета биологии школьниками.

 На протяжении нескольких поколений школьников и учителей принцип наглядности обеспечивало такое известное всем устройство, как световой микроскоп. Одна из самых больших сложностей, подстерегающих учителя при проведении лабораторной работы с традиционным увеличительным прибором, - это практически отсутствующая возможность понять, что же в действительности видят ученики в поле зрения микроскопа. Пришло время – революция коснулась и этой учебной техники.

 Современные дети все меньше обращаются за информацией к книгам, а стараются ее получить из компьютера. Использование новых информационных технологий и СМИ в курсе естественно научного цикла значительно поднимает уровень обученности при низкой мотивации учащихся. Но в современном информационном пространстве количество информации огромно, а содержание не всегда соответствует действительности.

 Использование цифровых образовательных ресурсов позволяет: 

 - коренным образом изменить организацию процесса обучения учащихся, формируя у них системное мышление.

 - рационально организовать познавательную деятельность школьников в ходе учебно - воспитательного процесса.

 - использовать компьютеры с целью индивидуализации учебного процесса и обратиться к принципиально новым познавательным средствам.

 - изучать явления и процессы в микро - и макромире, внутри сложных технических и биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и моделирования.

 - представлять в удобном для изучения масштабе различные биологические процессы, реально протекающие с очень большой или малой скоростью.

Сегодня по программе информатизации школы получают цифровые микроскопы, которые позволяют ученикам увидеть нечто новое, а учителю помогают грамотно организовать современный урок. Неоспоримым является тот факт, что применение этого устройства в значительной степени позволит улучшить наглядно - образную базу курса биологии. Работа с цифровым микроскопом позволяет проникнуть в мир невидимых вооруженным глазом мелких объектов и их деталей и реализовать творческую активность детей. Микроскоп нового поколения – отличный инструмент для исследования окружающей среды и собственных естественнонаучных открытий.

Цифровые микроскопы являются новым, современным оборудованием для проведения самых различных школьных исследований естественнонаучного направления. С их помощью можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования. Применение лабораторий значительно повышает наглядность как в ходе самой работы, так и при обработке результатов благодаря новым измерительным приборам

Микроскоп Digital Blue QX7 имеет следующие возможности:

Сверхяркая светодиодная подсветка сверху и снизу.

Высокое разрешение (до 640х480) для более подробных изображений.

Видеосъемка в режиме 15 кадров в секунду.

Простые измерительные средства, встроенные в программу.

Увеличение объекта и просмотр на ПК (от 10 до 200 крат).

Съемка фотографий и запись видео по таймеру.

Средства рисования и редактирования изображений.

Возможность создавать свои собственные проекты, используя различные эффекты и звук.

На данном этапе освоения цифровой микроскоп применяется для

выполнения лабораторных работ с использованием живых объектов и временных микропрепаратов («Строение тела насекомого». );

рассматривания готовых микропрепаратов («Ткани растений», «Ткани животных»);

создания фото - и видеоматериалов, которые в дальнейшем могут быть использованы для включения их в различные презентации, слайд - шоу;

учебно - исследовательской деятельности учащихся.

Если у Вас нет луп, то данный микроскоп можно использовать как бинокуляр (увеличение в 10 или 60 раз). Объектами исследования являются части цветка, поверхности листьев, корневые волоски, семена или проростки. А плесени – хоть мукор, хоть пеницилл? 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, 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.

 Варианты организации работы с цифровым микроскопом могут быть следующими:

один персональный компьютер в классе, мультимедийная установка или АРМ – автоматизированное рабочее место учителя, цифровой микроскоп. Для учащихся – световые микроскопы;

кабинет, оснащенный 10 - 15 персональными компьютерами. При этом варианте возможны, как минимум, три сценария уроков:

комбинированный урок с вводным инструктажем, проводимым учителем или подготовленным учеником, и долей самостоятельной работы детей в соответствии с санитарно - гигиеническими нормами;

2) урок с системой «ученик - учитель», где доля самостоятельной работы зависит от скорости выполнения задания, которая контролируется и регулируется учителем;

3) лабораторная работа с применением цифрового микроскопа, которая предваряется демонстрацией учителя, а затем выполняется исследовательскими парами на ПК самостоятельно.

Работа с микроскопом возможна и на занятиях кружка или факультатива для развития исследовательских поисковых умений ученика, а также мотивационной сферы. Ученик может стать не простым созерцателем демонстрируемых материалов, а союзником учителя по созданию коллекции различных биологических объектов.

Доклад:

«Использование цифровых микроскопов на уроках естественного цикла».

Подготовил:

учитель биологии

МБОУ СОШ № 45

Мкртичян Е.А.

При изучении естественных наук в современной школе огромное значение имеет наглядность учебного материала. Наглядность дает возможность быстрее и глубже усваивать изучаемую тему, помогает разобраться в трудных для восприятия вопросах, и повышает интерес к предмету. К сожалению, раньше оборудование для лабораторных работ по  биологии, как правило, ограничивалось микроскопами и набором готовых препаратов или реактивов. Поэтому большинство работ носило лишь описательный характер. Наличие кино- и видеоматериалов по изучаемым темам также не решало проблемы, поскольку не давало возможности детям принимать участие в работе.

Использование мультимедийных информационных ресурсов позволило значительно расширить базу обучения, поскольку появилась возможность показать сложнейшие биологические, биохимические и физиологические процессы, протекающие в реальном времени с большой или малой скоростью. Однако деятельностный подход к преподаванию биологии требует проведения лабораторных и практических работ с использованием живых объектов.

Как видно из требований государственного стандарта, предмет биологии достаточно сложен и нагляден, требует демонстрации процессов, систем и закономерностей, что усложняет усвоение предмета биологии школьниками.

На протяжении нескольких поколений школьников и учителей принцип наглядности обеспечивало такое известное всем устройство, как световой микроскоп. Одна из самых больших сложностей, подстерегающих учителя при проведении лабораторной работы с традиционным увеличительным прибором, - это практически отсутствующая возможность понять, что же в действительности видят ученики в поле зрения микроскопа. Пришло время – революция коснулась и этой учебной техники. 
Современные дети все меньше обращаются за информацией к книгам, а стараются ее получить из компьютера. Использование новых информационных технологий и СМИ в курсе естественно научного цикла значительно поднимает уровень обученности при низкой мотивации учащихся. Но в современном информационном пространстве количество информации огромно, а содержание не всегда соответствует действительности. 
Использование цифровых образовательных ресурсов позволяет: 
- коренным образом изменить организацию процесса обучения учащихся, формируя у них системное мышление. 
- рационально организовать познавательную деятельность школьников в ходе учебно-воспитательного процесса. 
- использовать компьютеры с целью индивидуализации учебного процесса и обратиться к принципиально новым познавательным средствам. 
- изучать явления и процессы в микро- и макромире, внутри сложных технических и биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и моделирования. 
- представлять в удобном для изучения масштабе различные биологические процессы, реально протекающие с очень большой или малой скоростью.

Сегодня по программе информатизации школы получают цифровые микроскопы, которые позволяют ученикам увидеть нечто новое, а учителю помогают грамотно организовать современный урок. Неоспоримым является тот факт, что применение этого устройства в значительной степени позволит улучшить наглядно-образную базу курса биологии. Работа с цифровым микроскопом позволяет проникнуть в мир невидимых вооруженным глазом мелких объектов и их деталей и реализовать творческую активность детей. Микроскоп нового поколения – отличный инструмент для исследования окружающей среды и собственных естественнонаучных открытий.

Цифровые микроскопы являются новым, современным оборудованием для проведения самых различных школьных исследований естественнонаучного направления. С их помощью можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования. Применение лабораторий значительно повышает наглядность как в ходе самой работы, так и при обработке результатов благодаря новым измерительным приборам

Микроскоп Digital Blue QX7 имеет следующие возможности:

• Сверхяркая светодиодная подсветка сверху и снизу.

• Высокое разрешение (до 640х480) для более подробных изображений.

• Видеосъемка в режиме 15 кадров в секунду.

• Простые измерительные средства, встроенные в программу.

• Увеличение объекта и просмотр на ПК (от 10 до 200 крат).

• Съемка фотографий и запись видео по таймеру.

• Средства рисования и редактирования изображений.

• Возможность создавать свои собственные проекты, используя различные эффекты и звук.

На данном этапе освоения цифровой микроскоп применяется для

• выполнения лабораторных работ с использованием живых объектов и временных микропрепаратов («Строение тела насекомого».);

• рассматривания готовых микропрепаратов («Ткани растений», «Ткани животных»);

• создания фото- и видеоматериалов, которые в дальнейшем могут быть использованы для включения их в различные презентации, слайд-шоу;

• учебно-исследовательской деятельности учащихся.

Если у Вас нет луп, то данный микроскоп можно использовать как бинокуляр (увеличение в 10 или 60 раз). Объектами исследования являются части цветка, поверхности листьев, корневые волоски, семена или проростки. А плесени – хоть мукор, хоть пеницилл? 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, 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.
Варианты организации работы с цифровым микроскопом могут быть следующими:

• один персональный компьютер в классе, мультимедийная установка или АРМ – автоматизированное рабочее место учителя, цифровой микроскоп. Для учащихся – световые микроскопы;

• кабинет, оснащенный 10-15 персональными компьютерами. При этом варианте возможны, как минимум, три сценария уроков:

1. комбинированный урок с вводным инструктажем, проводимым учителем или подготовленным учеником, и долей самостоятельной работы детей в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами;

2) урок с системой «ученик-учитель», где доля самостоятельной работы зависит от скорости выполнения задания, которая контролируется и регулируется учителем;

3) лабораторная работа с применением цифрового микроскопа, которая предваряется демонстрацией учителя, а затем выполняется исследовательскими парами на ПК самостоятельно.

Работа с микроскопом возможна и на занятиях кружка или факультатива для развития исследовательских поисковых умений ученика, а также мотивационной сферы. Ученик может стать не простым созерцателем демонстрируемых материалов, а союзником учителя по созданию коллекции различных биологических объектов.