Использование цифрового микроскопа на уроках биологии. Особенности использования цифрового микроскопа на уроках биологии

Школьный курс по биологии можно сделать значительно интересней и лучше запоминающимся, если использовать наглядные демонстрационные материалы. Что такое биология? Это наука о живой природе и об окружающем нас мире в целом. Следовательно, это огромная по своим масштабам сфера для исследований, ведь можно изучать строение и функции различных клеток, тканей, органов и целого организма, химическую структуру клеток, передачу наследственной информации, размножение и деление клеток и т.д. И одно дело все эти знания получать из учебников, и совсем другое - увидеть что-то собственными глазами в микроскоп.

Для школьников наилучшим выбором микроскопа будут модели , или . Они просты в использовании, не требуют специальных знаний и умений, и способны обеспечить достаточное увеличение - от 40 до 640-800 крат, которого вполне хватит для изучения растительных и животных клеток, образцов с кровью и многого другого.

В целом же, микроскоп для школьника должен обладать следующими характеристиками:

• Стеклянная оптика. Без этой характеристики не удастся получить качественное изображение, особенно на больших увеличениях.
• Верхняя и нижняя подсветка. Верхний свет пригодится для работы с непрозрачными образцами, а нижний, наиболее часто используемый, нужен для исследований прозрачных, полупрозрачных и пленчатых образцов.
• Осветительные элементы. Лучше, если это будет светодиоды или галогеновая лампа. Они очень мало нагревают рабочий столик, имеют длительный срок службы и обеспечивают естественную цветопередачу.
• Фокусировка. Более серьезные модели микроскопов имеют два вида фокусировки - грубую и тонкую. На практике, ребенок будет в основном пользоваться грубой фокусировкой на объект, поэтому наличии только одного вида регулировки резкости не является препятствием для полноценного изучения образца.
• Корпус микроскопа. Он должен быть металлическим. Это обеспечит прочность конструкции и длительный срок службы микроскопа.
• Питание микроскопа. Удобно, когда микроскоп можно использовать не только в домашних, но и в полевых условиях. Поэтому стоит обратить внимание на источники питания микроскопа. Довольно часто их два вида - от сети переменного тока и от батареек.

Микроскоп для курса "Биология" в домашних условиях.

Приведем пример самого простого использования микроскопа в домашних условиях для биологических целей. Первое, с чем начинают знакомиться школьники на уроках ботаники - строение растений. Главной составляющей всех растений является клетка, которую школьники зачастую изучают на примере лука.

Обычно готовят два препарата - окрашенный и неокрашенный. Для этого необходимо отсоединить от лука одну мясистую чешуйку и снять с ее внутренней стороны кожицу. Эту кожицу кладут на предметное стекло, сверху наносят 1-2 капли воды и накрывают образец покровным стеклом. Излишки воды убирают с помощью фильтровальной бумаги.

Окрашенный препарат готовится аналогичным способом, но вместо чистой воды на предметное стекло наносят смесь йода с водой. Йодный раствор проникает вглубь клетки и делает доступными для изучения прозрачные структуры лука.

Далее оба препарат изучают на разных увеличениях, но наилучшим будет среднее и большое увеличение. В неокрашенном препарате можно рассмотреть только внешнее строение клетки, ее стенки, а внутренние структуры остаются невидимыми. В окрашенном препарате, напротив, можно рассмотреть внутреннее устройство клетки - цитоплазму, которая приобрела светло-коричневый оттенок, крупное ядро и плавающее в нем красное ядрышко. На самом большом увеличении становятся заметными межклеточные поры - узкие коридоры для равномерного распределения между клетками воды и питательных веществ.

Также на самом большом увеличении можно заметить, что цитоплазма в клетках на самом деле расположена по краям клеточной оболочки, а центральная часть клетки так и осталась прозрачной (в нее не проник раствор йода) и разделена перегородками. Пространство между перегородками называют вакуолям, здесь хранятся питательные вещества и вода, необходимые для роста растения. Да и сама цитоплазма на большом увеличении не выглядит однородной. Ее структура имеет зернистость, которая обеспечивается за счет содержащихся в ней органелл. Именно благодаря им клетки кожицы лука имеют своеобразный рисунок при микроскопии.

Что еще можно изучить при помощи обычного лука? Например, плазмолиз и деплазмолиз, два взаимосвязанных процесса. Плазмолиз это процесс отделения цитоплазмы от стенки клетки и «съеживания» самой клетки. Деплазмолиз является обратным процессом, когда восстанавливается прежняя форма и упругость клеток. Фактически, такой опыт может наглядно показать ребенку, как происходит гибель клетки от обезвоживания и ее восстановление. Однако не все клетки имеют обратимый плазмолиз. Он возможен только в клетках с плотной клеточной стенкой, например, у растений, грибов, крупных бактерий. А вот стенки животных клеток не имеют необходимой плотности, поэтому при потере большого количества жидкости они сжимаются, а некоторые из них погибают

Для проведения опыта с плазмолизом и деплазмолизом нужно приготовить неокрашенный препарат из кожицы лука, такой же, как для изучения строение растительной клетки. Однако вместо обычной воды на предметное стекло наносят солевой раствор. Для восстановления формы клетки нужно под покровное стекло капнуть несколько капель чая - черного, зеленого или травяного. Все они по своим характеристикам похожи на гипотонический раствор, который изредка используют в медицинских целях. В нем содержится малое количество солей, поэтому он легче проникает внутрь клетки и восстанавливает ее форму.

Под микроскопом изучать можно огромное количество препаратов и самое приятное, что большую часть из них можно приготовить самостоятельно. Очень увлекательно рассматривать в микроскоп клетки томата, картофеля, груши, песок, специи, цветочную пыльцу, насекомых. Фактически все, что душа пожелает можно положить на предметный столик микроскопа, главное - подобрать правильное освещение и самое подходящее увеличение. А все остальное придет с опытом!

Ю.О. ШЕВЯХОВА,
учитель биологии ГОУ СОШ № 110,
г. Москва

Использование цифрового микроскопа на практических занятиях по биологии

Преподавание естественных наук немыслимо без широкого использования различных методов и средств обучения, ведь такие школьные дисциплины, как химия, биология, физика, должны раскрывать перед ребенком тайны живой природы, а сделать это в границах школьного кабинета не так-то легко.

На современном этапе развития школьного образования проблема применения компьютерных технологий на уроках приобретает очень большое значение, ведь школа должна готовить образованных людей, способных легко и быстро ориентироваться в мире информации, самостоятельно мыслить. В наши дни невозможно представить современного специалиста, не владеющего новыми информационными технологиями. Многие школьники имеют дома современные компьютеры. В школах появляются современные кабинеты информатики, кабинеты биологии оснащаются цифровыми микроскопами, мультимедийными проекторами, разрабатываются новые программные продукты.

Я думаю, не надо напоминать коллегам о том, что все, что связано с компьютерными технологиями, вызывает у учеников большой интерес – это особенно заметно на фоне общего падения познавательного интереса. В данном докладе я подробно раскрываю вопросы использования цифрового микроскопа на практических занятиях и при проведении демонстрационных опытов.

Вначале несколько слов о достоинствах и недостатках работы с цифровым микроскопом.

В первую очередь хочется отметить простоту работы с микроскопом, сочетающуюся с большими его функциональными возможностями.

Вторым преимуществом является возможность демонстрации результатов опытов с помощью цифрового проектора на экран, т.е. при проведении опыта или изучении объекта все учащиеся класса одновременно могут наблюдать результат опыта или объект и слушать комментарии учителя или одного из одноклассников. К тому же появляется возможность проводить демонстрации и демонстрационные опыты, если имеется хотя бы один объект небольших размеров. В результате удается воплотить один из самых важных принципов изучения естественных наук – принцип наглядности.

Третьим очень важным преимуществом является автономное освещение, которое дает возможность работы как в отраженном, так и в проходящем свете, что существенно увеличивает список объектов для микроскопирования. Кроме обычных микропрепаратов учащиеся могут рассматривать и непрозрачные объекты.

Четвертым преимуществом является возможность фотографирования отображаемого объекта. Ученики могут распечатывать и вклеивать фотографии объектов или результатов опытов в тетрадь. Подготовленные учащимися иллюстрации можно использовать для проведения контроля знаний на последующих уроках.

Пятым преимуществом является возможность проведения видеосъемки для отображения промежуточных стадий длительных опытов, когда нет возможности показать превращения в режиме реального времени, например, процесс прорастания семян. Также его можно использовать для демонстрации движений различных объектов, например земляных червей и моллюсков (всем нам известно, что эти темы изучаются зимой).

Шестым преимуществом можно назвать простоту выполнения подписей к рисункам. Этим удобно пользоваться во время проведения практических занятий с большим количеством опытов или с объектами, имеющими сложное строение. Например, при выполнении таких работ, как «Внешнее и внутреннее строение побега», «Внешнее строение насекомого».

Внешнее (а) и внутреннее (б) строение побега

Седьмым преимуществом является возможность работы в ручном режиме.

Как видите, достоинств много, но и без недостатков не обошлось. К ним относятся:

необходимость наличия в школе определенной технической базы: компьютеров, желательно, цифрового проектора, принтера;

небольшой выбор увеличений и низкое разрешение по сравнению со световыми микроскопами;

отсутствие методического обеспечения значительно увеличивает время подготовки к уроку.

Первые два недостатка исправить не в наших силах, а решению третьей проблемы я и хочу посвятить оставшуюся часть моего доклада.

Нашей школе повезло: во-первых, к нам поступило сразу 10 микроскопов; во-вторых, мы имели возможность разместить их в компьютерном классе и по мере необходимости проводить там практические работы. Если ситуация в вашей школе аналогична, то перед вами неизбежно встанут три проблемы:

выбор практических работ, которые можно проводить с помощью цифрового микроскопа;

подготовка инструктивных карточек к работам;

подбор объектов для цифрового микроскопирования.

Мною уже проделана часть этой работы. А именно, составлен список практических работ с использованием цифрового микроскопа на уроках ботаники, подобраны наиболее удобные объекты.

Разработаны инструктивные карточки к каждой из этих работ. Каждая карточка состоит из двух частей:

– исследование (представлен порядок действий, которые должен выполнить учащийся во время работы);
– обработка результатов (учащимся предлагаются вопросы и задания для формулирования выводов).

Отчет о проделанной работе может быть представлен в нескольких формах, что тоже зависит от технического оснащения школы.

Первый вариант: ученики распечатывают фотографии с подписями объектов, вклеивают их в лабораторный журнал, отвечают на вопросы к выводу.

Второй вариант : ребята сохраняют результаты работы на компьютере в своей именной папке, а учитель к следующему уроку проверяет правильность выполнения подписей и ответов на вопросы.

Третий вариант (комбинированный): выводы сдаются в письменной форме, а рисунки сохраняются на компьютере.

В данный момент в стадии разработки находятся инструктивные карточки к курсу зоологии и анатомии.

Но даже если цифровым микроскопом оборудовано только место учителя, то и этого достаточно для проведения качественной и полноценной работы.

Можно проводить всевозможные демонстрации на уроках в том случае, если мы имеем один небольшой натуральный объект по теме урока (например, крыло бабочки), но не имеем времени на проведение лабораторной работы по его изучению. При проведении групповой работы на уроке можно давать задание по работе с микроскопом одной из групп. Весь класс потом может увидеть результат работы во время обсуждения итогов занятия.

Кроме того, вы можете совмещать демонстрацию объекта с цифровым микроскопом с индивидуальной работой учащихся со световыми микроскопами. Этот прием можно использовать, например, при выполнении таких работ, как «Строение листа папоротника», «Строение плесневых грибов», «Клетки мякоти томата». 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.

Фотографии, заранее сделанные учениками или учителем, можно использовать при подготовке презентаций для сопровождения объяснения или опроса.

В заключение необходимо отметить, что использование разнообразных информационных технологий на уроках биологии позволяет более эффективно организовать деятельность учителя и учащихся; повысить качество обучения; воплотить в жизнь принцип наглядности, столь важный при изучении наук естественной направленности; выдвинуть на передний план наиболее важные характеристики изучаемых объектов.

Особо хочется отметить, что использование информационных технологий на уроках дает возможность показать учащимся, что компьютер может быть не только пишущей машинкой или игровой приставкой, но, в первую очередь, сложной интеллектуальной системой для получения знаний. Но, конечно же, работа с цифровым микроскопом или разнообразными программными продуктами, представленными сейчас на образовательном рынке, ни в коем случае не должна заменять классических приемов работы с натуральными объектами, гербариями, световыми микроскопами. Нам нужно понимать, что это всего лишь один из методических приемов, позволяющих разнообразить проведение урока.

Преподавание биологии предполагает использование различных средств и методов обучения. Нет необходимости говорить, что в связи со спецификой предмета часто нужно выделить и обобщить существенные признаки изучаемого объекта, что возможно только при непосредственной работе с ним. При этом ведущими являются методы изучения живых объектов, т.е. наблюдение и эксперимент. Практическая деятельность позволяет формировать у учащихся целостные представления об окружающем мире, умение четко устанавливать причинно-следственные связи между объектами и явлениями. В первую очередь, это обусловлено тем, что при выполнении учащимися лабораторного практикума происходит формирование и развитие умений и навыков экспериментального изучения живой природы, глубокого проникновения в закономерности ее существования.

В 2008–2009 учебном году в рамках Национального проекта наша школа получила кабинет биологии. Мой кабинет пополнился микроскопами, в том числе и цифровым, биологическими микролабораториями по всем разделам биологии, комплектом карточек, научно-познавательной литературой, комплектом таблиц, набором моделей органов человека, а главное компьютер с электронными наглядными пособиями для всех классов.

Рис. 1	Рис. 2
Рис.3

В школьном курсе биологии основные умения и практические навыки общения с живой природой учащиеся получают при проведении наблюдений, лабораторных опытов, практических работ. С получением лабораторного оборудования, у меня появилась возможность увеличить объем лабораторных и практических работ, что позволяет повысить интерес биологии как к школьному предмету, развивать практические умения и навыки учащихся, универсальные учебные действия, а в конечном итоге – повысить качество знаний.

Рис.4

Состав оборудования позволяет осуществить лабораторные работы по всем разделам в объеме, установленном программой. Каждая пара учеников на лабораторной работе имеет отдельный микроскоп, что позволяет выполнить работу самостоятельно. А использование цифрового микроскопа совместно с компьютером позволяет получить увеличение изображения исследуемого объекта на экране.

Рис.5

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

При использовании световых микроскопов всеми учащимися на лабораторных работах у учителя возникает трудность в контроле над правильностью настройки микроскопов у учащихся – элементарно не хватает времени заглянуть в каждый микроскоп. Одна из самых больших сложностей, подстерегающих учителя биологии при проведении лабораторной работы с традиционными микроскопами, это практически отсутствующая возможность понять, что же в действительности видят ученики. В поле зрения оказывается либо край препарата, либо пузырек воздуха, либо трещина.

Цифровой микроскоп позволяет решить и эту проблему: изображение выводится на большой экран и у учащихся появляется возможность сравнить увиденное на своем микроскопе с изображением на экране, в результате реальную помощь приходится оказывать только некоторым учащимся.

Как же происходит лабораторная работа с использованием цифрового микроскопа? В ходе такой работы использую традиционные микроскопы и один цифровой микроскоп.

Рис. 6

Рис. 7

После того как дети рассмотрели приготовленные самостоятельно микропрепараты в своих микроскопах, вывожу изображение объекта на экран через проектор и акцентирую внимание учащихся на главном.

Рис.8

Теперь дети точно знают, что они должны будут увидеть в микроскоп.

Этапы лабораторной работы:

• Постановка целей и задач с помощью учащихся.
• Объяснение строения объекта, с помощью его изображения, выведенного на большой экран.
• Самостоятельная работа учащихся с микроскопами, при этом изображение с большого экрана убрано.
• Зарисовка увиденного объекта, ответы на поставлен6ные вопросы, запись выводов.
• Сравнение своего рисунка с эталоном на экране.

Надо сказать, что 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. Количество таких изображений со временем значительного увеличивается, поэтому мною созданы в компьютере несколько папок “6-й класс – ботаника”, “7-й класс – зоология”, “8-й класс – человек”., в перспективе работы планирую создать папки по общей биологии – 9, 10, 11 класс.

Эффективность использования цифрового микроскопа проявляется в:

• Формировании мотивации к изучению учебного материала
• Систематизации и углублении знаний учащихся
• Развитие их способностей к приобретению и усвоению знаний
• Приобретение навыков самостоятельной исследовательской работы

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.

В заключении хочется отметить, что использование цифрового микроскопа дает ощутимый педагогический эффект в формировании мотивации к изучению учебного материала, систематизации и углубления знаний учащихся, развития их способностей к приобретению и усвоению знаний и закрепления навыков самостоятельной исследовательской работы учащихся.

С егодня трудно представить себе научную деятельность человека без микроскопа. Микроскоп широко применяется в большинстве лабораторий медицины и биологии, геологии и материаловедения. Полученные с помощью микроскопа результаты необходимы при постановке точного диагноза, при контроле над ходом лечения. С использованием микроскопа происходит разработка и внедрение новых препаратов, делаются научные открытия.

Микроскоп - (от греческого mikros - малый и skopeo - смотрю), оптический прибор для получения увеличенного изображения мелких объектов и их деталей, не видимых невооруженным глазом. Глаз человека способен различать детали объекта, отстоящие друг от друга не менее чем на 0,08 мм. С помощью светового микроскопа можно видеть детали, расстояние между которыми составляет до 0,2 мкм. Электронный микроскоп позволяет получить разрешение до 0,1-0,01 нм. Изобретение микроскопа, столь важного для всей науки прибора обусловлено, прежде всего, влиянием развития оптики. Некоторые оптические свойства изогнутых поверхностей были известны еще Евклиду (300 лет до н.э.) и Птоломею (гг.), однако их увеличительная способность не нашла практического применения. В связи с этим первые очки были изобретены Сальвинио дели Арлеати в Италии только в 1285 г. В 16 веке Леонардо да Винчи и Мауролико показали, что малые объекты лучше изучать с помощью лупы.

Первый микроскоп был создан лишь в 1595 году Захариусом Йансеном (Z. Jansen). Изобретение заключалось в том, что Захариус Йансен смонтировал две выпуклые линзы внутри одной трубки, тем самым, заложив основы для создания сложных микроскопов. Фокусировка на исследуемом объекте достигалось за счет выдвижного тубуса. Увеличение микроскопа составляло от 3 до 10 крат. И это был настоящий прорыв в области микроскопии! Каждый свой следующий микроскоп он значительно совершенствовал.

В этот период (XVI в.) датские, английские и итальянские исследовательские приборы постепенно начали свое развитие, закладывая фундамент современной микроскопии. Быстрое распространение и совершенствование микроскопов началось после того, как Галилей (G. Galilei), совершенствуя сконструированную им зрительную трубу, стал использовать ее как своеобразный микроскоп (), изменяя расстояние между объективом и окуляром.

Микроскоп Галилея год.

В 1625 г. членом Римской "Академии зорких" ("Akudemia dei lincei") И. Фабером был предложен термин "микроскоп". Первые успехи, связанные с применением микроскопа в научных биологических исследованиях, были достигнуты Гуком (R. Hooke), который первым описал растительную клетку (около 1665 г.). В своей книге "Micrographia" Гук описал устройство микроскопа.

В 1681 г. Лондонское королевское общество в своем заседании подробно обсуждало своеобразное положение. Голландец Левенгук (A. van Leenwenhoek) описывал изумительные чудеса, которые открывал своим микроскопом в капле воды, в настое перца, в иле реки, в дупле собственного зуба. Левенгук с помощью микроскопа обнаружил и зарисовал сперматозоиды различных простейших, детали строения костной ткани ().

Л учшие лупы Левенгука увеличивали в 270 раз. С ними он увидел впервые кровеносные тельца, движение крови в капиллярных сосудах хвоста головастика, полосатость мускулов. Он открыл инфузории. Он впервые погрузился в мир микроскопических одноклеточных водорослей, где лежит граница между животным и растением; где движущееся животное, как зеленое растение, обладает хлорофиллом и питается, поглощая свет; где растение, еще прикрепленное к субстрату, потеряло хлорофилл и заглатывает бактерии. Наконец, он видел даже бактерии и в великом разнообразии. Но, разумеется, тогда не было еще и отдаленной возможности понять ни значение бактерий для человека, ни смысла зеленого вещества - хлорофилла, ни границы между растением и животным.

В 1668 г. Е. Дивини, присоединив к окуляру полевую линзу, создал окуляр современного типа. В 1673 г. Гавелий ввел микрометрический винт, а Гертель предложил под столик микроскопа поместить зеркало. Таким образом, микроскоп стали монтировать из тех основных деталей, которые входят в состав современного биологического микроскопа.

В 1824 г. громадный успех микроскопа дала простая практическая идея Саллига, воспроизведенная французской фирмой Шевалье. Объектив, раньше состоявший из одной линзы, расчленен на части, его начали изготовлять из многих ахроматических линз. Так умножено число параметров, дана возможность исправления ошибок системы, и стало впервые возможным говорить о настоящих больших увеличениях - в 500 и даже 1000 раз. Граница предельного видения передвинулась от двух к одному микрону. Далеко позади оставлен микроскоп Левенгука. В 70-х годах 19 века победоносное шествие микроскопии двинулось вперед. Сказавшим был Аббе (Е. Abbe).

Достигнуто было следующее: Во-первых, предельное разрешение передвинулось от полумикрона до одной десятой микрона. Во-вторых, в построении микроскопа вместо грубой эмпирики введена высокая научность. В-третьих, наконец, показаны пределы возможного с микроскопом, и эти пределы завоеваны.

О сновными частями светового микроскопа (рис. 1) являются объектив и окуляр, заключенные в цилиндрический корпус – тубус. Большинство моделей, предназначенных для биологических исследований, имеют в комплекте три объектива с разными фокусными расстояниями и поворотный механизм, предназначенный для их быстрой смены – турель, часто называемую револьверной головкой. Тубус располагается на верхней части массивного штатива, включающего тубусодержатель. Чуть ниже объектива (или турели с несколькими объективами) находится предметный столик, на который устанавливаются предметные стекла с исследуемыми образцами. Резкость регулируется с помощью винта грубой и точной настройки, который позволяет изменять положение предметного столика относительно объектива.

Оптические микроскопы Ближнепольный оптический микроскоп Конфокальный микроскоп Двухфотонный лазерный микроскоп Электронные микроскопы Просвечивающий электронный микроскоп Растровый электронный микроскоп Сканирующий зондовый микроскоп Сканирующий атомно-силовой микроскоп Сканирующий туннельный микроскоп Рентгеновские микроскопы Рентгеновские микроскопы отражательные Рентгеновские микроскопы проекционные Лазерный рентгеновский микроскоп (XFEL) Дифференциальны интерференционно-контрастны микроскоп

В современном мире цифровых технологий, оптические микроскопы считаются устаревшими, на смену им пришли цифровые аналоги. Это дает как преимущества, так и недостатки. Но, несомненно, у цифровых микроскопов больший потенциал и возможности, использовать которые теперь может любой ученик.

Микроскоп -- лабораторная оптическая система для получения увеличенных изображений малых объектов с целью рассмотрения, изучения и применения на практике. Совокупность технологий изготовления и практического использования микроскопов называют микроскопией.

С помощью микроскопов определяют форму, размеры, строение и многие другие характеристики микрообъектов, а также микроструктуры макрообъектов.

История создания микроскопа в целом заняла немало времени. Постепенно развитее оптических технологий привело к появлению более качественных линз, более точных удерживающих устройств.

К концу 20 века оптические микроскопы подошли к вершине своего развития. Следующим этапом стало появление цифровых микроскопов, в которых объектив был заменен на цифровую камеру.

Собственно, главное отличие цифрового микроскопа от обычного - отсутствие окуляра, через который наблюдается объект человеческим глазом. Вместо этого установлена цифровая камера, во-первых, не дающая искажений (уменьшается кол-во линз), во-вторых, улучшается цветопередача, а так же изображения получаются в цифровом виде, что позволяет проводить дополнительную постобработку, а так же хранить огромные массивы фотографий всего лишь на одном жестком диске.

увеличительный прибор микроскоп биология

Цифровой микроскоп Digital Blue QX5 приспособлен для работы в школьных условиях. Он снабжен преобразователем визуальной информации в цифровую, обеспечивающим передачу в компьютер в реальном времени изображения микрообъекта и микропроцесса, а также их хранение, в том числе в форме цифровой видеозаписи. Микроскоп имеет простое строение, USB-интерфейс, двухуровневую подсветку. В комплекте с ним шло программное обеспечение с простым и понятным интерфейсом.

При скромных, с современной точки зрения, системных требованиях он позволяет:

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

Использовать 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.

Экспортировать результаты для использования в других программах:

графические файлы - в форматах *.jpg или *.bmp, а видео файлы - в формате *.avi

Собирать из полученных результатов фото - и видеосъёмки 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

Что даёт учителю и ученику цифровой микроскоп, применительно к урокам биологии?

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…

Хорошо, если для проведения подобных обязательных по программе работ есть постоянный лаборант, либо подготовленные общественные помощники. А если Вы один - на 25 человек и 15 микроскопов? А стоящий посередине парты (один на двоих!) микроскоп нельзя сдвигать - иначе все настройки света и резкости сбиваются, при этом результаты работы (а также время и интерес) теряются.

Те же занятия проходят значительно легче и эффективнее, если проведение лабораторной работы предваряется вводным инструктажём, проведённым с помощью цифрового микроскопа.

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.

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.

После такого вводного инструктажа проведение лабораторной работы с помощью традиционных оптических микроскопов становится легче и эффективнее.

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.

Зато, поймав нужный угол, Вы легко выполните фотографию, не тянясь к компьютеру - прямо на части микроскопа, находящейся у Вас в руках, есть необходимая кнопка: нажали раз - получили фотографию, нажали и удерживаете - осуществляется видеосъёмка.

Качество получаемых с помощью цифрового микроскопа графических файлов