في عالم اليوم الرقمي ، تعتبر المجاهر الضوئية عفا عليها الزمن وتم استبدالها بنظيراتها الرقمية. هذا يوفر مزايا وعيوب. ولكن ، بلا شك ، تتمتع المجاهر الرقمية بإمكانيات وفرص أكبر ، يمكن لأي طالب استخدامها الآن.

المجهر هو نظام ضوئي معمل للحصول على صور مكبرة للأجسام الصغيرة بغرض العرض والدراسة والتطبيق العملي. يسمى الجمع بين تقنيات التصنيع والاستخدام العملي للمجاهر بالفحص المجهري.

بمساعدة المجاهر ، يتم تحديد الشكل والحجم والهيكل والعديد من الخصائص الأخرى للأجسام الدقيقة ، وكذلك البنية المجهرية للأجسام الكبيرة.

استغرق تاريخ إنشاء المجهر ككل الكثير من الوقت. تدريجيًا ، أدى تطوير التكنولوجيا البصرية إلى ظهور عدسات أفضل وأجهزة حمل أكثر دقة.

بحلول نهاية القرن العشرين ، وصلت المجاهر الضوئية إلى ذروة تطورها. كانت الخطوة التالية ظهور المجاهر الرقمية ، حيث تم استبدال العدسة بكاميرا رقمية.

في الواقع ، يتمثل الاختلاف الرئيسي بين المجهر الرقمي والمجهر التقليدي في عدم وجود عدسة يمكن من خلالها ملاحظة الجسم بالعين البشرية. بدلاً من ذلك ، يتم تثبيت كاميرا رقمية ، أولاً ، لا تسبب أي تشويه (يتم تقليل عدد العدسات) ، وثانيًا ، يتم تحسين إعادة إنتاج الألوان ، ويتم الحصول على الصور أيضًا في شكل رقمي ، مما يسمح بمعالجة إضافية لاحقة ، أيضًا كتخزين مجموعات ضخمة من الصور على قرص صلب واحد فقط.

مكبرة علم الأحياء المجهر

تم تكييف المجهر الرقمي Digital Blue QX5 للعمل في ظروف المدرسة. إنه مزود بمحول معلومات مرئي إلى رقمي يوفر نقلًا في الوقت الفعلي لصورة كائن دقيق وعملية دقيقة إلى جهاز كمبيوتر ، بالإضافة إلى تخزينها ، بما في ذلك في شكل تسجيل فيديو رقمي. يحتوي المجهر على هيكل بسيط وواجهة USB وإضاءة من مستويين. جاء معها البرمجياتبواجهة بسيطة وواضحة.

بتواضع ، من وجهة نظر حديثة ، متطلبات النظامتسمح:

تكبير الأشياء المدروسة الموضوعة على المسرح بمقدار 10 و 60 و 200 مرة (يتم الانتقال عن طريق قلب الأسطوانة الزرقاء)

استخدم كائنات شفافة وغير شفافة ، ثابتة وغير ثابتة

افحص أسطح الأجسام الكبيرة بدرجة كافية والتي لا تتناسب مباشرة مع المسرح

التقط صوراً وكذلك قم بعمل فيديو لما يحدث بالضغط على الزر المناسب داخل واجهة البرنامج

سجل ما تمت ملاحظته دون القلق بشأن سلامته في هذه اللحظة - يتم وضع الملفات تلقائيًا على القرص الصلب للكمبيوتر.

اضبط معلمات التصوير عن طريق تغيير معدل الإطارات - من 4 إطارات في الثانية إلى 1 في الساعة

قم بإجراء أبسط التغييرات في الصور المستلمة دون مغادرة برنامج المجهر: قم بتطبيق التوقيعات والفهارس ، ونسخ أجزاء من الصورة ، وما إلى ذلك.

نتائج التصدير لاستخدامها في برامج أخرى:

ملفات الرسوم - بتنسيقات * .jpg أو * .bmp ، وملفات الفيديو - بتنسيق * .avi

اجمع من نتائج مجموعات العروض التوضيحية لتصوير الصور والفيديو - "أشرطة أفلام" (يمكن لذاكرة البرنامج تخزين 4 تسلسلات في نفس الوقت ، بما في ذلك ما يصل إلى 50 عنصرًا لكل منها). بعد ذلك ، يمكن فك مجموعة مختارة من الإطارات ، غير المستخدمة مؤقتًا ، بسهولة ، حيث تظل ملفات الرسوم على القرص الصلب للكمبيوتر

اطبع ملف الرسم الناتج في ثلاثة أوضاع مختلفة:

9 صور مصغرة على ورقة A4 ، ورقة A4 كاملة ، صورة مكبرة مقسمة إلى 4 أوراق A4

اعرض الأشياء قيد الدراسة وجميع الإجراءات التي تم تنفيذها معهم على الشاشة كمبيوتر شخصيو / أو على شاشة العرض ، في حالة توصيل جهاز عرض وسائط متعددة بالكمبيوتر

ماذا يعطي المجهر الرقمي للمعلم والطالب فيما يتعلق بدروس علم الأحياء؟

واحدة من أكبر التحديات التي تواجه مدرس الأحياء عند القيام بعمل معمل باستخدام مجهر تقليدي هي القدرة شبه المعدومة على فهم ما يراه طلابه حقًا. كم مرة يطلب فيها الرجال شيئًا ليس مطلوبًا على الإطلاق - في مجال الرؤية هو إما حافة التحضير ، أو فقاعة هواء ، أو صدع ...

من الجيد أن يكون هناك مساعد مختبر دائم أو مساعدين عامين مدربين للقيام بهذا العمل الإلزامي في إطار البرنامج. وإذا كنت بمفردك - لـ 25 شخصًا و 15 مجهرًا؟ ولا يمكن تحريك المجهر الذي يقف في منتصف المكتب (واحد لشخصين!) - وإلا فإن جميع إعدادات الإضاءة والحدة تضيع ، بينما تضيع نتائج العمل (بالإضافة إلى الوقت والفائدة).

تكون نفس الفصول الدراسية أسهل وأكثر كفاءة إذا كان العمل المختبري مسبوقًا بإيجاز تمهيدي يتم إجراؤه باستخدام مجهر رقمي.

في هذه الحالة ، فإن الإجراءات التي يتم إجراؤها مع التحضير والتي يتم عرضها بشكل متزامن من خلال جهاز العرض والصورة الناتجة هي أفضل المساعدين.

إنها تُظهر للطالب بصريًا مسار العمل الصحيح والنتيجة المتوقعة. يتم أيضًا تحقيق حدة الصورة في إصدار الكمبيوتر من المجهر عن طريق تدوير البراغي.

من المهم أيضًا أن تتمكن من الإشارة إلى أجزاء الدواء والتوقيع عليها ، وجمع عرض شرائح من هذه الإطارات.

يمكنك القيام بذلك على الفور في الدرس وفي عملية التحضير له.

بعد هذا الموجز التمهيدي ، يصبح العمل المخبري باستخدام المجاهر الضوئية التقليدية أسهل وأكثر كفاءة.

إذا لم يكن لديك مكبرات ، فيمكن استخدام هذا المجهر كمنظار (تكبير 10 أو 60 مرة). أهداف الدراسة هي أجزاء الزهرة ، أو أسطح الأوراق ، أو الشعيرات الجذرية ، أو البذور ، أو الشتلات. والعفن - حتى المخاط ، حتى البنسليوم؟ بالنسبة لمفصليات الأرجل ، هذه كلها أجزائها المثيرة للاهتمام: الأرجل ، قرون الاستشعار ، أجزاء الفم ، العيون ، الأغطية (على سبيل المثال ، حراشف أجنحة الفراشة). للحبليات - قشور السمك وريش الطيور والصوف والأسنان والشعر والأظافر وغير ذلك الكثير. هذه ليست قائمة كاملة.

من المهم أيضًا أن تظل العديد من هذه الأشياء ، بعد الفحص المنظم باستخدام مجهر رقمي ، حية: الحشرات - البالغين أو يرقاتهم ، والعناكب ، والرخويات ، والديدان يمكن ملاحظتها عن طريق وضعها في أطباق بتري خاصة (يوجد اثنان منهم في المجموعة مع كل مجهر). + ملاقط ، ماصة ، 2 برطمان مع أغطية لجمع المواد). وأي نبات داخلي ، يتم إحضاره في وعاء على مسافة حوالي 2 متر من الكمبيوتر ، يصبح بسهولة موضوعًا للمراقبة والبحث ، دون فقد ورقة واحدة أو زهرة. هذا ممكن بسبب حقيقة أن الجزء العلوي من المجهر قابل للإزالة ، وعندما يتم إحضاره إلى الكائن ، فإنه يعمل مثل كاميرا الويب ، مما يعطي تكبيرًا 10x. الإزعاج الوحيد هو أن التركيز يتم فقط عن طريق الإمالة والتكبير والتصغير.

ولكن ، بعد أن التقطت الزاوية الصحيحة ، يمكنك بسهولة التقاط صورة دون الوصول إلى الكمبيوتر - مباشرة على جزء المجهر الموجود بين يديك ، يوجد الزر الضروري: اضغط عليه مرة واحدة - تحصل على صورة ، اضغط على و الانتظار - يتم تسجيل الفيديو.

جودة ملفات الرسوم التي تم الحصول عليها باستخدام مجهر رقمي

يمكن جعل دورة علم الأحياء المدرسية أكثر إثارة للاهتمام ولا تنسى إذا كنت تستخدم مواد العرض التوضيحي المرئي. ما هو علم الأحياء؟ هذا هو علم الطبيعة الحية والعالم من حولنا بشكل عام. لذلك ، يعد هذا مجالًا كبيرًا للبحث ، لأنه يمكنك دراسة بنية ووظائف مختلف الخلايا والأنسجة والأعضاء والكائن الحي بأكمله ، والتركيب الكيميائي للخلايا ، ونقل المعلومات الوراثية ، وتكاثر الخلايا وانقسامها ، إلخ. ومن الأشياء أن تحصل على كل هذه المعرفة من الكتب المدرسية ، وأن ترى شيئًا ما بأم عينيك من خلال المجهر شيء آخر.

لأطفال المدارس الخيار الأفضلستكون نماذج المجهر ، أو. إنها سهلة الاستخدام ، ولا تتطلب معرفة ومهارات خاصة ، وهي قادرة على توفير تكبير كافٍ - من 40 إلى 640 إلى 800 مرة ، وهو ما يكفي تمامًا لدراسة الخلايا النباتية والحيوانية وعينات الدم وغير ذلك الكثير.

بشكل عام ، يجب أن يتمتع المجهر الخاص بالطالب بالخصائص التالية:

• البصريات الزجاجية. بدون هذه الخاصية ، لن يكون من الممكن الحصول على صورة عالية الجودة ، خاصة عند التكبير العالي.
• الإضاءة العلوية والسفلية. الضوء العلوي مفيد للعمل مع العينات المعتمة ، بينما الضوء السفلي ، الأكثر استخدامًا ، ضروري للعينات الشفافة والشفافة والغشائية.
• عناصر الإضاءة. من الأفضل أن تكون مصابيح LED أو مصباح هالوجين. إنها تقوم بتسخين طاولة العمل قليلاً جدًا ، وتتمتع بعمر خدمة طويل وتوفر استنساخًا طبيعيًا للألوان.
• التركيز. نماذج المجاهر الأكثر جدية لها نوعان من التركيز - خشن ودقيق. من الناحية العملية ، سيستمتع الطفل بشكل أساسي بالتركيز الخشن على الموضوع ، لذا فإن وجود نوع واحد فقط من ضبط الحدة لا يمثل عقبة أمام الدراسة الكاملة للعينة.
• جسم المجهر. يجب أن تكون معدنية. سيضمن ذلك قوة الهيكل والعمر الطويل للمجهر.
• قوة المجهر. من الملائم استخدام المجهر ليس فقط في المنزل ، ولكن أيضًا في الميدان. لذلك ، يجدر الانتباه إلى مصادر طاقة المجهر. غالبًا ما يكون هناك نوعان منها - من أنابيب التيار المتردد ومن البطاريات.

مجهر لدورة "علم الأحياء" بالمنزل.

فيما يلي مثال على أبسط استخدام للميكروسكوب في المنزل للأغراض البيولوجية. أول ما يبدأ تلاميذ المدارس في التعرف عليه في دروس علم النبات هو بنية النباتات. المكون الرئيسي لجميع النباتات هو الخلية ، والتي غالبًا ما يدرسها تلاميذ المدارس باستخدام مثال البصل.

عادة ما يتم تحضير اثنين من الاستعدادات - ملونة وغير ملونة. للقيام بذلك ، من الضروري فصل مقياس سمين عن البصل وإزالة القشرة من جانبها الداخلي. يتم وضع هذا القشر على شريحة زجاجية ، ويتم وضع قطرتين من الماء في الأعلى ويتم تغطية العينة بغطاء. تتم إزالة الماء الزائد بورق الترشيح.

يتم تحضير المستحضر الملون بطريقة مماثلة ، ولكن بدلاً من الماء النقي ، يتم وضع مزيج من اليود والماء على شريحة زجاجية. يخترق محلول اليود عمق الخلية ويجعل الهياكل الشفافة للبصل متاحة للدراسة.

علاوة على ذلك ، تتم دراسة كلا المستحضرين بتكبيرات مختلفة ، ولكن سيكون التكبير المتوسط ​​والعالي هو الأفضل. في إعداد غير ملوث ، يمكن رؤية الهيكل الخارجي للخلية وجدرانها فقط ، بينما تظل الهياكل الداخلية غير مرئية. في المستحضر الملون ، على العكس من ذلك ، يمكن للمرء أن يرى الهيكل الداخلي للخلية - السيتوبلازم ، الذي اكتسب صبغة بنية فاتحة ونواة كبيرة ونواة حمراء تطفو فيها. عند أعلى نسبة تكبير ، تصبح المسام بين الخلايا مرئية - ممرات ضيقة لتوزيع الماء والعناصر الغذائية بشكل متساوٍ بين الخلايا.

أيضًا ، عند أعلى نسبة تكبير ، يمكنك أن ترى أن السيتوبلازم في الخلايا يقع فعليًا عند حواف غشاء الخلية ، وظل الجزء المركزي من الخلية شفافًا (لم يخترق محلول اليود ذلك) وتم فصله بأقسام . المسافة بين الأقسام تسمى الفجوة ، وهي تخزن العناصر الغذائية والمياه اللازمة لنمو النبات. ولا يبدو السيتوبلازم نفسه عند التكبير العالي متجانسًا. يحتوي هيكلها على حبيبات يتم توفيرها من خلال العضيات الموجودة فيها. بفضلهم ، تتمتع خلايا جلد البصل بنمط غريب تحت الفحص المجهري.

ماذا يمكنك أن تتعلم مع القوس العادي؟ على سبيل المثال ، تحلل البلازما وانحلال البلازما ، عمليتان مترابطتان. تحلل البلازما هو عملية فصل السيتوبلازم عن جدار الخلية وتقليص الخلية نفسها. انحلال البلازما هو عملية عكسية ، عندما يتم استعادة الشكل والمرونة السابقة للخلايا. في الواقع ، يمكن لمثل هذه التجربة أن تُظهر للطفل بوضوح كيف يحدث موت الخلية من الجفاف واستعادتها. ومع ذلك ، لا تحتوي جميع الخلايا على تحلل البلازما القابل للعكس. هذا ممكن فقط في الخلايا ذات جدار خلوي كثيف ، على سبيل المثال ، في النباتات والفطريات والبكتيريا الكبيرة. لكن جدران الخلايا الحيوانية لا تتمتع بالكثافة اللازمة ، لذلك فعند ضياع كمية كبيرة من السوائل تتقلص ، ويموت بعضها.

لإجراء تجربة مع تحلل البلازما وانحلال البلازما ، من الضروري تحضير مستحضر غير ملوث من قشر البصل ، كما هو الحال بالنسبة لدراسة بنية الخلية النباتية. ومع ذلك ، بدلاً من الماء العادي ، يتم تطبيق محلول ملحي على الشريحة الزجاجية. لاستعادة شكل الخلية ، تحتاج إلى إسقاط بضع قطرات من الشاي - أسود أو أخضر أو ​​عشبي - تحت الغطاء. كلهم متشابهون في خصائصهم مع محلول ناقص التوتر ، والذي يستخدم أحيانًا للأغراض الطبية. يحتوي على كمية قليلة من الأملاح ، لذلك يسهل اختراق الخلية واستعادة شكلها.

يمكنك دراسة عدد كبير من المستحضرات تحت المجهر ، وأفضل جزء هو أنه يمكن تحضير معظمها بشكل مستقل. من المثير للغاية أن ننظر إلى خلايا الطماطم والبطاطس والكمثرى والرمل والتوابل وحبوب اللقاح والحشرات تحت المجهر. في الواقع ، كل ما يرغب به قلبك يمكن وضعه على مسرح المجهر ، الشيء الرئيسي هو اختيار الإضاءة المناسبة والتكبير الأنسب. كل شيء آخر سيأتي مع الخبرة!

من الصعب اليوم تخيل النشاط العلمي للإنسان بدون مجهر. يستخدم المجهر على نطاق واسع في معظم مختبرات الطب والبيولوجيا والجيولوجيا وعلوم المواد. النتائج التي يتم الحصول عليها باستخدام المجهر ضرورية لإجراء تشخيص دقيق ومراقبة مسار العلاج. باستخدام المجهر ، يتم تطوير وإدخال عقاقير جديدة ، ويتم إجراء اكتشافات علمية.

مجهر - (من اليونانية mikros - small و skopeo - أنا أنظر) ، جهاز بصري للحصول على صورة مكبرة للأشياء الصغيرة وتفاصيلها غير المرئية للعين المجردة. يمكن للعين البشرية أن تميز تفاصيل جسم لا يقل عن 0.08 مم عن بعضها البعض. باستخدام مجهر ضوئي ، يمكنك رؤية التفاصيل ، والمسافة التي تصل إلى 0.2 ميكرون. يسمح لك المجهر الإلكتروني بالحصول على دقة تصل إلى 0.1-0.01 نانومتر. يرجع اختراع المجهر ، وهو أداة مهمة جدًا لجميع العلوم ، في المقام الأول إلى تأثير تطور علم البصريات. كانت بعض الخصائص البصرية للأسطح المنحنية معروفة حتى لإقليدس (300 قبل الميلاد) وبطليموس (م) ، لكن قوتها المكبرة لم تجد تطبيقًا عمليًا. في هذا الصدد ، اخترع سالفينيو ديلي أرليتى الزجاج الأول في إيطاليا فقط في عام 1285. في القرن السادس عشر ، أظهر ليوناردو دافنشي وموروليكو أنه من الأفضل دراسة الأشياء الصغيرة باستخدام عدسة مكبرة.

تم إنشاء أول مجهر فقط في عام 1595 بواسطة Z. Jansen. يتكون الاختراع من حقيقة أن Zacharius Jansen قام بتركيب عدستين محدبتين داخل أنبوب واحد ، وبالتالي وضع الأساس لإنشاء مجاهر معقدة. تم التركيز على الكائن قيد الدراسة بواسطة أنبوب قابل للسحب. كان تكبير المجهر من 3 إلى 10 مرات. وكان طفرة حقيقية في مجال الفحص المجهري! كل من مجهره التالي ، تحسن بشكل ملحوظ.

خلال هذه الفترة (القرن السادس عشر) بدأت أدوات البحث الدنماركية والإنجليزية والإيطالية بالتطور تدريجياً ، وأرست الأساس للفحص المجهري الحديث. بدأ الانتشار السريع للمجاهر وتحسينها بعد أن بدأ جاليليو (ج. جاليلي) ، بتحسين التلسكوب الذي صممه ، في استخدامه كنوع من المجهر () ، وتغيير المسافة بين العدسة والعينية.

مجهر جاليليو.

في عام 1625 ، اقترح أي. فابر ، عضو "أكاديمية اليقظة" الرومانية ("Akudemia dei lincei") مصطلح "مجهر". تم تحقيق النجاحات الأولى المرتبطة باستخدام المجهر في البحث البيولوجي العلمي بواسطة R. Hooke ، الذي كان أول من وصف خلية نباتية (حوالي 1665). في كتابه "Micrographia" وصف هوك هيكل المجهر.

في عام 1681 ، ناقشت الجمعية الملكية في لندن في اجتماعها بالتفصيل الوضع الغريب. وصف الهولندي ليفينجوك (A. van Leenwenhoek) المعجزات المذهلة التي اكتشفها بمجهره في قطرة ماء ، في ضخ الفلفل ، في طين نهر ، في جوف أسنانه. قام Leeuwenhoek ، باستخدام المجهر ، باكتشاف ورسم الحيوانات المنوية لمختلف الأوليات ، وتفاصيل بنية أنسجة العظام ().

تم تكبير أفضل مكبرات Leeuwenhoek 270 مرة. معهم ، رأى لأول مرة كريات الدم ، وحركة الدم في الأوعية الشعرية في ذيل الشرغوف ، وتضخم العضلات. فتح infusoria. لأول مرة انغمس في عالم الطحالب المجهرية أحادية الخلية ، حيث تكمن الحدود بين الحيوان والنبات. أين هو الحيوان المتحرك مثل نبات أخضر، تمتلك الكلوروفيل وتتغذى عن طريق امتصاص الضوء ؛ حيث فقد النبات ، الذي لا يزال مرتبطًا بالركيزة ، الكلوروفيل ويبتلع البكتيريا. أخيرًا ، حتى أنه رأى البكتيريا في تنوع كبير. ولكن ، بالطبع ، في ذلك الوقت لم تكن هناك إمكانية بعيدة لفهم أهمية البكتيريا بالنسبة للإنسان ، أو معنى المادة الخضراء - الكلوروفيل ، أو الحدود بين النبات والحيوان.

في عام 1668 ، قام إ. ديفيني بتركيب عدسة ميدانية على العدسة ، وقام بإنشاء عدسة من النوع الحديث. في عام 1673 ، قدم هافيلي لولبًا ميكرومترًا ، واقترح هيرتيل وضع مرآة تحت مرحلة المجهر. وهكذا ، بدأ تجميع المجهر من تلك الأجزاء الرئيسية التي تشكل جزءًا من مجهر بيولوجي حديث.

في عام 1824 ، أعطت فكرة Sallig العملية البسيطة ، التي أعادت إنتاجها شركة Chevalier الفرنسية ، نجاحًا هائلاً للميكروسكوب. العدسة ، التي كانت تتكون من عدسة واحدة ، مقسمة إلى أجزاء ، وبدأت تصنع من العديد من العدسات اللونية. وهكذا ، تضاعف عدد المعلمات ، وأعطيت إمكانية تصحيح أخطاء النظام ، ولأول مرة أصبح من الممكن التحدث عن تكبيرات كبيرة حقيقية - بمقدار 500 وحتى 1000 مرة. انتقلت حدود الرؤية النهائية من ميكرون إلى ميكرون واحد. تم ترك مجهر Leeuwenhoek في الخلف. في السبعينيات من القرن التاسع عشر ، تقدمت مسيرة الفحص المجهري المنتصرة. كان المتحدث إي. آبي.

تم تحقيق ما يلي: أولاً ، انتقل القرار المحدد من نصف ميكرون إلى عُشر ميكرون. ثانياً ، في بناء المجهر ، بدلاً من التجريبية التقريبية ، تم تقديم شخصية علمية عالية. ثالثًا ، أخيرًا ، يتم عرض حدود الممكن بالمجهر ، ويتم التغلب على هذه الحدود.

الأجزاء الرئيسية من المجهر الضوئي (الشكل 1) هي هدف وعينية محاطة بجسم أسطواني - أنبوب. تأتي معظم النماذج المصممة للبحث البيولوجي مع ثلاث عدسات بأطوال بؤرية مختلفة وآلية دوارة مصممة للتغيير السريع - برج ، غالبًا ما يسمى البرج. يقع الأنبوب أعلى حامل ضخم ، بما في ذلك حامل الأنبوب. أسفل الهدف بقليل (أو البرج متعدد الأهداف) هو مرحلة الكائن ، حيث يتم وضع الشرائح مع عينات الاختبار. يتم ضبط الحدة باستخدام برغي ضبط خشن ودقيق ، والذي يسمح لك بتغيير موضع المرحلة بالنسبة للهدف.

مجاهر بصرية مجهر بصري قريب من المجال مجهر متحد البؤر مجهر ليزر ثنائي الفوتون مجاهر إلكترونية مجهر إلكتروني ناقل مجهر مسح مجهر مسح مجهر مسح مجهر القوة الذرية مسح مجهر نفقي مجاهر الأشعة السينية مجاهر الأشعة السينية العاكسة ليزر الأشعة السينية مجهر (XFEL)

Yu.O. شيفياخوفا ،
مدرس أحياء بالمدرسة الثانوية رقم 110 ،
مدينة موسكو

استخدام المجهر الرقمي في فصول علم الأحياء العملية

لا يمكن التفكير في تدريس العلوم الطبيعية دون الاستخدام الواسع النطاق لطرق ووسائل التدريس المختلفة ، لأن التخصصات المدرسية مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء يجب أن تكشف أسرار الحياة البرية للطفل ، وليس من السهل القيام بذلك ضمن حدود حجرة الدراسة بالمدرسة.

في المرحلة الحالية من تطوير التعليم المدرسي ، تعتبر مشكلة استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر في الفصل الدراسي ذات أهمية كبيرة ، لأن المدرسة يجب أن تعد أشخاصًا متعلمين يمكنهم التنقل بسهولة وسرعة في عالم المعلومات ، والتفكير بشكل مستقل. من المستحيل اليوم تخيل متخصص حديث لا يمتلك تقنيات معلومات جديدة. يمتلك العديد من الطلاب أجهزة كمبيوتر حديثة في المنزل. تظهر الفصول الدراسية لعلوم الكمبيوتر الحديثة في المدارس ، والفصول الدراسية في علم الأحياء مجهزة بالمجاهر الرقمية وأجهزة عرض الوسائط المتعددة ، ويتم تطوير منتجات برمجية جديدة.

أعتقد أنه ليست هناك حاجة لتذكير الزملاء بأن كل ما يتعلق بتكنولوجيا الكمبيوتر يثير اهتمامًا كبيرًا بين الطلاب - وهذا ملحوظ بشكل خاص على خلفية التدهور العام في الاهتمام المعرفي. في هذا التقرير ، أكشف بالتفصيل عن قضايا استخدام المجهر الرقمي في الفصول العملية وأثناء التجارب التوضيحية.

أولاً ، بضع كلمات حول مزايا وعيوب العمل بالمجهر الرقمي.

بادئ ذي بدء ، أود أن أشير إلى بساطة العمل باستخدام المجهر ، جنبًا إلى جنب مع وظائفه الرائعة.

الميزة الثانية هي إمكانية إظهار نتائج التجارب باستخدام جهاز عرض رقمي على الشاشة أي عند إجراء تجربة أو دراسة شيء ما ، يمكن لجميع الطلاب في الفصل ملاحظة نتيجة التجربة أو الكائن في نفس الوقت والاستماع إلى تعليقات المعلم أو أحد زملائه في الفصل. بالإضافة إلى ذلك ، يصبح من الممكن إجراء العروض التوضيحية والتجارب التوضيحية إذا كان هناك كائن واحد صغير الحجم على الأقل. نتيجة لذلك ، يمكن تنفيذ أحد أهم المبادئ في دراسة العلوم الطبيعية ، وهو مبدأ التصور.

الميزة الثالثة المهمة للغاية هي الإضاءة المستقلة ، والتي تجعل من الممكن العمل في كل من الضوء المنعكس والمنقول ، مما يزيد بشكل كبير من قائمة الكائنات للفحص المجهري. بالإضافة إلى الاستعدادات الدقيقة التقليدية ، يمكن للطلاب أيضًا فحص الأشياء المعتمة.

الميزة الرابعة هي القدرة على تصوير الشيء المعروض. يمكن للطلاب طباعة ولصق صور الأشياء أو نتائج التجارب في دفتر ملاحظات. يمكن استخدام الرسوم التوضيحية التي أعدها الطلاب للتحكم في المعرفة في الدروس اللاحقة.

الميزة الخامسة هي إمكانية تصوير الفيديو لإظهار المراحل الوسيطة للتجارب طويلة المدى ، عندما لا يكون من الممكن إظهار التحولات في الوقت الحقيقي ، على سبيل المثال ، عملية إنبات البذور. يمكن استخدامه أيضًا لإظهار حركات الكائنات المختلفة ، مثل ديدان الأرض والمحار (نعلم جميعًا أن هذه الموضوعات تتم دراستها في الشتاء).

الميزة السادسة هي سهولة تسمية الأرقام. هذا مناسب للاستخدام أثناء التدريبات العملية مع عدد كبير من التجارب أو مع الأشياء التي لها بنية معقدة. على سبيل المثال ، عند أداء أعمال مثل "الهيكل الخارجي والداخلي للجلد" ، "الهيكل الخارجي للحشرة".

الهيكل الخارجي (أ) والداخلي (ب) للتصوير

الميزة السابعة هي القدرة على العمل في الوضع اليدوي.

كما ترى ، هناك العديد من المزايا ، ولكن هناك أيضًا عيوب. وتشمل هذه:

الحاجة إلى قاعدة تقنية معينة في المدرسة: أجهزة كمبيوتر ، ويفضل جهاز عرض رقمي ، وطابعة ؛

مجموعة صغيرة من التكبير ودقة منخفضة مقارنة بالمجاهر الضوئية ؛

يؤدي نقص الدعم المنهجي إلى زيادة وقت التحضير للدرس بشكل كبير.

العيبان الأوليان يفوقان قدرتنا على تصحيحهما ، وأريد أن أكرس بقية تقريري لحل المشكلة الثالثة.

كانت مدرستنا محظوظة: أولاً ، تلقينا 10 مجاهر في وقت واحد ؛ ثانيًا ، أتيحت لنا الفرصة لوضعهم في فصل كمبيوتر ، وإذا لزم الأمر ، تنفيذ عمل عملي هناك. إذا كان الوضع في مدرستك مشابهًا ، فستواجه حتمًا ثلاث مشكلات:

خيار العمل التطبيقي، والتي يمكن إجراؤها باستخدام مجهر رقمي ؛

إعداد بطاقات التعليمات للعمل ؛

اختيار كائنات للفحص المجهري الرقمي.

لقد قمت بالفعل ببعض هذا العمل. وبالتحديد ، تم تجميع قائمة بالعمل العملي باستخدام مجهر رقمي في دروس علم النبات ، وتم اختيار الأشياء الأكثر ملاءمة.

تم تطوير بطاقات تعليمية لكل من هذه الأعمال. تتكون كل بطاقة من جزأين:

- البحث (يتم تقديم ترتيب الإجراءات التي يجب على الطالب القيام بها أثناء العمل) ؛
- معالجة النتائج (يُعرض على الطلاب أسئلة ومهام لصياغة الاستنتاجات).

يمكن تقديم تقرير عن العمل المنجز بعدة أشكال ، والتي تعتمد أيضًا على المعدات الفنية للمدرسة.

الخيار الأول:يقوم الطلاب بطباعة الصور مع توقيعات الأشياء ، ولصقها في مجلة المختبر ، والإجابة على الأسئلة للحصول على نتيجة.

الخيار الثاني: يقوم الرجال بحفظ نتائج العمل على الكمبيوتر في مجلدهم المخصص ، ويتحقق المعلم من صحة التوقيعات ويجيب على الأسئلة للدرس التالي.

الخيار الثالث(مجتمعة): يتم تقديم الاستنتاجات كتابةً ، ويتم حفظ الرسومات على الكمبيوتر.

في الوقت الحالي ، يجري تطوير بطاقات إرشادية لدورة علم الحيوان وعلم التشريح.

ولكن حتى لو كان مكان المعلم فقط مجهزًا بمجهر رقمي ، فهذا يكفي للقيام بعمل عالي الجودة وكامل.

من الممكن إجراء جميع أنواع العروض التوضيحية في الدروس إذا كان لدينا كائن طبيعي صغير واحد حول موضوع الدرس (على سبيل المثال ، جناح الفراشة) ، لكن ليس لدينا الوقت لإجراء عمل مخبري لدراسته. عند إجراء عمل جماعي في درس ، يمكنك تكليف مهمة للعمل باستخدام مجهر لإحدى المجموعات. يمكن بعد ذلك أن يرى الفصل بأكمله نتيجة العمل أثناء مناقشة نتائج الدرس.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك الجمع بين عرض كائن مع مجهر رقمي والعمل الفردي للطلاب باستخدام المجاهر الضوئية. يمكن استخدام هذه التقنية ، على سبيل المثال ، عند تنفيذ أعمال مثل "هيكل ورقة السرخس" ، "هيكل الفطريات العفن" ، "خلايا لب الطماطم". من خلال تنظيم الدرس هذا ، يمكن للطلاب مقارنة نتائج عملهم بنتائج العمل الذي قام به المعلم. تعمل أساليب العمل هذه على تطوير الاستقلالية والتفكير النقدي والملاحظة بين الطلاب ، كما توفر الوقت الذي يقضيه المعلم في التعليقات والاستشارات الفردية التي يجب تقديمها أثناء العمل العملي وفقًا للطريقة القياسية لكل زوج من الطلاب. هذا صحيح بشكل خاص خلال العمل العملي الأول.

يمكن استخدام الصور التي تم التقاطها مسبقًا من قبل الطلاب أو المعلم في إعداد العروض التقديمية لمرافقة شرح أو اختبار.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن استخدام تقنيات المعلومات المختلفة في دروس علم الأحياء يجعل من الممكن تنظيم أنشطة المعلم والطلاب بشكل أكثر فاعلية ؛ تحسين جودة التعليم ؛ لتطبيق مبدأ الرؤية ، وهو أمر مهم للغاية في دراسة العلوم الطبيعية ؛ إبراز أهم خصائص الأشياء قيد الدراسة.

وتجدر الإشارة على وجه الخصوص إلى أن استخدام تقنيات المعلوماتفي الفصل الدراسي يتيح الفرصة لإظهار للطلاب أن الكمبيوتر لا يمكن أن يكون مجرد آلة كاتبة أو وحدة تحكم في الألعاب ، ولكن ، أولاً وقبل كل شيء ، نظام فكري معقد لاكتساب المعرفة. ولكن ، بالطبع ، العمل باستخدام مجهر رقمي أو مجموعة متنوعة من منتجات البرامج الموجودة حاليًا في السوق التعليمية لا ينبغي بأي حال من الأحوال أن تحل محل الأساليب التقليدية للعمل مع الأشياء الطبيعية ، والأعشاب ، والمجاهر الضوئية. نحتاج أن نفهم أن هذه مجرد واحدة من الأساليب المنهجية التي تجعل من الممكن تنويع الدرس.

بيكيتوفا ن.

مكان العمل:

مدرس من أعلى فئة MBOU ياسوش

موضوع "فئة رئيسية"استخدام المجهر الرقمي في دروس علم الأحياء

استهداف:
تعريف المشاركين في الفصل الرئيسي بإمكانيات استخدام المجهر الرقمي في دروس علم الأحياء

مهام:

تعرف على طريقة عمل المجهر الرقمي.

تعلم كيفية استخدام المجهر.

انعكاس نشاطك

المعدات: مجهر ، ميكروسكوب رقمي ، معمل دقيق ، بصل ، فطر مكور ، مزرعة البكتيريا

خطة عمل:

المرحلة 1 (النظرية)

المرحلة 2 (عملي)
المرحلة 3

المرحلة الرابعة

المرحلة 1 (النظرية)
مجهر رقمي يسمح للمعلم

بداية القرن الحادي والعشرين يحدث تحت علامة تحديث التعليم المدرسي.

هناك تقنيات وأساليب وكتب تعليمية جديدة.

يجب أن يركز تحسين وسائل وأساليب تدريس علم الأحياء على تنمية النشاط المعرفي والتفكير الإبداعي لدى الطلاب ، وتنمية المهارات لتطبيق المعرفة في الممارسة. لتحسين تنظيم التدريب بشكل كبير ، من الضروري الانتباه إلى أشكال العمل التي تنشط عمل الطلاب. على نحو متزايد ، يتم إدخال تقنيات المعلومات في العملية التعليمية.

الآن أجهزة الكمبيوتر المزودة بأجهزة عرض ، ظهرت السبورات البيضاء التفاعلية في العديد من الفصول الدراسية بالمدارس. يتم عقد العديد من دروس علم الأحياء باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر.
يعد المجهر الرقمي أحد الوسائل المبتكرة لتعليم المعلومات والاتصالات في دروس علم الأحياء.

يجمع المجهر الرقمي بين مجهر ضوئي وكاميرا رقمية ملونة ، يتطابق محورها البصري مع المحور البصري للميكروسكوب. يمكن أيضًا استخدام المجهر الضوئي بدون كاميرا يتم تثبيتها بدلاً من العدسة بعد ضبط الصورة. الكاميرا متصلة بمنفذ USB بالكمبيوتر.

ماذا يمكن أن يفعل المجهر الرقمي؟

نقل أشكال وحدود وألوان الكائن بدقة ،

أداء مجموعة متنوعة من الأعمال الجيدة

قم بعمل ملاحظات من شاشة المراقبة ،

نقل نتائج المراقبة عبر المسافات ،

تحرير الصور وإجراء تصوير الفيديو لعمليات الحياة.

اطبع ملف الرسم الناتج في ثلاثة أوضاع مختلفة:
9 صور مصغرة على ورقة A4 ، ورقة A4 كاملة ، صورة مكبرة مقسمة إلى 4 أوراق A4

يجب أن أقول إن العمل بالمجهر هو أحد أكثر الأنشطة المفضلة للطلاب من جميع الأعمار. إن استخدام المجهر الرقمي يجعله أكثر حيوية ولا يُنسى ، ويستمتع المعلم نفسه بهذا العمل.

واحدة من أكبر التحديات التي تواجه مدرس الأحياء عند القيام بعمل معمل باستخدام مجهر تقليدي هي القدرة شبه المعدومة على فهم ما يراه طلابه حقًا. كم مرة يطلب فيها الرجال شيئًا ليس مطلوبًا على الإطلاق - في مجال الرؤية هو إما حافة التحضير ، أو فقاعة هواء ، أو صدع ...

في هذه الحالة ، فإن الإجراءات التي يتم إجراؤها مع التحضير والتي يتم عرضها بشكل متزامن من خلال جهاز العرض والصورة الناتجة هي أفضل المساعدين.
إنها تُظهر للطالب بصريًا مسار العمل الصحيح والنتيجة المتوقعة. يتم أيضًا تحقيق حدة الصورة في إصدار الكمبيوتر من المجهر عن طريق تدوير البراغي.
عند إجراء العمل المخبري في الفصل الدراسي ، يكون استخدام المجهر الرقمي مفيدًا جدًا. فإنه يمكن:

دراسة الكائن قيد الدراسة ليس من قبل طالب واحد ، ولكن من قبل مجموعة من الطلاب في نفس الوقت ، حيث يتم عرض المعلومات على شاشة الكمبيوتر ؛

استخدام صور الأشياء كجداول توضيحية لشرح موضوع ما أو عند إجراء مقابلات مع الطلاب ؛

دراسة الكائن في الديناميات ؛

إنشاء صور ومقاطع فيديو للعرض التقديمي حول الموضوع قيد الدراسة ؛

استخدام صور الكائنات على

وسائط ورقية.

ينشط عمل الطلاب في الفصل. يعزز تنمية الكفاءات المعرفية والمعلوماتية والبحثية للطلاب

يزيد مستوى تحفيز الطلاب يساعد على القيام بالأعمال العملية والمخبرية بشكل فردي وأمامي وجماعي

يزيد الاهتمام بأنشطة البحث والبحث

يساهم في تحصيل الطلاب.

من المهم أيضًا أن تتمكن من الإشارة إلى أجزاء الدواء والتوقيع عليها ، وجمع عرض شرائح من هذه الإطارات. يمكنك القيام بذلك على الفور في الدرس وفي عملية التحضير له.

المرحلة 2 (عملي)
إجراء العمل المخبري (العمل في مجموعات)

الأوراق على الطاولات. الملحق رقم 1 (قواعد العمل بالمجهر "

ملحق رقم 2 (بطاقة إرشادية للعمل المخبري)

الملحق رقم 3 (صحيفة التقييم الذاتي)

المرحلة 3
عرض لتجربة العمل بالمجهر الرقمي في الفصل (الملحق رقم 4)

المرحلة الرابعة
انعكاس الأنشطة (مناقشة المشاركين لأنشطتهم كطلاب ومستمعين) (ملحق رقم 5 - ملاحظات المستمعين).

يتيح استخدام المجهر الرقمي في دروس علم الأحياء زيادة الاهتمام بالموضوع ، وتحسين جودة التعليم ، وعكس الجوانب الأساسية للأشياء البيولوجية ، وتجسد مبدأ الرؤية ، وإبراز أهمها (من حيث الغايات والأهداف التعليمية) خصائص الأشياء المدروسة والظواهر الطبيعية.

يمكن استخدام المواد التي تم الحصول عليها بمساعدة المجهر الرقمي في كل من العملية التعليمية والأنشطة اللامنهجية (الدائرة ، الدورة الاختيارية ، الدورة الاختيارية).