數(shù)碼顯微鏡教育運(yùn)用的優(yōu)勢

數(shù)碼顯微鏡教育運(yùn)用的優(yōu)勢

進(jìn)行創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)是目前教學(xué)的趨勢，這也是目前新課程教材增加了許多研究性實(shí)驗(yàn)的原因。

 但是由于普通顯微鏡使用的特殊性和個(gè)體性，傳統(tǒng)的鏡下觀察使學(xué)生很難得到教師的有效指導(dǎo)，隨著數(shù)碼顯微鏡和數(shù)碼互動(dòng)教室的引入和應(yīng)用，使傳統(tǒng)的由教師個(gè)別地手把手地教學(xué)生用顯微鏡進(jìn)行微觀形態(tài)觀察的教學(xué)方法，變?yōu)閹熒?dòng)的、圖像共享的、率的教學(xué)體系。
傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：
1）師生、同學(xué)之間缺乏交流與互動(dòng)；
2）現(xiàn)有的光學(xué)顯微鏡功能單一，教學(xué)內(nèi)容局限性大；
3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程無法保存；
4）好的實(shí)驗(yàn)無法再現(xiàn)與共享；
5）一課時(shí)的時(shí)間有限，教師的指導(dǎo)都是個(gè)別的，也無法同時(shí)觀察到全班同學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展與現(xiàn)象。 
以上這些問題利用數(shù)碼顯微鏡或在數(shù)碼互動(dòng)教室中可以得好的解決。

 一、先了解數(shù)碼互動(dòng)教室的組成：
（1）數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)

 數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)由一臺帶高像素（300萬像素或者更高）像素?cái)z像系統(tǒng)的教師顯微鏡和若干臺內(nèi)置高像素（通常是200萬像素）的學(xué)生數(shù)碼顯微鏡構(gòu) 成。該系統(tǒng)能夠提供高像素清晰的畫面。并實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)上。 
（2）數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)圖像系統(tǒng)

 學(xué)生用顯微鏡與教師的計(jì)算機(jī)相連，可在教師計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行同步顯示，也可有選擇性地顯示任何一臺學(xué)生顯微鏡的圖像。同時(shí)該系統(tǒng)還可進(jìn)一步將實(shí)時(shí)圖像投影到大屏幕上，以使更多的學(xué)生對好的圖像講解共享。此外，該系統(tǒng)還具有視頻的白平衡、除噪與單獨(dú)調(diào)整、快速圖像捕捉等功能。 
（3）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 

 數(shù)碼顯微圖像處理系統(tǒng)所使用的圖像軟件系列，不僅提供對圖像進(jìn)行各種測量，并且還可以對選定目標(biāo)進(jìn)行過濾處理、分割及自動(dòng)計(jì)數(shù)，能手動(dòng)、自動(dòng)拍照、錄象，自動(dòng)曝光和自動(dòng)平衡。 
（4）語音問答系統(tǒng) 

該系統(tǒng)包括教師端主控計(jì)算機(jī)和學(xué)生端的操作面板等。具有全通話模式、學(xué)生示范模式、師生對講模式、分組討論模式。這些模式可充分保證教師與學(xué)生之間的語音雙向交流、學(xué)生之間的雙向?qū)υ捯约皩W(xué)生分組討論渠道的暢通。

二、數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)具有的優(yōu)勢： 
（1）輕松準(zhǔn)確的示范 
數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)具有*的示教功能，它可通過教師的多功能數(shù)碼顯微鏡把示教標(biāo)本的圖像投影到屏幕上，或者傳輸?shù)礁鱾€(gè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)顯示屏上，使全部學(xué) 生能同時(shí)觀察，對所示教的內(nèi)容有一個(gè)高度統(tǒng)一，避免造成認(rèn)識上的誤差。同時(shí)教師任意選擇一位學(xué)生所觀察到的圖像并投影出來給其他學(xué)生觀察和比較，使學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)掌握大量的信息。 
（2）有效的監(jiān)控和指導(dǎo) 

 數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，使教師的計(jì)算機(jī)能清楚地顯示出每個(gè)學(xué)生顯微鏡下的動(dòng)態(tài)變化，隨時(shí)掌握學(xué)生的研究情況，以及學(xué)生觀察顯微鏡下的內(nèi)容準(zhǔn)確度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題并予以指導(dǎo)。 
（3）良好的雙向溝通功能 

 傳統(tǒng)的研究實(shí)驗(yàn)過程中，如果學(xué)生對其鏡下的標(biāo)本有疑問時(shí)，而教師和學(xué)生不能同時(shí)觀察同一畫面，使師生間的討論和交流變得非常困難。數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)用，學(xué)生可通過提問系統(tǒng)主動(dòng)請求教師幫助，顯微鏡中的指針可指示顯微鏡畫面中的任意位置，使討論雙方對于討論的內(nèi)容一目了然。師生間的交流變得非常 直觀而有效。 
（4）方便靈活的圖像處理

在數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的學(xué)生端設(shè)有拍照按鍵，學(xué)生可隨時(shí)將需要留存的圖像拍攝下來，方便保存研究記錄。同時(shí)該系統(tǒng)具備圖像處理、分析、長時(shí)間數(shù)碼錄像等功能，在實(shí)驗(yàn)過程中老師可隨時(shí)記錄顯微鏡下的圖像，及時(shí)捕捉有價(jià)值的圖片資料，從而實(shí)現(xiàn)圖像的長期保存和隨時(shí)再現(xiàn)；并可對特殊要求的圖像或不合要求的圖像 作必要的加工、裁剪和特殊處理，以滿足研究結(jié)束時(shí)的成果展示。

利用數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)觀察、實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生思維活躍、上課情緒高漲，教師通過引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設(shè)計(jì)解決問題的方案、得出結(jié)論并進(jìn)行成果交流，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握了一些基本的科學(xué)研究方法，學(xué)生的研究能力和創(chuàng)造能力得以提高，在小組活動(dòng)中，學(xué)生合作、交流、互助的意識明顯增 強(qiáng)。實(shí)踐證明，借肋數(shù)碼顯微鏡或數(shù)碼互動(dòng)教室不僅很好的解決了傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題，還對研究性學(xué)習(xí)開展、開拓學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、挖掘?qū)W生潛能起到了良好的促進(jìn)作用。

三、數(shù)碼顯微鏡在高中生物課改中的應(yīng)用

根據(jù)浙江省高中生物學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)要求，結(jié)合新的浙江省教材，涉及到需要用到數(shù)碼顯微鏡和數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的的實(shí)驗(yàn)共計(jì)有4個(gè)模塊，其中必修1《分子與細(xì)胞》中2/3的實(shí)驗(yàn)必需使用顯微鏡。整套高中教材涉及到使用數(shù)碼顯微鏡和數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)超過20個(gè)。

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