数码显微镜教学适用性评测报告.doc

数码显微镜教学适用性评测报告 随着科技的进步，数字化实验器材开始逐步渗入科学课堂。由数码显微镜、数字化传感器、互动白板、学生移动终端所构建的小学科学数字化实验室，将成为未来科学教育装备的发展方向。其中数码显微镜将是数字化实验室的核心装备之一。 一、什么是数码显微镜 数码显微镜又叫视频显微镜，它是将显微镜看到的实物图像通过数模转换，使其成像在显微镜自带的屏幕上或计算机上。数码显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、液晶屏幕技术结合在一起的一种设备。有了它，我们对微观世界的探索从传统的双眼观察发展到通过显示器再现，提高了工作效率。 相较于普通光学显微镜，数码显微镜的优势在于： (1)具有显微摄像功能，把观察到的实验标本图像保存下来，形成图像文件，可以作为实验记录，方便保存和交流；普通显微镜只能通过目镜观察，不能进行显微摄像。(2)与电脑相接，可以实现同组多人观察；而普通显微镜只能一人观察，在动态标本观察过程中，往往容易让等待的学生错失观察时机。(3)传统显微镜则需要每时每刻通过目镜观察，容易造成眼睛过度疲劳；数码显微镜通过屏幕预览，可以减少眼睛疲劳。(4)数码显微镜由于可以与电脑连接，显微镜内的视像可以通过电脑输出到投影仪，使课室内的学生可以一同观看影像，学生的汇报交流过程变得简单方便，对课堂秩序的管理亦有帮助。 二、数码显微镜在中小学科学实验中的适用性研究 在中小学实验教学中，学生需要细致精确地观察微观世界，并且能够方便地进行操作、记录、交流。数码显微镜能够满足这些要求，将会取代传统显微镜成为中小学科学实验室的主要装备。而市场上各种规格、各种品牌的数码显微镜层出不穷，价格从几百元到数万元不等。如何鉴别一款数码显微镜设备是否适用于教学，以及它具有哪些功能、能够达到怎样的学习效果呢？我们选取目前市场上用于科学实验室装备的两种主流数码显微镜类型进行了横向评测研究。这两款显微镜价位都在2 0003 000元之间，在目前的数字化实验室中都有装备。 一种是电脑型数码显微镜：由摄像头与光学部件组成，利用USB接口与电脑连接，利用电脑进行观察与储存。 另一种是数码液晶显微镜：由光学部件和数码部件组成，观察目标通过数码成像后，经过液晶屏显示出来。自带存储卡，可以直接观察与储存。 1.硬件参数对比 2.教学适用性对比 我们将根据数码显微镜在教学中的不同应用，设计两轮评测。第一轮是对静态标本切片的观察，第二轮是对动态标本切片的观察。 (1)第一轮评测 评测方法 本次实验选择的是五年级学生，在经过培训指导后被分成能力均衡的A和B两组，每组3人。A组使用数码液晶显微镜，B组使用电脑型数码显微镜，分别独立完成一些科学课上的常规实验。两个小组分别用两台显微镜从低倍向高倍将切片标本放大并观察。 评测数据 表1是两组操作所用时间和观察记录对比。图1是数码显微镜教学适用性评测情况。 表1 注：学生记录均为高倍镜头下的观察效果 图1 评测分析 a.从观察记录来看，数码液晶显微镜比电脑型数码显微镜放大倍数更高、更清晰。 b.数码液晶显微镜镜头从低倍向高倍转换时无需动粗准焦螺旋，直接通过微调来获取清晰画面。电脑型数码显微镜转换放大倍数之后需要重新调节焦距，且只有一个调节旋钮。因此在调节放大倍数时，电脑型数码显微镜观察效果没有数码液晶显微镜高效。 c.由于草履虫切片上的标本非常微小，因此在高倍镜头下寻找目标的过程尤为困难。此时数码液晶显微镜机械载物台的优势便显现出来。电脑型数码显微镜只能手动移动切片，精度不够、速度太快，显得极不方便，这也是直接导致他们操作低效的主要原因。 d.电脑型数码显微镜因为通过USB接口连接电脑，因此在移动玻片过程中出现延时、拖影等问题，严重影响观察效果。数码液晶显微镜因为自带液晶屏，很好地避免了这些问题。 (2)第二轮评测 评测方法 本次实验选择的是一组五年级学生，分别用数码液晶显微镜和电脑型数码显微镜观察同一切片标本。这次选用的标本是池塘里的水滴，分别运用两种不同的显微镜由低倍向高倍观察，并用拍照功能记录观察到的现象。 评测数据 表2是操作所用时间和观察记录。图2是数码显微镜教学适用性评测情况。 表2 图2 评测分析 a.观察动态标本大屏幕的优势开始显现，再加上放大倍数低，电脑型数码显微镜非常容易找到水滴中活动的目标。数码液晶显微镜由于屏幕尺寸的限制，搜索范围过窄，因此需要不停地移动载玻片，在搜寻目标上花费了较多的时间。尤其是放大的倍数增加时，搜索的范围更加小，目标移动的速度显得更快，更难捕捉到水中的微生物。 b.从观察到的标本清晰度上来看，数码液晶显微镜由于放大倍数更高，观察到的效果更好。不难理解，使用数码液晶显微镜用更多的操作时间换来了更好的观察效果。 (3)问卷调查结果 通过两轮的实验操作对比之后，对学生进行问卷调查，结果如下： 操作难度：数码液晶显微镜操作难度更大。理由：切换高倍后需要重新调节焦距，很难再寻找到切片标本。 操作方便：数码液晶显微镜更加方便。理由：机械载物台调节精准，用手移动载玻片不够精准，容易失误。 准焦螺旋调节精度：数码液晶显微镜更好。理由：有粗细准焦螺旋可调。 图像清晰度：数码液晶显微镜更好。理由：放大倍数更高，可以进行微调。 镜头的广度：电脑型数码显微镜更好。理由：运用了笔记本的大屏幕。 三、小结 数码液晶显微镜和电脑型数码显微镜在实际应用上来看，各有利弊。数码液晶显微镜操作方便，精度高，但是受屏幕大小限制，广度不够。电脑型数码显微镜虽然操作比较复杂，但是因为利用电脑屏幕显示，显示区域大，学生交流起来方便。但是根据评测数据和问卷调查综合来看，学生更喜欢选用数码液晶显微镜做实验。理由是占地面积小，移动标本精确，图像清晰，反应快等。这些优势将使得学生在课堂上更容易观察到显微镜下的世界，保持浓厚的学习兴趣，有助提升学生探究活动的有效性。 (陈晨，本科，小教高级。徐鸣，本科，一级教师)