The digital microscope as a means of implementing the practical teaching methods at the lessons of the science in primary school

В настоящее время в соответствии с требованиями ФГОС НОО к материально-техническому оснащению образовательного процесса в программах курса «Окружающий мир» в перечне учебно-практического и учебно-лабораторного оборудования указан микроскоп (желательно цифровой) [1].

Проведенный нами анализ сведений об использовании цифрового микроскопа в начальной школе при изучении курса «Окружающий мир» позволил определить, что рекомендованы или уже используются учителями начальных классов цифровые микроскопы моделей: «Kena», «Kena T-1050», «MicroLife ML-12-1,3», «Digital Blue QX5», «Basic ProScope HR» и др.

Указанные модели цифрового микроскопа имеют комбинированную подсветку, что дает возможность рассматривать как непрозрачные, так и прозрачные объекты; оптическое увеличение (не менее 100 крат) позволяет проводить наблюдение микрообъектов. Все модели микроскопов снабжены цифровыми камерами, следовательно, можно не только наблюдать объект или следить за развитием какого-либо процесса, но и проводить их фотофиксацию или проводить видеосъемку.

Таким образом, цифровой микроскоп обладает широкими возможностями и его использование на уроках окружающего мира может способствовать реализации деятельностного подхода в обучении младших школьников, что соответствует требованиям ФГОС НОО. Какие же методы обучения следует выбрать для достижения этой цели?

В ранее опубликованной работе были приведены некоторые результаты проведенного нами теоретического исследования об использовании цифрового микроскопа в процессе естественно-научной подготовки младших школьников на уроках окружающего мира. Показано, что, во-первых, на сегодняшний день существует острый дефицит методических руководств для осуществления педагогами начальной школы такого рода деятельности, во-вторых, в имеющихся немногочисленных методических рекомендациях авторами предлагаются разработки практических работ [2].

В Методических рекомендациях по использованию инновационного оборудования для реализации федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования в общеобразовательных учреждениях учебные работы с использованием цифрового микроскопа обозначаются как лабораторные работы [3].

Таким образом, на сегодняшний день среди методистов существует различие в определении формы работы учащихся начальной школы на уроках окружающего мира с использованием цифрового микроскопа. Для уточнения трактовки понятий «лабораторные работы» и «практические работы» обратимся последовательно к Российской педагогической энциклопедии и педагогическому энциклопедическому словарю.

Согласно Российской педагогической энциклопедии, «лабораторные работы – один из видов самостоятельной практической работы и исследования учащихся в средней общеобразовательной, специальной и высшей школе с целью углубления и закрепления теоретических знаний, развития навыков самостоятельного экспериментирования. Включают подготовку необходимых для опыта (эксперимента) приборов, оборудования, реактивов и др., составление схемы-плана опыта, его проведение и описание. Широко применяются в процессе преподавания естественно-научных и технических дисциплин», «практические работы – один из видов учебной деятельности школьников, по целям и задачам аналогичные лабораторным работам» [4].

В педагогическом энциклопедическом словаре определения понятий лабораторных и практических работ, по существу, являются сходными с приведенными выше. «Лабораторные занятия – лабораторные работы, один из видов самостоятельной практической и исследовательской          деятельности учащихся в средней общеобразовательной, специальной и высшей школе с целью углубления и закрепления теоретических знаний, развития навыков самостоятельного экспериментирования», «практические работы – один из видов учебной деятельности школьников, по целям аналогичный лабораторным работам» [5].

В методике преподавания предмета «Окружающий мир» З. Ф. Клепининой, Г. Н. Аквилевой указывается, что «практическая работа – это форма организации, методами получения знаний и умений в практической работе могут быть моделирование, эксперимент, наблюдение, определение и распознавание признаков» [6, с. 220]. Определение понятия «лабораторная работа» указанными авторами не приводится, но указывается, что при проведении смешанного, или комбинированного урока на этапе изучения нового материала, а также в предметном уроке ведущими формами деятельности детей являются практические и лабораторные работы, а ведущими методами обучения – практические.

На наш взгляд, с учетом приведенных выше определений лабораторную работу следует рассматривать как вид практической работы учащихся. Поскольку цифровой микроскоп в классификации средств обучения курсу «Окружающий мир» относится к лабораторному оборудованию [Там же, с. 310], то практические работы с использованием его, а также другого лабораторного оборудования целесообразно относить к лабораторным работам. В лабораторных работах с цифровым микроскопом знания и умения учащиеся получают с использованием практических методов обучения.

Деятельность детей может быть реализована как групповая (малые группы), парная или индивидуальная. По мнению специалистов, работа с цифровым микроскопом будет гораздо эффективнее при работе в паре или в группе. Каждая группа получает задание, в ходе изучения объекта фотографирует свои наблюдения и записывает на видео. После этого группа сообщает о своих наблюдениях, анализирует, делает выводы, дети делятся своими эмоциональными впечатлениями. В начальной школе это очень важно, успех и комфортное эмоциональное состояние дают ребенку возможность успешно продвигаться в учебе [7, с. 38].

Поскольку при использовании практических методов объекты, явления, а также приборы передаются в руки самих учащихся для самостоятельных исследований, то при организации лабораторных работ на уроках окружающего мира с использованием цифрового микроскопа необходимо предусмотреть достаточное количество таких объектов, самих микроскопов и другого лабораторного оборудования, необходимого для работы.

Объекты (микрообъекты) для изучения под микроскопом зачастую используют в виде постоянных и временных препаратов. Постоянные препараты предназначены для длительного хранения. Для уроков окружающего мира можно использовать постоянные препараты фабричного изготовления.

При изготовлении временных препаратов изучаемый объект помещают на предметное стекло в каплю воды и накрывают покровным стеклом. Такой препарат не предназначен для длительного хранения. Временный препарат могут изготовить сами учащиеся под руководством учителя. Приведем пример инструктажа по изготовлению временных препаратов (с показом учителем последовательности действий).

«При изготовлении временных препаратов соблюдай следующую последовательность действий:

1. Нанеси на чистое предметное стекло каплю воды при помощи пипетки.
2. Положи изучаемый объект на предметное стекло в каплю воды.
3. Закрывай изучаемый объект покровным стеклом так, чтобы под него не попал воздух. Для этого покровное стекло возьми двумя пальцами за грани, подведи нижнюю грань к краю капли воды и плавно опусти.
4. Если вода сильно выступает из-под покровного стекла, вытри излишки воды на предметном стекле кусочком фильтровальной бумаги (или салфетки).
5. Теперь можно исследовать объект под микроскопом».

Оборудованием для изготовления временных препаратов (предметные и покровные стекла, стакан с водой, пипетка, кусочки фильтровальной бумаги или бумажные салфетки) должны быть обеспечены все рабочие места с микроскопом.

Помимо техники изготовления временных препаратов учащихся необходимо познакомить с правилами работы с микроскопом. Такие правила, а также описание последовательности изготовления временных препаратов можно найти в специальных руководствах для работы детей с микроскопом [8].

В методике преподавания предмета «Окружающий мир» выделяют следующие этапы реализации практических методов: определение и формулировка цели и задач исследования; учащиеся получают предмет для изучения; задания, определяющие вид и последовательность деятельности учащихся с полученным предметом; самостоятельная исследовательская работа; презентация, обсуждение выводов; формулировка общего вывода; фиксация результатов исследования и общего вывода с целью их сохранения [6, с. 182].

Примеры практических методов обучения: наблюдения, распознавания признаков объектов и явлений, опыта с использованием цифрового микроскопа на уроках окружающего мира приведены в таблице.

Примеры практических методов обучения с использованием

цифрового микроскопа

Известно, что опыт может быть кратковременным и длительным. Кратковременный опыт обычно не выходит за рамки урока, длительный опыт – выходит и может закладываться или, наоборот, завершаться во внеурочное время. В таблице приведены примеры кратковременных опытов. Примеры длительных опытов с использованием цифрового микроскопа: проращивание семян и изучение развития проростков растений (на примере гороха, фасоли и др.), разведение рачка артемии [9] и др. Такие опыты также могут использоваться на уроках окружающего мира.

Анализ содержания таблицы позволяет сделать вывод, что использование цифрового микроскопа на уроках окружающего мира дает возможность учащимся начальных классов приобрести знания о таких объектах окружающего мира, которые невозможно рассмотреть невооруженным глазом, следовательно, углубить представления об устройстве окружающего мира. Благодаря цифровому микроскопу, у учащихся появляется возможность не только «открыть» для себя невидимые свойства объектов и явлений, но и сохранить эти «открытия» в виде фото- и видеоматериалов.

Таким образом, цифровой микроскоп, являясь инновационным средством обучения, позволяет использовать практические методы обучения на качественно новом уровне и способствует в соответствии с требованиями ФГОС НОО реализации на уроках окружающего мира деятельностного подхода в обучении младших школьников.