Методическая разработка на тему «Использование фолдскопа для выполнения самостоятельных исследовательских работ в домашних условиях»

Методическая разработка по работе с фолдскопами

на тему «Использование фолдскопа для выполнения самостоятельных исследовательских работ в домашних условиях»

Введение.

Согласно положениям ФГОС «Изучение предметной области "Естественнонаучные предметы" должно обеспечить: умениями формулировать гипотезы; конструировать, проводить эксперименты; оценивать полученные результаты; умением сопоставлять экспериментальные и теоретические знания; формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведение точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представление научно обоснованных аргументов своих действий…».^[1]

В сложившихся условиях метод учебного проекта как нельзя лучше подходит для реализации поставленных задач и достижения личностно-ориентированного подхода.

Метод учебного проекта - это одна из личностно ориентированных технологий, способ организации самостоятельной деятельности учащихся, направленный на решение задачи учебного проекта, интегрирующий в себе проблемный подход, групповые методы, рефлексивные, презентационные, исследовательские, поисковые и прочие методики.^[2]

Для реализации проекта «Сделай мир ближе!», где предлагается использовать фолдскоп, метод учебного проекта является основным. Так как бумажные микроскопы – фолдскопы – появились относительно недавно, то и их использование пока не полностью изучено. Возникает много вопросов: Как их использовать на практике? Какие объекты с их помощью изучать? Где их лучше использовать? В чем преимущества фолдскопов перед другими микроскопами?

Актуальность: методика выполнения работы и результаты исследования тесно связаны между собой, следовательно, практическое применение фолдскопов напрямую зависит от осведомленности участников образовательного процесса о правилах работы с бумажными микроскопами.

Цель работы: оказать методическую помощь в организации проектно-исследовательской деятельности учащимся 6-7 классов и их родителям по применению фолдскопов в домашних условиях.

Задачи:

1. Изучить инструкцию по сборке бумажных микроскопов;

2. Обучить учащихся правилам пользования инструкцией для самостоятельной сборки фолдскопа;

3. Совместно с учащимися изучить правила изготовления микропрепаратов для фолдскопа;

4. Провести несколько исследовательских работ в домашних условиях совместно с родителями.

Методы: микроскопирование, эксперимент, фотографирование, видеосъемка, наблюдение.

Глава 1. О фолдскопе.

1. История возникновения бумажных микроскопов

В 2014 году в мире появился бумажный микроскоп Фолдскоп (Foldscope). Его разработала команда молодых исследователей под руководством профессора Ману Пракаша в Школе медицины при Стэнфордском университете. Это дешевый и простенький инструмент, который пользователь сам собирает из картонной развертки и линз. Фолдскоп весит меньше 10 граммов и дает увеличение от 140 до 2000 раз, то есть позволяет рассмотреть объекты размером 700 нм и более. Например, бактерию Escherichia coli. К фолдскопу можно подключить смартфон и снимать объекты исследования на фото и видео (https://foldscope.vbudushee.ru/about/ ).

1. Работа с фолдскопом.

Изучив историю возникновения фолдскопов, я разобрала инструкцию по сборке бумажного микроскопа (более доступно она описана на сайте https://foldscope.vbudushee.ru/about/ в формате word). Затем обучила учащихся 6-7 классов правилам сборки из картонных деталей и линз (фото 1).

Фото 1. Обучение учащихся сборке фолдскопов

Совместно с учащимися изучила правила изготовления микропрепаратов для бумажного микроскопа по инструкции, вложенной в комплект (фото 2).

Фото 2. Изучение инструкции по изготовлению микропрепарата для бумажного микроскопа

Предложила желающим попробовать провести несколько исследовательских работ в качестве домашнего задания.

Темы для самостоятельного исследования:

1. «Изучение строения растительных клеток при помощи фолдскопа» (на примере кожицы фиолетового и белого лука) для 6 класса;

2. Изготовление микропрепаратов для фолдскопа при изучении темы «Строение кожицы видоизмененных листьев» для 6 класса;

3. «Изучение геометрии конечностей членистоногих при помощи фолдскопа» для 7 класса.

Исследовательская работа

«Изучение строения растительных клеток при помощи фолдскопа»

(на примере кожицы фиолетового и белого лука)

Гипотеза: клетки кожицы фиолетового и белого лука отличаются друг от друга по цвету и форме.

Объект исследования: клетки кожицы лука.

Предмет исследования: форма и цвет клеток.

Цель работы: сравнить форму и цвет клеток кожицы фиолетового и белого лука.

Задачи:

1. Приготовить микропрепарат кожицы белого лука.

2. Приготовить микропрепарат кожицы фиолетового лука.

3. Рассмотреть оба микропрепарата по очереди в фолдскоп.

4. Сфотографировать изображение на смартфон (телефон).

5. Сравнить полученные снимки.

6. Сделать выводы.

Оборудование и материалы:

1. Образцы кожицы лука

2. Фолдскоп

3. Смартфон (телефон).

План проведения исследования.

Техника безопасности:

Соблюдайте осторожность при работе с препаровальной иглой.

1. Выберите 2 луковицы для исследования: фиолетовую и белую (желтую);

2. Под сочными листьями найдите тончайшую пленку-кожицу и аккуратно подцепите её пинцетом;

3. Изготовьте микропрепарат (подробную инструкцию изготовления вы найдете, перейдя по ссылке: file:///C:/Users/DNS/AppData/Local/Microsoft/Windows/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/L1C14KIG/foldscope-experiments.pdf );

4. Рассмотрите микропрепараты: вставьте подготовленный слайд с образцом в специально отведенную для этого часть фолдскопа, чтобы окошко оказалось напротив линзы, и рассматривайте объект в проходящем свете. (Подробности, как вставлять образец и фокусировать изображение, прочитайте в инструкции);

5. Сделайте снимок с помощью камеры смартфона (как присоединить фолдскоп к смартфону рассказано в инструкции);

6. Сравните полученные изображения и сделайте выводы. Полученные результаты занесите в таблицу:

Таблица 1. Результаты наблюдений

Обсуждение результатов:

1. Отличаются ли клетки кожицы фиолетового и белого лука?

2. Если отличаются, то чем?

3. Какие клетки видны четче? Почему?

4. Укажите, подтвердилась или нет ваша гипотеза.

Исследовательская работа

«Строение кожицы видоизмененных листьев»

(на примере кожицы лука и кожицы листа толстянки («Денежного дерева»))

Гипотеза: клетки кожицы лука отличаются от кожицы листа толстянки.

Объект исследования: клетки кожицы лука и кожицы листа толстянки.

Предмет исследования: форма и цвет клеток.

Цель работы: сравнить форму и цвет клеток лука и кожицы листа толстянки.

Задачи:

1. Приготовить микропрепарат кожицы лука.

2. Приготовить микропрепарат кожицы листа толстянки.

3. Рассмотреть оба микропрепарата по очереди в фолдскоп.

4. Сфотографировать изображение на смартфон (телефон).

5. Сравнить полученные снимки.

6. Сделать выводы.

Оборудование и материалы:

1. Образцы кожицы лука, образцы кожицы листа толстянки

2. Фолдскоп

3. Смартфон (телефон).

План проведения исследования

Техника безопасности:

Соблюдайте осторожность при работе с препаровальной иглой.

1. Выберите 1 луковицу для исследования;

2. Под сочными листьями найдите тончайшую пленку-кожицу и аккуратно подцепите её пинцетом;

3. Изготовьте микропрепарат (подробная инструкция изготовления - здесь: file:///C:/Users/DNS/AppData/Local/Microsoft/Windows/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/L1C14KIG/foldscope-experiments.pdf );

4. Снимите самый верхний слой листа толстянки. Для этого сломайте лист пополам так, чтобы на одном из фрагментов осталась прозрачная кожица. Подцепите её пинцетом и оторвите небольшой кусочек для исследования. Важно, чтобы он был максимально прозрачным. Остальное всё как по изготовлению предыдущего микропрепарата.

5. Рассмотрите микропрепараты: вставьте подготовленный слайд с образцом в специально отведенную для этого часть фолдскопа, чтобы окошко оказалось напротив линзы, и рассматривайте объект в проходящем свете. (Подробности, как вставлять образец и фокусировать изображение, прочитайте в инструкции);

6. Сделайте снимок с помощью камеры смартфона (как присоединить фолдскоп к смартфону рассказано в инструкции);

7. Сравните полученные изображения и сделайте выводы. Полученные результаты занесите в таблицу:

Таблица 2. Результаты наблюдений

Обсуждение результатов:

1. Отличаются ли клетки кожицы лука от клеток кожицы толстянки?

2. Если отличаются, то чем?

3. Какие клетки видны лучше? Почему?

4. Укажите, подтвердилась или нет ваша гипотеза.

Исследовательская работа

«Изучение геометрии конечностей членистоногих при помощи фолдскопа»

(на примере конечностей мухи и паука)

Гипотеза: конечности членистоногих относящихся к разным классам отличаются по форме и наличию выростов на них.

Объект исследования: конечности мухи и паука.

Предмет исследования: форма, наличие выростов (волоски).

Цель работы: сравнить лапки мухи и паука.

Задачи:

1. Приготовить микропрепарат лапки мухи.

2. Приготовить микропрепарат лапки паука.

3. Рассмотреть оба микропрепарата по очереди в фолдскоп.

4. Сфотографировать изображение на смартфон (телефон).

5. Сравнить полученные снимки.

6. Сделать выводы.

Оборудование и материалы:

1. Образцы лапок мухи и паука

2. Фолдскоп

3. Смартфон (телефон).

План проведения исследования

Техника безопасности:

Соблюдайте осторожность при работе с препаровальной иглой.

1. Выберите объекты для исследования (высохших (погибших) мухи и паука).

2. Отелите пинцетом лапки.

3. Изготовьте микропрепарат (подробная инструкция изготовления - здесь: file:///C:/Users/DNS/AppData/Local/Microsoft/Windows/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/L1C14KIG/foldscope-experiments.pdf ).

4. Рассмотрите микропрепараты: вставьте подготовленный слайд с образцом в специально отведенную для этого часть фолдскопа, чтобы окошко оказалось напротив линзы, и рассматривайте объект в проходящем свете. (Подробности, как вставлять образец и фокусировать изображение, прочитайте в инструкции).

5. Сделайте снимок с помощью камеры смартфона (как присоединить фолдскоп к смартфону рассказано в инструкции).

6. Сравните полученные изображения и сделайте выводы. Полученные результаты занесите в таблицу:

Таблица 3. Результаты наблюдений

Обсуждение результатов:

1. Отличаются ли лапки по форме?

2. Какую геометрическую фигуру напоминает форма конечностей паука и мухи?

3. Имеются ли на них выросты (волоски)?

4. Укажите, подтвердилась или нет ваша гипотеза.

Заключение.

Изучая фолдскоп на практике, мы пришли к выводу, что неоспоримым преимуществом фолдскопов является то, что:

1. Пользователь сам собирает микроскоп из картонной развертки и линз;

2. Фолдскоп умещается в кармане, портфеле (компактный);

3. Лёгкий;

4. Предусматривает опцию подключения смартфона для съемки видео в процессе наблюдения.

Поэтому перспективным является направление работы с фолдскопами не в лабораторных условиях, а в домашних или полевых (если уже имеются навыки работы), где учащиеся самостоятельно смогут провести исследовательские работы, причём, параллельно привлекая родителей к проектно-исследовательской деятельности.

В процессе работы участники образовательного процесса опытным путем доказывали, что есть и минусы у данного оборудования:

1. Требует усидчивости при сборке;

2. Аккуратности (мобильности) при изготовлении микропрепарата;

3. Можно посмотреть только практически прозрачные объекты (что не всегда удаётся найти или создать);

4. Изображения чаще получаются нечёткими, мутными (иногда это омрачает исследователей).

Тем не менее, исследовательская деятельность с использованием фолдскопов стимулирует развитие любознательности у детей, переключение их интереса от виртуального мира к миру материальному, который таит в себе много чудес, а также оказывает поддержку учителям в построении проектной и исследовательской деятельности школьников.

Литература

1. Федеральные государственные образовательные стандарты, [электронный ресурс] / URL: https://fgos.ru/ - режим доступа свободный (Дата обращения 05.09.2019)

2. Метод проекта в условиях Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС), [электронный ресурс] / URL: https://www.uchportal.ru/publ/24-1-0-3521 - режим доступа свободный (Дата обращения 05.09.2019)

3. Методическое пособие по работе с фолдскопом, [электронный ресурс] / URL: https://foldscope.vbudushee.ru/about/ - режим доступа свободный (Дата обращения 09.09.2019)

4. Инструкция по подготовке препарата для фолдскопа, [электронный ресурс] / URL: file:///C:/Users/DNS/AppData/Local/Microsoft/Windows/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/L1C14KIG/foldscope-experiments.pdf - режим доступа свободный (Дата обращения 10.09.2019)

5. Что такое фолдскоп? [электронный ресурс] / URL: https://foldscope.vbudushee.ru/about/ - режим доступа свободный (Дата обращения 20.11.2018)