«Создание цифрового микроскопа для применения на уроках в школе» Автор: Идеатулин Руслан Сергеевич МБОУ СОШ № 2 города Димитровграда Ульяновской области Руководитель : Грибакин Евгений Юрьевич В современной школе с помощью цифрового микроскопа происходит погружение в таинственный и увлекательный мир, где можно узнать много нового и интересного. Дети, благодаря микроскопу, лучше понимают, что всё живое так хрупко и поэтому нужно относиться очень бережно ко всему, что тебя окружает. Цифровой микроскоп – это мост между реальным обычным миром и микромиром, который загадочен, необычен и поэтому вызывает удивление. А всё удивительное сильно привлекает внимание, воздействует на ум ребёнка, развивает творческий потенциал, любовь к предмету, интерес к окружающему миру. Каждое задание с использованием микроскопа дети встречают с восторгом, любопытством. Им, оказывается, очень интересно увидеть в увеличенном виде и клетки, и человеческий волос, и жилки листа, и споры папоротника, и плесневый гриб мукор. В современном мире цифровых технологий, оптические микроскопы считаются устаревшими, на смену им пришли цифровые аналоги. Это дает как преимущества, так и недостатки. У цифровых микроскопов больший потенциал и возможности, использовать которые теперь может любой ученик. Если в школе обучается много детей, то закупить большое количество микроскопов не реально. Наша школа одна из самых больших в Ульяновской области. В ней обучается 1460 человек. Только в начальной школе более 25 классов. Обеспечение образовательного процесса цифровыми устройствами, например, микроскопом, задача не из простых. Целью моей работы является создание цифрового микроскопа из недорогой вебкамеры для использования на уроках в начальных классах, уроках биологии, физики, химии и других предметов. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи. 1. Изучить принципы работы микроскопа. 2. Изучить принцип и устройство цифровой веб-камеры. 3. Разработать конструктивную схему создаваемого цифрового микроскопа. 4. Создать и опробовать микроскоп. 5. Определить кратность возможного увеличения микроскопа. 6. Определить круг задач, решаемых с помощью созданного цифрового микроскопа. 7. Разработать рекомендации по созданию цифрового микроскопа из бытовой веб-камеры. МИКРОСКОП - (от греч. mikros — малый и skopeo — смотрю), оптический прибор для получения сильно увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), не видимых невооружённым глазом. Различные типы микроскопов предназначаются для обнаружения и изучения бактерий, органических клеток, мелких кристаллов, структуры сплавов и др. объектов, размеры которых меньше минимального разрешения глаза. С помощью микроскопа определяются форма, размеры, структура и др. характеристики микрообъектов. Микроскоп даёт возможность различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм. В школе микроскоп незаменим на уроках физики, химии, биологии. При этом существуют дополнительные возможности по исследованию крупных объектов, не помещающихся на предметном столике, что отсутствует в стандартных микроскопах. Это обуславливается тем, что само устройство не жестко фиксируется на штативе и позволяет сканировать крупные поверхности вручную. Существует возможность создания цифрового микроскопа из обычной веб-камеры в домашних условиях. Мной разработана конструкция цифрового микроскопа, переделанного из обычной бытовой веб-камеры. Созданное мной устройство обладает техническими характеристиками, не уступающими классическим школьным микроскопам типа Микромед MP-900, USB-микроскоп DigiMicro 2.0 и их аналогам. Принцип реализации устройства показан на рисунке 1. В процессе реализации проекта я провел следующие мероприятия. 1. Иcпользуя учебную литературу и сеть Интернет, изучил основные разделы оптики, принципы получения увеличенного изображения объектов, работы микроскопа. 2. Ознакомился с принципом, устройством и техническими характеристиками цифровой веб-камеры. 3. Разработал конструктивную схему создаваемого цифрового микроскопа. 4. Создал и опробовал настольный цифровой микроскоп из веб-камеры. 5. Оценил кратность возможного увеличения созданного микроскопа. Размер пикселя экрана монитора равен 0,14 мм, размер пикселя матрицы вебмикроскопа 0,01 мм, значит увеличение монитора равно 0,14/0,01 = 14 раз. Угловое увеличение системы вебмикроскоп + монитор = 40 х 14 = 560 кратное. И если изображение на мониторе рассматривать с расстояния в 0,5 метра, то увеличение составит 280-х. 6. Определил круг задач, решаемых с помощью созданного цифрового микроскопа. 7. Оценил эффективность затрат на изготовление микроскопа из вебкамеры. Средняя цена веб-камеры не превосходит - 500 рублей. Средняя цена электронного микроскопа, увеличивающего в 200 раз - 3000 рублей. Экономия составляет 2500 рублей. В среднем в 6 раз экономичнее изготовить вебмикроскоп своими руками Каждое задание с использованием микроскопа дети встречают с восторгом, любопытством. Им, оказывается, очень интересно увидеть в увеличенном виде и клетки, и человеческий волос, и жилки листа, и споры папоротника, и плесневый гриб мукор. Реализация моего проекта позволит оснастить учебные кабинеты и целые классы цифровыми микроскопами для проведения лабораторных исследований.