OBTENCIÓN DE IMÁGENES CON EL CAMASCOPIO A TRAVÉS DE MICROSCOPIOS ESCOLARES

 

JOSÉ I. GORDO LÁZARO

JULIÁN JIMÉNEZ GARCÍA

Programa de Nuevas Tecnologías de la

 Información y la Comunicación

 

La técnica de realizar registro de imágenes con cámara de vídeo mediante un microscopio recibe el nombre de videomicroscopia. Consiste en el acoplamiento de la cámara de vídeo a un microscopio y en la utilización eficaz de la iluminación.

La calidad de una imagen captada en un microscopio depende casi exclusivamente de éste. Por tanto, para conseguir buenas imágenes es indispensable conocer sus principios.

Para trabajar en videomicroscopia es aconsejable utilizar un tipo de microscopio: los de ataque vertical, aunque nosotros proponemos los monoculares. Estos microscopios no están pensados para acoplarlos a cualquier tipo de cámara de vídeo, pero son el tipo de microscopio con que se dota a los centros del M. E. C. y, por tanto, con los que vamos a trabajar.

Un sistema de aumento sencillo es utilizar un objetivo para ampliar la imagen de un objeto. Un ejemplo de este sistema lo tenemos cuando proyectamos diapositivas: éstas son iluminadas por transparencia y ampliadas para formar una imagen real sobre una pantalla. Si quitáramos la pantalla y colocáramos otro objetivo (ocular) que recogiera la imagen formada por el primer objetivo, se formará una imagen virtual más ampliada que la anterior (la formada por el primer objetivo) de la diapositiva. Este es básicamente el principio del microscopio Fig. 1).

Del objeto colocado sobre la pletina, el primer objetivo produce una imagen real aumentada y a su vez, otro objetivo (el ocular) produce una imagen virtual que es la que percibe el ojo.

Los elementos más importantes de un microscopio que intervienen en la formación y calidad de la imagen son los siguientes:

EL OBJETIVO

Es la primera lente de un microscopio. Esta proyecta en una posición fija una imagen aumentada del objeto. Los microscopios para ser más operativos disponen de un sistema de revólver donde se alojan objetivos de diferentes aumentos (4x, 10x, 20x, 40x, etc.).

 

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Formación de imágenes en la observación microscópica

En microscopia, en vez de clasificarse los objetivos con el Número Focal (N.° f), se clasifican por Abertura Numérica (AN), que es la capaci­dad que tiene un objetivo para producir los deta­lles pequeños. Cuanto mayor sea la abertura numérica mayor es el poder de resolución del objetivo. Así pues, el Número Focal y la abertura numérica son directamente proporcionales.

 

EL OCULAR

Es la segunda lente de un microscopio. Sirve para aumentar la imagen del objetivo y hacerla visible como imagen virtual. Los oculares tam­bién se clasifican según los aumentos (5x, 10x, hasta los hay de 25x). El poder de ampliación de un microscopio se obtiene de multiplicar los aumentos del primer objetivo por los de ocular.

EL CONDENSADOR

Es un cristal que va debajo de la plataforma portaobjetos. Sirve para dirigir los rayos de luz hacia el objetivo. El tamaño del haz de luz que llega al condensador es regulado por un diafrag­ma variable. Es importante que el condensador tenga un sistema de alineación con el eje del objetivo para que los rayos de luz que atraviesan la preparación queden siempre dentro del campo visual del objetivo.

EL CAMASCOPIO

La tarea de un camascopio es el análisis de las imágenes y su transformación en una señal eléctrica (señal de vídeo), útil para ver en un monitor o televisor, o para registrar en una cinta y poder verla cuando se desee. Los pasos simpli­ficados de esta transformación son los siguientes: el objetivo de la cámara enfoca la luz procedente de los objetos que envía a los captadores de imagen. Estos son los elementos encargados de transformar la energía lumínica de la realidad en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica puede ser descodificada por el tubo de un monitor en una imagen o registrada en una cinta. Lo mismo que en el microscopio, el objetivo de la cámara es determinante en el resultado final de la imagen.

EL ADAPTADOR

La única posibilidad para trabajar en video­microscopia con un microscopio monocular es a través del ocular del microscopio. Es decir, captar la imagen que forma el objetivo del micro­scopio en el tubo del ocular. Para poder hacer esto, es necesario desmontar el ocular del microscopio y diseñar un adaptador que haga las fun­ciones de ocular para el camascopio. Dicho adap­tador debe acoplarse perfectamente al tubo del ocular del microscopio y servir de base para el objetivo del camascopio, así el objetivo de la cámara hace posible que podamos captar imáge­nes de un microscopio con el tipo de equipos que hemos descrito (La figura 2 representa el esque­ma de la integración entre microscopio y camas­copio).

El adaptador, como el ocular del microscopio, dispone de una lente que aumenta la imagen real del primer objetivo. De esta forma, el aumento final de la imagen que recoge el camascopio re­sulta de multiplicar los aumentos del objetivo del microscopio por los aumentos que tenga la lente del adaptador y, el resultado, por los aumentos con los que esté trabajando el objetivo del camas­copio. Si usamos un objetivo de 10x, el adaptador tiene una lente de 10x y el objetivo de' a cámara trabaja con 5x, la imagen que captamos en el monitor estará aumentada 500x.

 

 

EL SOPORTE DE LA CÁMARA DE VÍDEO

Es un elemento del equipo en principio poco llamativo, pero que es fundamental para poder maniobrar con comodidad.

Generalmente, en los microscopios, los ocu­lares tienen una inclinación para poder trabajar con comodidad. Cuando trabajamos con un mi­croscopio monocular y un camascopio es fun­damental que el eje del tubo ocular y el del zoom coincidan, porque sino la imagen que captamos es deficiente. Para poder conseguir esto, debemos disponer de un soporte de cámara a una altura apropiada y poder inclinar ésta para hacer coincidir los dos ejes. Esto se podría conse­guir con un trípode, pero no es útil porque es difícil hacer coincidir la altura y la distancia con la que éste se debe situar con la inclinación del cabezal. El soporte más útil es uno que disponga de una sola pata con una buena base y que per­mita elevar la cámara a la altura del ocular, incli­narla y facilitar la distancia de contacto con el adaptador.

CONSIDERACIONES SOBRE LA ACTUALIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS DE LA NATURALEZA.

La rápida evolución de las Ciencias de la Naturaleza impone una actualización de los contenidos y la metodología de su enseñanza.

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Algunas de las actividades que se realizan con los alumnos está en la línea de la adquisición y el tratamiento de imágenes biológicas y geológicas gracias al empleo del magnetoscopio o de los registros vídeo mediante el empleo del camasco­pio o de la cámara de vídeo.

Integradas en la enseñanza, las nuevas tecno­logías participan en la actual evolución de los contenidos y los métodos en la enseñanza de la Biología y la Geología. La enseñanza experimen­tal, así modernizada y desarrollada, motiva in­contestablemente a los alumnos y facilita la asi­milación de conocimientos. Ello refuerza el valor formador de la disciplina, la tendencia específica a un modo de pensar, y a subordinar permanen­temente las explicaciones de los fenómenos complejos a la observación y la experiencia.

Los cristales, minerales, rocas, organismos, etcétera que se pueden observar a través de un microscopio, forman parte de una realidad espe­cialmente y espacialmente lejana por su pequeño tamaño. Como todas aquellas cosas que no están a la vista habitualmente, se hacen sobre ellas muchas suposiciones que luego pueden resultar erróneas. Dado su tamaño, los seres o estructuras que habitualmente se estudian son aprendidos en ocasiones a partir de dibujos o esquemas que generalmente el profesor dibuja en la pizarra, o bien se utiliza la imagen fija en forma de diaposi­tivas, a veces de transparencias, o incluso imáge­nes de microscopias obtenidas de vídeos sobre el tema, sin olvidar, por supuesto, las prácticas de microscopia que se realizan, fundamentalmente en los centros de EE. MM.

Ello supone que para explicar un tema en el que se estudian organismos o formas microscópi­cas observando a la vez las imágenes, la clase ha de ser impartida en el aula‑laboratorio, lo que probablemente y teniendo en cuenta las limita­ciones en la dotación de los centros no puede hacerse en todas las ocasiones deseadas.

Algunas veces se suple esta carencia usando la imagen fija en forma de diapositivas de microsco­pia. Este método es útil, con la salvedad de que la preparación ha sido fotografiada con unos deter­minados aumentos y no existe posibilidad de

manipulación alguna.

Frente a esta situación, la imagen de una pre­paración microscópica a través de un monitor de televisión tiene la inmediatez de poder haber sido elegida por el profesor a partir de su colección de preparaciones microscópicas para ese momento, además de la posible manipulación de la misma

mediante los objetivos del microscopio, el zoom del camascopio y la pletina móvil del microsco­pio (caso de que exista).

FAVORECER LA OBSERVACIÓN Y COLECTIVIZAR LA IMAGEN

Tanto en el colegio como en el instituto, la enseñanza de la Biología y de la Geología se fundamenta, entre otras cosas, sobre la observación de la realidad.

El ojo está tradicionalmente secundado por los aparatos ópticos: lupas y microscopios, por otra parte fotografías y secuencias filmadas cons­tituyen desde hace mucho tiempo un comple­mento muy apreciado.

Las nuevas tecnologías aportan al conjunto de las clases nuevas posibilidades de observación día a día, individual y colectivamente.

Observar una lámina de roca al microscopio polarizador es  una las actividades prácticas en Geología. Cada alumno dispone de una preparación e identifica las características de color y de forma de los minerales puestas en evidencia a la luz natural y a la luz polarizada.

Supongamos que las preparaciones de todos los alumnos pertenecen al mismo tipo de roca, si cara a la clase, el profesor dispone también de una lámina delgada sobre un microscopio, al que se le  ha adaptado un camascopio conectado al televi­sor, puede así guiar el trabajo de sus alumnos, que confrontan sus observaciones y siguen las expli­caciones perfectamente en busca de confirma­ción, ya que su investigación individual estará

hecha normalmente sobre una preparación parecida, pero no idéntica.

En la clase de Biología o Geología, los documentos estudiados pueden ser únicos, como es el caso de las colecciones de preparaciones microscópicas de Biología y Geología existentes en los Centros, en las que frecuentemente sólo existe una preparación de cada clase. El camascopio situado sobre el microscopio permite a cualquier alumno observar las imágenes sobre la pantalla del televisor, y seguir las indicaciones del profesor, que puede de este modo hacer hincapié en aquellos aspectos que considera más relevantes en la preparación, poniendo al alumno en situación de obtener el máximo rendimiento del posterior visionado individual de las preparaciones a través del microscopio.

La rapidez en el tratamiento de la imagen y la consecución de resultados tras las manipulaciones libera al profesor frente a la clase de tareas más fastidiosas como es la frecuente dispersión y pérdida de tiempo que le supone durante este tipo de actividades el tener que atender de manera individualizada a sus alumnos para poder señalarles qué han de observar.

Esto le permite consagrar su trabajo a otras actividades más interesantes, y centrar la atención sobre las diferencias de contenido de las preparaciones visualizadas sin verse obligado a repetir la misma explicación en numerosas ocasiones.

Además, el profesor y el alumno nunca pueden realizar una observación simultánea de la preparación a través del microscopio empleando el mé todo tradicional, mientras que al emplear el camascopio para visualizar, esa preparación no solamente va a ser observada por el profesor, sino también por todos sus alumnos simultáneamente

El camascopio permite, pues, combinar la observación individual y colectiva. Colocado sobre un microscopio, transmite a la pantalla del televisor la imagen de la preparación microscópica, en la que el profesor puede guiar la observación.

PREPARACIÓN DE DOCUMENTOS DE APOYO

          Como se indica anteriormente, la situación frecuente en los Centros es que la colección de preparaciones microscópicas (ya sea de Biología o Geología) existente suele estar dotada de un solo ejemplar de cada clase. Esto constituye una dificultad en el momento de realizar prácticas de microscopia, va que generalmente los alumnos no pueden observar todas aquellas preparaciones que el profesor considera necesarias. Esta situación se agrava por el hecho anteriormente mencionado de que el profesor ha de dedicar un tiempo y un esfuerzo suplementario durante este tipo de actividades, repitiendo en muchas ocasiones y de manera más o menos individual las explicaciones a sus alumnos, con el consiguiente retardo en el desarrollo de la experiencia, que se traduce en un menor número de preparaciones observadas por alumno. No se puede plantear, pues, la actividad desde la perspectiva de que cada alumno siga sobre su microscopio con la correspondiente preparación las observaciones que el profesor realiza sobre otra similar a la suya.

          Sin embargo, el empleo del camascopio permite no sólo la obtención de imágenes de microscopia para su monitorización, sino también su grabación. Como entre las características técnicas del camascopio se encuentra la presencia de zoom y el microscopio posee habitualmente tres o cuatro objetivos. Las distintas combinacionesn posibles entre estos y el zoom permite una intere­sante manipulación de las imágenes durante su grabación.

La posibilidad de realizar estas grabaciones permite al profesor la preparación de documen­tos en vídeo realizados sobre las mismas prepara­ciones que sus alumnos van a estudiar posterior­mente. De esta forma el profesor puede emplear en el aula como apoyo audiovisual las imágenes que estime más adecuadas durante sus exposi­ciones teóricas, y a la vez preparar a sus alumnos para la posterior observación de las preparacio­nes microscópicas con una considerable mejora en el rendimiento y la consecución de los objeti­vos pretendidos.

Puede parecer a alguien que se está preten­diendo relegar el empleo del microscopio por parte de los alumnos. Nada más lejos de nuestra intención. El manejo del microscopio por parte del alumnado constituye una actividad necesaria y para algunos de ellos será en el futuro una herramienta de trabajo, por lo que nadie debería pensar que este tipo de actividades han de con­vertirse en el sucedáneo del mismo.

De lo que se trata es de favorecer la observa­ción y de colectivizar la imagen para rentabilizar las explicaciones impartidas por el profesor y que éste no tenga que repetirlas varias veces con la consiguiente pérdida de tiempo.

LAS POSIBILIDADES DEL CAMASCOPIO COMO HERRAMIENTA PARA LA EVALUACIÓN

El empleo de imágenes obtenidas con el ca­mascopio a través del microscopio permite al profesor la posibilidad de enriquecer los procedimientos de evaluación. Bien sea mediante el uso de una grabación previa, o bien mediante el empleo de preparaciones monitorizadas en directo, se le pueden plantear al alumno algunas actividades de evaluación con diferentes niveles

de complejidad.

En primer lugar se le pueden plantear cuestio­nes referentes a la identificación de lo mostrado: tipos de estructuras, sus diferencias, etc. Pero en un segundo nivel se les pueden plantear no sola­mente cuestiones referentes a conceptos sino también sobre la manipulación de las preparacio­nes en el microscopio y su capacidad de observa­ción con el mismo.

RESUMEN

Como nuevo método de adquisición de imá­genes se consigue a la vez:

‑ Compatibilizar mediante un adaptador de bajo coste, los microscopios y los camasco­pios que el M. E. C. envía a los centros de enseñanza y a los CEPs.

‑ Favorecer la observación individual v co­lectiva.

‑ Ayudar a mejorar la comprensión y el aprendizaje.

‑ Permitir al profesor la realización de docu­mentos de apoyo didáctico.

‑ Incrementar la eficacia de la acción del profesor y agilizar el desarrollo de deter­minadas actividades.

‑ Emplear nuevos métodos de evaluación formativa.