Место ГИС в учебно-воспитательном процессе в условиях ФГОС третьего поколения
статья по географии (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 класс)

Место ГИС в учебно-воспитательном процессе в условиях ФГОС

третьего поколения

В настоящее время ГИС-технологии все больше завоевывают популярность в России. Это не может не отразиться на учебно-воспитательном процессе. Однако при использовании ГИС в учебном процессе возникает ряд проблем. Например, слабая техническая оснащенность школы, отсутствие методической литературы по использованию ГИС в учебном процессе. По данным ,статистики только в центральных районах России, а также в районах, относительно близким к городам-миллионерам: Новосибирску и Омску – наблюдается относительная компьютерная грамотность. В некоторых же районах число компьютерной грамотности не достигает и 5%., в Российской Федерации менее одного процента школ по-настоящему пользуются геоинформационными системами.[2],[8]

По средним статистическим данным по России почти половина опрошенных учителей географии имеют представление о ГИС (48% ), 24% - не имеют представление о ГИС, 28% - воздержалось от ответа. Только 4% учителей достаточно часто используют ГИС на уроках, 12% иногда используют ГИС на уроках, 64% никогда не использовали ГИС на уроках, 20% воздержалось от ответа. 12% учителей считают, что ГИС лучше всего использовать на теме «НТР», 4% - План и карта, Глобальные проблемы человечества, Мировое хозяйство. Вероятно, это связано с недостаточной информированностью учителей географии с возможностями ГИС как средства обучения. У 84% учителей - нет возможности использования ГИС на уроках, 16% - эта возможность есть. Это связано с недостаточным техническим обеспечением школ России. По мнению опрошенных учителей о использование ГИС на уроках географии повысит интерес к предмету (52% ), 48% - затрудняются ответить. Считают, что ГИС повысят познавательный интерес (28%), позволяет выявить, позволяет выявить индивидуальные особенности (20%), способствует развитию воображения (20%), формируют географическую культуру (8%), развивают творческие способности(4%). Подавляющее количество опрошенных (96%) не знают, что менять в существующих ГИС. Это говорит о недостаточном опыте работы на уроках с ГИС учителей географии. 88% опрошенных учителей считают, что ГИС лучше всего применять в 9-10 классах, так как у учеников этого возраста при изучении школьного курса информатики приобретаются необходимые знания и умения работы с различными программным обеспечением. 92% опрошенных учителей считают, что проблем при использовании ГИС на уроках географии не возникнет, а 8% считают ,что при использовании ГИС могут возникнуть проблемы технического характера. Все опрошенные учителя положительно относятся к использованию ГИС.[19]

Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

1. ГИС являются неотъемлемой частью современного урока географии
2. Применение ГИС находит свое отражение при изучении различных курсов географии
3. Школы России не имеют достаточного технического оснащения для использования ГИС на уроках географии
4. Использование ГИС на уроках географии позволяет оптимизировать учебно-воспитательный процесс
5. Для учителей географии характерно недостаточное знание особенностей программных продуктов ГИС.
6. Применение ГИС наиболее целесообразно в старших классах.
7. При применении на современном уроке географии ГИС чаще всего возникают проблемы технического характера.
8. В настоящее время школы нуждаются в использовании ГИС на уроках географии.

Современную общеобразовательную школу характеризует активный переход к использованию новых информационных технологий ,создана «Российская Единая Коллекция цифровых образовательный ресурсов». Учебно-методические материалы «Коллекции…» ориентируют учителя на внедрение современных методов обучения, основанных на использовании информационно-коммуникационных технологий. Здесь представлены различные материалы по географии, в том числе и школьная геоинформационная система (ШГИС «Живая география»).Важно подчеркнуть, что новые технологии открывают огромные возможности по формированию личностного потенциала и обеспечению успешности выпускника школы. ФГОС третьего поколения во главу угла ставит личностный результат образования. Современные технологии позволяют максимально решать задачи развивающего обучения, осуществлять индивидуальный подход в обучении.

Качество многих электронных ресурсов «Единой Коллекции» оставляет желать лучшего. Материалы по географии разнообразны, как по содержанию, так и по уровню исполнения. Часть их непригодна или мало пригодна для использования в школе.[4]

 Рассмотрим некоторые аспекты, связаннее с процессом накопления материалов в системе информационно-образовательной среды. Начнем с анализа способов представления современной географической информации. Значительная доля этой информации носит пространственный характер.[9]

Пространственная информация передается с помощью различного рода карт, аэрокосмических снимков, планов и схем ,адресов размещения объектов, маршрутов движения.[10]

 Фраза «Карта – альфа и омега географии» получает новое содержание. Электронная карта стала более динамичным инструментом в руках географа. ГИС получили сегодня в мире самое широкое применение для решения научных и практических задач на разных уровнях от локальных до глобальных.

Инструментальные возможности ГИС многоплановы: от простейших картометрических операций: вычисления расстояний, площадей объектов, абсолютных высот; морфометрических операций; операций оверлея с выявлением взаимосвязи между географическими объектами и процессами; пространственный анализ; пространственное моделирование. ГИС технологии обеспечивают визуализацию различного рода данных в виде тематических географических карт. Так растровые данные или грид-данные, особенно удобны для отображения географических явлений непрерывных в пространстве, таких как рельеф, осадки, температура, плотность населения и других данных, которые могут быть представлены виде статистических поверхностей. Грид-данные используются для анализа различного рода потоков по поверхности: поверхностного стока, а также изменений географических явлений во времени. ГИС поддерживают функции пространственного анализа, анализа близости, оверлейный анализ и создание 3D моделей рельефа земной поверхности. ГИС обеспечивают работу с данными дистанционного зондирования. Все выше перечисленное, свидетельствует о высоком образовательном потенциале ГИС. Создание методических условий, для его реализации в образовательном процессе позволит говорить о геоинформационном образовании.[8]

Федеральный государственный стандарт среднего образования по географии требует, чтобы изучение данного предмета в школе было направлено на овладение умениями ориентироваться на местности, использовать географическую карту, статистические материалы, современные ГИС - технологии для поиска, интерпретации и демонстрации различных географических данных.[2],[3]

В настоящее время во многих странах мира цифровые образовательные ресурсы и географические информационные системы широко применяются в школьном географическом образовании.[5] О необходимости внедрения ГИС-технологий в систему общего образования России говорили еще 10 лет назад

Но до настоящего времени проблема использования ГИС в средней школе на практическом уровне не решена.[14]

Проводятся отдельные научные исследования с целью обоснования и практической реализации методической системы обучения созданию и использованию учебных ГИС . [5],[7],[11],[12],[13],[16],[17]

Особого внимании заслуживает Школьная ГИС «Живая география. Версия 2.0»(Информационный источник сложной структуры).Разработчики ЗАОКБ»Панорама» ИТЦ» СканЭкс». Имеющийся опыт применения ГИС «Живая География» в школах России показал, что возможности данного программного продукта позволяют решать многие образовательные задачи в области обучения географии.[6] ,[7] Программная оболочка, (инструмент) для работы с геопространственными данными, комплект цифровых карт мира и России в также коллекция космических снимков доступны для пользователей на сайте Единой коллекции цифровых общеобразовательных ресурсов. [24]

Школьная ГИС повышает эффективность учебного процесса за счет использования ГИС технологий в решении разнообразных традиционных и новых географических задач, решаемых на уроках географии. Среди таких задач поиск и анализ географической, имеющейся на карте; определение по карте расстояний, направлений, высот точек; географических координат, местоположения, протяженности и площади географических объектов; Сопоставление и сопряженный анализ карт разного содержания на одну и туже территорию с целью выявление взаимосвязей, например между климатом и рельефом, климатом и растительностью и т.п. Подобные задания сложны для выполнения при использовании традиционных карт, поскольку основаны на операциях наложения нескольких карт, мысленно, порой имеющих разные, масштабы. ГИС – технологии решают эту задачу быстро и помогают провести ученику такой анализ, что развивает навыки интеллектуального труда.

Сложностью отличаются некоторые учебные задачи, такие как чтения рельефа по карте. При их решении школьникам необходимо представить территорию, изображенную на плоскости в трехмерном виде. ГИС-технологии оказывают существенную помощь в решении этой задачи на основе визуализации трехмерных моделей территории, что, несомненно, развивает пространственное воображение учащихся.[7]

На основе ГИС-технологий школьникам становятся доступными создание собственных цифровых карт на базе имеющихся тематических слоев, редактирование цифровых контурных карт, подготовка карт к изданию(выполнение компоновки карт).Кроме того ,ГИС-технологии обеспечивают возможность постоянного обновления статистических материалов и цифровых карт силами самих школьников под руководством учителя, в отличии от «бумажных карт».Таким образом, у современного учителя появляется возможность обучать географии, используя самые последние актуальные географические данные о природе, населении и хозяйстве и их взаимосвязях, рассматриваемых на разных уровнях организации географического пространства. Разработка локальных проектов, расширение баз данных, привлечение материалов дистанционного зондирования и новых картографических материалов, вполне доступны для школьников. Они могут быть использованы в учебном процессе и внеурочной деятельности в школе. ГИС значительно усиливают деятельностный аспект обучения. Учащиеся самостоятельно добывают «новые знания», одновременно усваивая новые приемы работы, транслирующие особенности современных научных методов географического познания. Они получают начальную подготовку и опыт практической деятельности с использованием современных технологий. ГИС способствуют достижению важной цели, заложенной ФГОС третьего поколения, личностному результату образования.[1]

Перечень современных программных продуктов обширен и разнообразен. Среди наиболее распространенных: ГИС MapInfo Pro, Arc/INFO, ArcView GIS ,GeoMedia, ГИС «Панорама». [19], [21], [22], [23] Функциональные особенности этих программ довольно близки особенно для учебных целей в рамках внедрения ГИС технологий в систему географического образования. Программы ГИС имеют средства создания и редактирования цифровых векторных и растровых карт, выполнения измерений и расчетов расстояний и площадей, оверлейных операций, построение 3Dмоделей, обработка растровых данных ( например данных ДДЗ),средства тематического картографирования, подготовки карт к изданию, инструментальные средства для работы с базами данных.

Выбор программ для использования в учебном процессе во многом субъективен и зависит от политики ведущих фирм производителей. Так компания «Дата+» реализует долгосрочную программу поддержки учебных заведений, направленную на развитие ГИС образования. В рамках этой программы компания DATA + совместно с Министерством образования и науки РФ и Государственным НИИ информационных технологий и коммуникации «Информатика» оснастили ГИС продуктами более 100 учебных классов в разных районах России.[18],[19]

ЗАО КБ «Панорама» проводит аналогичную политику в 48 ВУЗах России а для школы разработала, как уже говорилось выше ГИС «Живая география» версия 2.0» Первый опыт использования ГИС «Живая география» описан в журнале «География в школе» .[15]

1. Бабанский, Ю.К. , Оптимизация педагогического процесса (в вопросах и ответах) [Текст] / Ю.К Бабанский, М.М. Поташки. Киев, Рад. Школа, 1983. - 287с
2. Берлянт, А.М. Картографирование телекоммуникационных сетей России [Текст]/ А.М. Берлянт, А.Р. Аляутдинов, О.Р Мусин , А.П Платонов // ГИС-обозрение. 1995. Весна.C - 34-39.
3. Берлянт, А.М. К концепции развития ГИС в России [Текст]/ А.М Берлянт , Е.А Жалковский. // ГИС-обозрение. 1996. Весна.C - 17-19.
4. Душина, А.Г. Методика обучения географии в общеобразовательных учреждениях [Текст]: пособие для учителей/ А.Г. Душина. - М.Просвещение.,2007 289с
5. Капустин, В.Г.ГИС-технологии как инновационное средство развития  географического образования в России. [электроный ресурс] / В.Г.Капустин. – URL://journals.uspu.ru/i/inst/pedobraz/ped2009/ped_3_2009_8.pdf ( дата обращения 17.03.2021)
6. Лютый, А.А. Язык карты [Текст] /А.А Лютый// – М.: - Новое в жизни, науке, технике.,. Серия «Науки о Земле», №11) - 1981 – 48 с
7. Новенко, Д.В. Использование геоинформационных технологий в школьном географическом образовании [Текст] /Д.В Новенко. // География в школе.- 2007,-№7, с. 36-40
8. Домогацких, Е.М. Программа по географии для 6-10 классов общеобразовательных учреждений [Текст] / Е.М Домогацких – М.:ООО «ТИД «Русское слово - РС»,2012.34.с
9. Пролеткин, И.В. ГИС и средняя школа [Электронный ресурс] /И.В Пролеткин – URL: http://old.sgu.ru/ogis/gis_otd/publ8htm. (дата обращения 29.04.2022)
10. Рогачев, А.В..Цифровая картография. Геоинформатика [Текст] /А.В. Рогачев // География, 1999 - № 4 - С. 1—2.
11. Симонов, А.В. Геоинформационное образование в России: проблемы, направления и возможности развития [Электронный ресурс] /А.В. Симонов - URL http://cnit.pgu.serpukhov.su/WIN/gisobrru.htm.(дата обращения17.05.2022)
12. Тикунов, В.С. Теоретические и методологические аспекты развития географических информационных систем [Текст]/ В.С. Тикунов, А.М Трофимов// География и природные ресурсы. 1991. № 1 – c 24 - 28
13. Трубина, Л.К. Геоинформационные системы. Методические указания [Текст] :Учебное пособие./ Л.К. Трубина, О.Г. Быкова. Под. Ред. В.В. Малина. Новосибирск: ЦИТ СГГА, 2003. – 46 с.
14. Федеральный Государственный Образовательный Стандарт по географии [Электронный ресурс] URL –http: standart/tdu/ru(дата обращения 29.05.2021)
15. Финаров, Д.П. ГИС: отбор содержания и методика их изучения в школьном курсе Географии России [Текст] / Д.П. Финаров, // География в школе, 2005, - №5, с. 56-58
16. Хасаншина, Н.З.Теория и методика использования учебных геоинформационных систем в профильной подготовке школьников[Текст]: дис. канд. пед. наук /Н. З. Хасаншина. - Тольятти,2004.
17. Хасаншина, Н.З. Геоинформационные технологии как средство интеграции знаний по информатике и географии [“Электронный ресурс]/ Информационные технологии обучения-2002/Секция II /Подсекция 3 (информационные технологии обучения). –URL - http://ito.edu/ru.>2002/||/3/||-3-475 (дата обращения 17.04.2021)
18. ГИС ПАНОРАМА [Электронный ресурс] http://www.gisinfo.ru/.(дата обращения 08.06.2021).
19. ГИС АССОЦИАЦИЯ [Электронный ресурс] – URL/- http://www.gisa.ru/ (дата обращения 04.06.2021).
20. Академия ГИС и САПР [Электронный ресурс] - http://www.cadacademy.ru/(дата обращения 14.04 2019).
21. GEOtop» специализированный каталог [Электронный ресурс] - http://www.geotop.ru/(дата обращения 24.04.2022)
22. ГИС Инвестор [Электронный ресурс] – URL - http://investor.kirov.ru/.
23. Институт прикладной географии [Электронный ресурс] – URL -http://www.centergis.spb.ru/ (дата обращения 04.04.2021)
24. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [Электронный ресурс]http:// school-collection.edu/38/ (дата обращения 06.05.2021)