Данная статья посвящена проблеме использования геоинформационных систем в образовании, в частности при обучении географии в средней школе. Раскрывается понятие геоинформационных систем.
Ключевые слова: ГИС, карта, стандарт.
Повысить результативность усвоения географических знаний в процессе взаимосвязанной, творческой учебной деятельности учителя и учащихся позволяет комплекс цифровых образовательных ресурсов, существенным компонентам которых является школьная геоинформационная система. Геоинформационная система (ГИС) — это компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира и событий, происходящих на нашей планете. Технология объединяет традиционные операции по работе с базами данных (запрос, статистический анализ), с преимуществами полноценной визуализации и пространственного анализа, которые предоставляет географическая карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем, что обеспечивает их применение в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений событий окружающего мира, с осмыслением и выделением причинно-следственных связей в окружающей природной и социальной среде.
Стандарт общего среднего образования по географии требует, чтобы изучение географии в школе было направлено на овладение умениями ориентироваться в пространстве при использовании таких «языков» международного общения как географических карт, статистических материалов, современных геоинформационных технологий обеспечивающих поиск, интерпретацию и демонстрацию необходимых в данный момент географических данных.
Географические информационные системы, как один из разновидностей картографических средств обучения рассматриваются методистами Н. З. Хасаншиной, Л. Н. Макарова, и др. как полифункциональное и комплексное средство обучения.
В настоящее время использование ГИС-технологий в преподавании географии приобретает все большее значение и актуальность, так как способствует раскрытию личностных качеств каждого учащегося.
Разработка и использование ГИС являются новым этапом развития изучения географии, в частности, картографической ее составляющей, основанной на использовании современной вычислительной техники. Применение ГИС позволяет активизировать ряд функций: наглядно-образную, воспитывающую, развивающую, информационную, пропагандирующую, а также формирование умений и навыков при работе с ГИС.
Таким образом, наглядно-образная функция дает возможность учащимся расширить и обогатить круг географических представлений по средствам чувственного восприятия, делает обучение более доступным, развивает наблюдательность, мышление и познавательные способности, помогает более глубокому и прочному усвоению учебного материала.
Роль воспитывающей функции при работе с ГИС, заключается во включении в учебно-воспитательный процесс учащихся разнообразные задания по работе с ГИС. Преподаватель может решать задачи экологического, эстетического воспитания и т. д.
Развивающая функция проявляется через систематическое, целенаправленное использование ГИС, что способствует умственному развитию учащихся. Постепенное и непрерывное усложнение заданий, по мере овладения основными приемами работы с ГИС, приведет к повышению интереса изучаемого объекта, а также простимулирует учащегося к самостоятельному творческому подходу решения дальнейших задач.
Информационная и пропагандирующая функции реализуются через систематическую работу с ГИС, т. к. она несет значительную смысловую и информационную нагрузку как любое средство обучения.
Согласно проведенному опросу среди учителей географии г. Астрахани число компьютерно-грамотных достигает 85 %, однако не все школы, в частности кабинеты географии, имеют в своем распоряжении, как технические средства обучения (ТСО), что сказывается на возможности применения непосредственно геоинформационных систем на уроках географии. Таким образом, было выявлено, что всего 20 % опрошенных учителей достаточно часто используют ГИС на уроках географии, в то время как более половины (70 %) иногда используют ГИС-технологии, 10 % — воздержались от ответа. Вероятнее всего это связано с недостаточной информированностью учителей географии о возможностях ГИС как средства обучения и слабой подготовкой в области использования передовых компьютерных технологий в обучении. По мнению опрошенных учителей, использование ГИС позволит повысить интерес к предмету (100 %). Считают, что ГИС позволит выявить индивидуальные способности (30 %), способствуют развитию воображения (50 %), формирует географическую культуру (40 %), развивает творческие способности (10 %).
Все опрошенные учителя сводятся к единому положительному мнению об использовании ТСО и в частности, ГИС, на уроках географии. Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:
1. Использование ТСО и ГИС на уроках географии в настоящее время является неотъемлемой частью образовательного процесса.
2. Школы не имеют достаточного технического оснащения для использования ГИС на уроках географии.
3. Для учителей географии характерен недостаток знания особенностей и опыта работы с ГИС.
4. Использование ТСО и ГИС на уроках географии позволяет оптимизировать учебно-воспитательный процесс и повысить мотивацию обучения учащихся.
5. Использование ГИС способствует развитию, наилучшему пониманию и применению на практике интегрированного подхода в учебном процессе.
ГИС — цифровая система создания, хранения, редактирования и анализа информации, имеющей пространственные координаты.
Состоит она из:
1. Электронная карта местности;
2. Цифровой банк данных — вся совокупность информации на данную территорию, представляет собой базы данных картографической и семантической информации, от точности, полноты и корректности хранимой в нем информации, зависит результат работы всей ГИС;
3. Система управления банком данных — специальный набор функциональных средств для работы с цифровым банком данных (контроль, редактирование, анализ информации, ограничение доступа).
Основными операциями ГИС являются ввод, хранение, обработка, вывод и анализ геопространственной информации по запросам пользователей.
Несмотря на то, что бурное развитие географических информационных систем началось только в последнее десятилетие, история их развития на самом деле достаточно богата.
Разработка подобных программ началась в конце 1960-х годов в основном в учебных и научных заведениях Англии, Канады и России. Первые ГИС этого периода являлись чисто географическими информационными системами. Основными данными в них были имена и множеством именованных данных, местонахождение которых задавалось географическими координатами. Ориентировались ГИС «первого поколения» на чисто утилитарные задачи: инвентаризация земельных ресурсов, земельный кадастр, учет и совершенствование системы налогообложения.
С развитием компьютерной техники: повышение аппаратно-технических показателей, совершенствованием алгоритмов программирования; появлением новых источников данных: дистанционного зондирования, GPS, стал возможным прогресс ГИС-технологий. Сейчас в них предлагается пользователям всевозможное разнообразие функций: от построения трехмерных моделей, до ГИС работающих на принципах искусственного интеллекта (анализ трехмерных сцен, прогнозирование ситуаций).
Применение современных геоинформационных систем широко распространено и практически ничем не ограничено. ГИС успешно применяются как в военном деле, так и гражданской сфере:
- создание морских навигационных и гидрографических карт;
- решение задач городского хозяйства (планирование, проектирование инженерных систем);
- в управлении лесными, сельскохозяйственными, рыбными ресурсами;
- топографическом картографировании;
- геологии, геофизике;
- бизнесе (отображение зон покупательной способности населения, анализ участков транспортной доступности, доставка и маршрутизация);
- демографического анализа и др.
Применение школьных ГИС-технологий способствует формированию важнейших географических умений:
- читать информацию, заложенную в цифровых географических картах;
- осуществлять поиск географических объектов по заданным параметрам, например по названиям объектов;
- проводить измерения и расчеты по цифровым картам;
- переводить в процессе многократных упражнений умение определять географические координаты в навык;
- формировать пространственное мышление учащихся, демонстрируя изучаемые природные объекты в объемном трехмерном измерении;
- составлять собственные цифровые карты особенно по результатам наблюдений учащихся, например за состоянием погоды своей местности.
В изучении курсов школьной географии начинают применяться тематические цифровые электронные карты, сопровождающиеся звуковым сопровождением, кратким текстом, цифровыми таблицами, диаграммами, графиками, анимацией.
Использование ГИС-технологий предоставляет целый ряд преимуществ, позволяя оперативно решать поставленные задачи, например, дать комплексную оценку геоэкологического состояния изучаемой территории, проследить динамику основных процессов, тенденцию их развития, оценить характер и последствия антропогенного воздействия на окружающую среду и др.
Таким образом, высокая степень информатизации общества способствует активному внедрению и использованию информационных технологий в учебном общеобразовательном процессе, что позволяет вывести преподавание на более высокий уровень, интегрировать знания по различным областям и предметам, а ученикам ощущать себя активными участниками процесса обучения, получать новые знания, умения, навыки и находиться в постоянном поиске и развитии себя.
Литература:
1. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании / И. Г. Захарова. — М.: Академия, 2003. — 192 с.
2. Обух Г. Г. Методика обучения географии / Г. Г. Обух. — М.: Университетское, 2001. — 184 с.
3. Новенко Д. В. Использование геоинформационных технологий в школьном географическом образовании / Д. В. Новенко // География в школе. — 2007. — № 7. — С. 36–40.
4. Хасаншина Н. 3. Геоинформационные технологии как средство интеграции знаний по информатике и географии / Н. 3. Хасаншина // Информационные технологии обучения–2002 /Секция II / Подсекция 3 (информационные технологии обучения).
5. Макарова Л. Н. Применение технических средств на уроках географии / Л. Н. Макарова // Вопросы Интернет образования. — 2006. — № 36.
