История развития проблемы применения ГИС в биологических исследованиях и ее реализация в методологическом аппарате высшего педагогического образования | Статья в журнале «Педагогика высшей школы»

Автор:

Рубрика: Общие вопросы

Опубликовано в Педагогика высшей школы №4 (10) ноябрь 2017 г.

Дата публикации: 06.08.2017

Статья просмотрена: 57 раз

Библиографическое описание:

Мохнина М. В. История развития проблемы применения ГИС в биологических исследованиях и ее реализация в методологическом аппарате высшего педагогического образования // Педагогика высшей школы. — 2017. — №4. — С. 1-3. — URL https://moluch.ru/th/3/archive/72/2676/ (дата обращения: 25.05.2018).



В статье рассматриваются теоретические аспекты проблемы применения ГИС в биологических исследованиях. Особое внимание уделяется историческому становлению геоинформатики как науки, ее интеграция в педагогическое пространство высшего образования.

Ключевые слова: географическая информационная среда (ГИС), геоинформатика, биологическая цифровая карта, образовательный стандарт высшего образования

На сегодняшний день технологический и информационный прогресс затронул все направления развития современного общества. Применение инноваций в научно-исследовательском обиходе предположил использование новых высокоспециализированных средств, для обеспечения интеграции большого объема разнородной информации. Одним из таких комплексов выступают геоинформационные системы (ГИС), имеющие значительное преимущество в обработке данных и глобализации различных объектов [1].

Географическая информационная среда представляет собой комплексную систему для обеспечения важнейших функций по работе с информацией, а именно ее сбор, хранение, анализ и визуализацию. Эта характерность дает уникальные возможности использования ГИС для решения широкого спектра задач, как в практической, так и научной деятельности людей [1].

В самом названии «географическая информационная среда» подразумевается тесная взаимосвязь двух фундаментальных наук: географии и информатики. Проследив исторический путь формирования данных дисциплин как наук, становится очевидным о разновременных рамках их развития. Зарождение географии уходит корнями к древнейшим цивилизациям, которые существовали еще до нашей эры. Именно тогда люди, мигрируя по территории, начали расширять свои знания об окружающем мире. Постепенно полученные «географические» знания увеличились, что дало толчок к составлению первых карт, с обозначением на них первичной и подлинной информации. Можно сказать, что в интеграцию ГИС включен лишь один раздел географии — картография [1].

Переход человечества на новый уровень информатизации ознаменовало собой развитие науки о методах и процессах сбора информации с использованием компьютерных технологий, которой стала информатика. Симбиоз двух глобальных наук возродил науку нового поколения — геоинформатику, где объектом изучения ее стала ГИС. Возможность сохранения и преобразования географической информации с помощью компьютера, дало альтернативу по созданию географических цифровых карт с внедрением в них большого количества атрибутивных данных. Стремление пользоваться новыми, мобильными видами карт дало широкое распространение среди пользователей [1].

Идеи создания геоинформационных систем датируется серединой века во многих зарубежных государствах, таких как Великобритания, Канада (Географическая Информационная Система Канады), Швеция и США (Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа Массачусетского технологического института). Богатый опыт накопленных данных об топографических и тематических основ картографирования, а так же их успешное внедрение в компьютерные технологии ХХ послужило толчком в создании и развитии цифровых карт. На рубеже этого времени среда ГИС представляла собой чисто географически-информационную систему, в которой общая модель данных сводилась к набору содержания с привязкой географических координат. Спустя десятилетия вновь усовершенствованные ГИС стали ориентироваться на растровые структуры визуализации данных [1].

Конец ХХ — начало XXI века геоинформационные технологии завоевывают новые сферы науки, которые как, казалось бы, на первый взгляд никак не связаны с цифровым картографированием. В связи с этим на современном этапе развития, тематика ГИС охватывает все больше отраслей научной и хозяйственной деятельности человека. Новые модели ГИС стали ориентироваться на пользователя «многофункционального потребления», для облегчения их использования без затраты времени [5].

Развитие всех наук без исключения тождественно сопряжено с совершенствованием методов их изучения. Биология — одна из самых высокоспециализирующихся и развивающихся наук нашего времени. Для решения биологических задач применяют целый комплекс как традиционных, так и современных методов исследования, одним из которых выступает ГИС. Развитие ГИС в биологических исследованиях ознаменовало собой переход к новому уровню получения и апробации биологических знаний в науке [5].

В настоящее время для исследования экологической и биогеографической составляющей живой природы применяют данные дистанционного зондирования (ДДЗ), которые получают с помощью аэрокосмоснимков широкого масштаба. Именно с помощью такого рода информации передаются обновленные данные об окружающей среде, что впоследствии можно представить в виде различных цифровых карт с геопространственной привязкой. Однако анализ учета кадастра исходных данных проводится внешним диагностическим аппаратом с использованием различных методов исследования. На основе наложения таких данных и в зависимости от задач исследования создаются многопрофильные тематические карты, такие как: зоогеографические, зоологические, ботанические, экологические и многие другие. Создание таких карт позволит расширить знания о биологическом мире природы, отразить общую картину обилия на сегодняшний день, а так же давать прогнозы по эффективному использованию биологических ресурсов и внедрение их в практическую деятельность [5].

Большие затруднения у исследователя возникают в самом биологическом сборе исходных данных. Живые организмы мобильны по своей природе, и общая картина исследования может значительно поменяться в течение небольшого интервала времени на изучаемой территории. Поэтому интерполяция достоверных исходных данных в среду ГИС вызывает определенные трудности. Активное внедрение и применение биологической информации в системе ГИС направлена на использование готовой информации в сохраненном виде, на проведение ее анализа с получением новой предметной биологической информацией, а так же представление ее в виде картографической визуализации. Все это дает альтернативу работе по созданию таких карт и применению их не только в биологических, но и педагогических исследованиях [5].

Преподавание геоинформатики, как дисциплины, в России началось в конце XX века в одном из крупных Московских университетов. В настоящее время реализация ГИС в методической направленности сводится к цели ознакомления обучающихся с ГИС-технологиями и применения их в области структурирования и наглядного отображения различного вида информации, в том числе и биологической. Для преподавания такой дисциплины как геоинформатика нужен специалист широкого масштаба, который не только владеет информацией о ГИС, но и применяет свои знания на практике виде работы с ГИС-технологиями. В ряде вузов России геоинформатика изучается как самостоятельная дисциплина или входит в состав других наук как отдельный раздел. Тем не менее, знание геоинформационной базы необходимо студентам для проведения разного рода биологических исследований [3].

Активное внедрение ГИС в образовательную среду, дает широкие возможности к осуществлению ряда педагогических задач, а именно:

− сохранение первичного материала;

− анализ большого объема сведений о биологических объектах;

− модерация биоинформации;

− корректировка и внесения новых исходных данных;

− визуализация готового продукта.

Внедрение ГИС в педагогическое образование направлен на определенный тип профессиональной деятельности, к которому подготавливается будущий педагог при научно-исследовательских ресурсах вуза. В ФГОС высшего образования педагогического направления, строго определяется: какими видами деятельности должен овладеть студент по окончанию вуза. В числе такой деятельности обозначается исследовательская, подразумевающая под собой решение исследовательских задач с помощью методов научного исследования. Одним из таких методов при реализации двухпрофильного обучения (биология и география) в очной форме обучения выступает ГИС [4].

Эффективное внедрение ГИС в методологический аппарат педагогического образования возможно при включении данного метода к использованию обоих профилей обучения, как биологии, так и географии. Тесное взаимодействие двух дисциплин даст толчок к пониманию географически-информационной основы в среде биологии. Продуктивность работы будет осуществляться при реализации различных модулей (дисциплин) программы, а также практической деятельности студентов. По итогам такого вида работы обучающимся осваиваются компетенции, которые они смогут применить в дальнейшей научной и педагогической деятельности [2].

Немаловажным фактором при проведении геоинформационного биологического исследования выступает технические ресурсы организации. Вузу необходимо предоставить студентам информационно-электронный источник доступа к сети Интернет, т. к. применение геоинформационного метода осуществляется при непосредственном контроле свободной спутниковой информации [4].

Таким образом, географическая информационная среда на сегодняшний день является одним из приоритетных методов исследования, которая активно совершенствуется и реализуется не только в географических дисциплинах, но и в ряде других наук, как биология. Использование ГИС в учебно-образовательном процессе дает возможность расширить традиционные формы обучения, а значит и сам учебный процесс. Работа обучающихся по разноплановым биологическим исследованиям с помощью внедрения ГИС усилит направленность на получение новых результатов, являющихся наиболее эффективными при реализации развивающего потенциала [2].

Литература:

  1. Журкин И. Г. Геоинформационные системы / И. Г. Журкин, С. В. Шайтура, И.А. — М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. — 272 с.
  2. Качалов Я. Н. Использование геоинформационных систем в профессиональной подготовке студентов современного вуза / Я. Н. Качалов, В. М. Ростовцева // Вестник ТГПУ. — 2011. — № 10 (112). — С. 60–63.
  3. Манухов В. Ф. Новые информационные технологии в учебном процессе / В. Ф. Манухов, С. А. Тесленок // Интеграция образования. — 2010. — № 1. — С. 30–34.
  4. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования. Уровень высшего образования бакалавриат. Направление подготовки 44.03.01 Педагогическое образование.
  5. Юдкин В. А. Особенности интеграции зоологических данных в среду ГИС / В. А. Юдкин // Экология и природопользование. — 2012. — № 6. — С. 102–105.
Основные термины (генерируются автоматически): высшего образования, проблемы применения ГИС, внедрение ГИС, среду ГИС, биологических исследованиях, Активное внедрение ГИС, стандарт высшего образования, информационная среда, интеграцию ГИС, возможности использования ГИС, среда ГИС, Эффективное внедрение ГИС, географическая информационная среда, образовательный стандарт высшего, Новые модели ГИС, помощью внедрения ГИС, тематика ГИС, Развитие ГИС, реализация ГИС, методов исследования.

Ключевые слова

географическая информационная среда (ГИС), геоинформатика, биологическая цифровая карта, образовательный стандарт высшего образования

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос