Активные формы обучения на уроках географии (ИКТ).

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Новодраченинская средняя общеобразовательная школа»

Заринского раона Алтайского края

Методическая разработка по теме:

«Внедрение ГИС – технологий на уроках георафии»

Часть 1. Общее Землеведение

Выполнил: учитель географии высшей квалификационной категории, руководитель РМО ЕНД Заринского района Алтайского края

Гавшин Алексей Ермолаевич

с. Новодраченино 2019

Содержание

Введение

«Интернет — крупнейшая в мире библиотека, только все книги разбросаны по полу»

(Джон Аллен Паулос, американский профессор математики в Университете Темпл в Фи­ладельфии, штат Пенсильвания)

На сегодня Интернет становится неотъемлемой частью нашего общества, который как объединяет людей, помогает в нужный момент найти необходимую информацию, так и разъединяет людей, делаю их более замкнутыми, с ограниченным познавательным инте­ресом.

Согласно высказыванию американского профессора математики Джона Паулоса Ин­тернет обладает огромными беспорядочно разбросанными по сети ресурсами, отсюда рождается вопрос, а почему для одного сеть Интернет богатейшая библиотека, а для дру­гих «беспорядочно разбросанные по полу книги», от каких факторов зависит, насколько грамотно общество использует богатые просторы сети Интернет. На сегодня наиболее уверенными пользователями сети Интернет становятся дети, которые в отличие от взрос­лых мгновенно приспособились к пришедшему в последнее десятилетие мощному техни­ческому прогрессу, охватившему нашу страну. То что дети осваивают быстро технические новинки это очень хорошо, но при этом без контроля взрослых будет бессистемность и главное бесконтрольность. В данном случает задача родителей, педагогов, методистов выработать систему обучения детей, которая позволит систематизировать освоения сети Интернет, раскроет возможности сети для поиска ответа на вопросы связанные, прежде всего с образовательной деятельностью школьника, а не для развлечения, что часто на­блюдается у современных детей.

В данной работе автор пробует раскрыть возможности сети Интернет при изучении курса географии, через применение ГИС – технологий. Основой изучения географических процессов происходит через использование географических карт, в данном случае лучше всех выразился Н.Н. Баранский «Карта есть альфа и омега», то есть начало и конец в гео­графии. От карты всякое географическое исследование исходит и к карте приходит, с карты начинается и картой кончается». Использование ГИС – технологий позволяет ана­лизировать не только статистические объекты в реальном времени, но и рассматривать их в динамике, что важно про изучении закономерностей географических процессов и нахо­ждении причинно-следственных связей.
Особенности применения ГИС- технологий на уроках географии раскрываются в по­следующих главах.

Глава 1. Понятие ГИС – технологии

1. Что такое ГИС – технологии

Геоинформационная система (географическая информационная система, ГИС) — сис­тема сбора, хранения, анализа и графической визуализации  пространственных  (географиче­ских) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Геоинформационная система может включать в свой состав  пространственные базы дан­ных  (в том числе под управлением универсальных СУБД), редак­торы растровой и векторной графики, различные средства пространственного анализа дан­ных. Применяются в картографии,  геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне и многих других областях. Научные, технические, тех­нологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования гео­информационных систем изучаются геоинформатикой.

По территориальному охвату геоинформационные системы подразделяют на глобаль­ные (англ. global), субконтинентальные, национальные, зачастую имеющие статус государст­венных, региональные (regional), субрегиональные, локальные, или местные (local). В некоторых случаях такие территориальные ГИС могут быть размещены в откры­том доступе в сети Интернет и называются геопорталами.

По предметной области информационного моделирования выделяются городские (му­ниципальные) (urban GIS), недропользовательские, горно-геологические информационные системы (ГГИС), природоохранные (environmental) и т. п.; среди них особое наименова­ние, как особо широко распространённые, получили земельные информационные сис­темы.

Также геоинформационные системы могут быть классифицированы по проблемной ориентации - решаемым научным и прикладным задачам. Таковыми задачами могут быть инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управле­ние и планирование, поддержка принятия решений, геомаркетинг. Кроме того, ин­тегрированные геоинформационные системы совмещают функциональные возможности и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в еди­ной интегрированной среде. [1]

Геоинформацио́нные техноло́гии (ГИТ) — это технологический комплекс, интегрирую­щий и объединяющий многие информационные технологии. Их специфика со­стоит в ориентации на обработку пространственных данных. Пространственные данные мо­гут интегрироваться с другими видами данных, что определяет ГИТ как многоцелевое средство применяемое не только в науках о Земле, но и в общественных науках,  экономике,  информатике,  медицине, управлении. Составными частями геотехнологии яв­ляются: исходный объект, ресурсы (финансовые, трудовые, материаль­ные, информационные и др.) [2]

Глава 2. Особенности внедрения ГИС – технологий в учебный процесс

2.1 Использование геоинформационных систем в школьном образовании

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.

Все опрошенные учителя географии РМО ЕНД Заринского района 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.

6. 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.

Применение современных геоинформационных систем широко распространено и практически ничем не ограничено. ГИС успешно применяются как в военном деле, так

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 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. [3]

Глава 3. Внедрение ГИС – технологий в учебный процесс уроках географии

3.1 Внедрение ГИС при изучении курса Землеведение

Курс Землеведение 5-6 классы знакомит учащихся с оболочками Земли, видами изображения земной поверхности, прививает навыки решения разнообразных географических задач.

ГИС – технологии помогают учащимся образно представить как Географическую оболочку в целом, так и ее отдельные компоненты. Методом наложение разновременных спутниковых карт позволяет изучать географические процессы в динамике при решение определенных географических задач.

При изучении темы «Открытие, изучение и преобразование Земли» учащиеся приводят доказательства шарообразности Земли, помимо исследований ученых далекой древности учащиеся знакомятся с современными достижениями географии, данная тема это хороший повод учащихся познакомить с ГИС – технологиями рассматривая космический снимок Земли.

Рис. 1 Изображение Земли на спутниковой карте сервиса Maps Goole (источник https://www.google.ru/maps)

Сервис Maps Google позволяет получить представление о шарообразности Земли, получить сведение о месте нашей планеты в Солнечной системе. Интерес учащихся пробуждается динамической моделью данного сервиса, в которой все объекты можно вращать, а так же изменять масштаб. Кроме того данный сервис наделен 3-D изображением (см. рис. 1)

Кроме того данный сервис помогает раскрыть тему «Земля – планета Солнечной ситемы»

Рис. 2 Вращение Земли вокруг Солнца (источник https://www.google.ru/maps)

Спутниковая карта помогает учащимся выявить следствия вращения Земли вокруг Солнца, данная сервис способен заменить теллурий, которой отсутствует во многих школах.

При изучении спутника Земли, учащиеся могут заглянуть на обратную сторону луны и понять причины солнечного затмения, а так же появления различных лунных фаз (рис. 3).

Рис. 3. Фазы Луны (источник https://www.google.ru/maps)

Спутниковые карты позволяют учащимся раскрыть тему «План местности». При изучении темы учащиеся приводят сравнительный анализ плана местности и спутниковой карты. Рассмотрим на примере с. Новодраченино Заринского района Алтайского края.

Рис 4. Спутникова карта окрестностей села Новодраченино (источник https://www.google.ru/maps)

Учащимся 6 класса предлагается распознать объекты на спутниковой карты (рис. 4), путем наложения, для этого можно использовать кальку, составить план местности данного участка с использованием фонового и значкового способа изображения местности (рис. 5).

Рис 5. Иозбражение плана местности на кальке, выполненное учащимся

При работе с изображением даются понятия условные знаки как способ отображения местности, что позволяет не только освоить данную тему, но и рассматривать как этап работы с одаренными детьми при подготовку всероссийской олимпиады школьников. Кроме того можно выстроить внеурочную работу, которая подразумевает работу на местности, определение высота и ширины ствола дерева, расчет среднего расстояния между деревьями и т.д, данную тему можно индивидуально максимально развивать в зависимости с педагогическими задачами конкретного учителя и учащихся.

Рис 6. Работа с масштабом снимка (источник https://www.google.ru/maps)

Данный сервис позволяет детально рассматривать, как изменение масштаба влияет на качество распознания отображаемых объектов.

Полные впечатления о извержении вулканов поможет дать сервис Mapgroup http://mapgroup.com.ua

Рис. 7 Извержение вулкана Сарычева (источник http://mapgroup.com.ua)

Кроме того данный сервис позволяет оценить все величие орографической сети мира.

Рис. 8 Анды из космоса (источник http://mapgroup.com.ua)

Помимо статических объектов сервис позволяет вести наблюдения за явлениями в природе.

Рис. 9 Полярное сияние из космоса (источник http://mapgroup.com.ua)

Сервис GISmeteo позволит понять причины смены погоды на Земле, а так же удобен при подготовке к ОГЭ по географии в 9 классе.

Рис. 10 Атмосферные фронты (источник https://www.gismeteo.ua)

Существуют множество сервисов для изучения объектов гидросферы.

Сервис habr позволяет изучать типы речных дельт.

Рис. 11 Дельта Лены (источник https://habr.com)

При изучении биосферы полезно использовать сервис Global Forest Watch, где можно дать оценку лесистости территории.

Рис. 12 Лесистость территории (источник https://www.globalforestwatch.org)

Заключение

Данная работа является начальным этапом раскрывающей особенности внедрения ГИС технологий на уроках географии. В дальнейшем подразумевается разработка путеводителя для учащихся и учителя при изучении курса Страноведения в 7 классе, Географии России 8-9 классы и Географии мира 10-11 классы, а так же использование ГИС технологий при профильном обучении учащихся.

Применение ГИС технологий рисует в умах учащихся целостную географическую картину мира, обширное пространство сети Интернет позволяет изучать не только статистические географические объекты, но и понимать природу географических явлений, наглядно представляя их взору учащихся.

К сожалению, трудно охватить и даже невозможно все пространство сети Интернет, автор и не ставил перед собой такую цель, данная работа должна открыть для учителей и учащихся полезность использования подобных ресурсов при изучении географии в условиях ФГОС нового поколения.

Хочется пожелать педагогам и их ученикам успехов в замечательном путешествии по познавательным сервисам сети Интернет помогающим мотивировать учащихся в обучении географии.

Буду рад увидеть замечания и пожелания по поводу данной работы на электронный адрес gavschin@mail.ru

Желаю успехов!

Литература