Геоинформационные системы примеры в школе

Обновлено: 08.07.2024

Современная школа, строится на основе федеральных стандартов, но даже стандарты не могут обеспечить всестороннее развитие учащихся, следовательно, надо искать методы, способы или средства с помощью которых можно повысить качество уроков. Так, например, ГИС-технологии представляют широкий спектр возможностей исследо-вательской работы учащихся.

Поскольку новые ФГОС, основной мыслью, которых является самостоятельная деятельность по изучению того или иного школьного предмета, то именно ГИС технологии и позволяют учащимся понять, а главное осмыслить, как полученную информацию от учителя, так и самостоятельно найденную в процессе анализа карт, сделанных ими самими.

Ведущая педагогическая идея опыта

Ведущую идею данного опыта вижу в следующем:

- формирование самообразовательных умений учащихся на уроках географии посредством ГИС как способа организации учебно-познавательной деятельности;

- формирование творческих способностей как возможностей создавать новое, оригинальное;

- формирование активной, творческой личности, способной на преобразования

Длительность работы над опытом

Опыт, над которым я работаю, актуален и перспективен. Работая над ним прошел через определенные этапы. Общая их продолжительность – 3 года.

1 –ый этап: изучение фактического уровня подготовки учащихся через собеседование, наблюдение во время урока;

2 –ой этап: изучение состояния вопроса в науке через учебу на географическом факультете в магистратуре АлтГУ, курсы повышения квалификации, ознакомление с передовым опытом коллег;

- 3 –ий этап: организация практической деятельности на уроках, разработка конспектов, презентаций и др.

Теоретическая база опыта

В основе опыта – педагогические идеи выдающихся педагогов: И. Песталоцци, В.А. Сухомлинского, А. Дистервега и др., общая идея которых заключается в том, что для успешного обучения и воспитания необходимо развитие познавательной активности учащихся, их творческих способностей.

Новизна опыта состоит в создании системы применения ГИС, направленных на развитие познавательной деятельности учащихся на уроках географии, создании условий для ее активизации посредством широкого внедрения в образовательный процесс.

Из своего опыта я понял, что только тогда испытываю истинное удовольствие, когда вижу любопытные глаза детей, когда урок заканчивается вопросами, а во время урока случается неподдельный интерес и удивление. А чтобы это случилось учитель должен всегда напряженно работать. Да, это трудно.

От того, насколько правильно определена цель урока, отобран материал, подобраны адекватные методы, средства обучения зависит качество и успешность достижения результатов. Одной из инновационных технологий при изучении географии является ГИС

Наш век — век информации. ГИС — технология управления ею. Это цифровой образовательный инструмент, работающий с цифровыми, учебными географическими картами, космическими снимками в процессе обучения географии при демонстрационном использовании учителем и самостоятельной работе учеников.

Первым вопросом человека, не знакомого с географическими информационными систе-мами (ГИС), будет, конечно, "зачем мне это нужно?". Действительно, мы не пользуемся атласами и картами каждую минуту нашей жизни. И географию, как многие считают, изу-чать не обязательно. К тому же информации из разных источников мы и так получаем больше, чем иногда хотелось бы. И нужно ли ее еще и систематизировать? Тут есть о чем задуматься. Серьезно над этим вопросом задумался и я: Что я знаю о ГИС, чего не знаю? Гипотеза: Если я овладею данной технологией, как это скажется на качестве образова-тельного процесса? Попробовал разобраться. Для этого изучил соответствующую литературу, статьи в сети Интернет, овладел практическими навыками. Как нельзя кстати пригодились знания, полученные во время учебы в магистратуре АлтГУ. Для себя понял, что ГИС - это нечто большее, чем карта, перенесенная на компьютер. А еще: важно не только обладать информацией.

Для меня, как для педагога, сегодня важно уметь работать с имеющейся информацией. Методы работы с данными постоянно совершенствуются, и теперь уже привычно видеть документы, таблицы, графики, чертежи и картинки на экране компьютера. Одним из типов документов, в который компьютер вдохнул новую жизнь, стала и географическая карта . Существуют виды деятельности, в которых карты - электронные, бумажные или хотя бы представляемые в уме - незаменимы. Даже в быту, мы регулярно работаем с информацией о географическом положении объектов - магазин, детский сад, работа, школа… Пространственное мышление естественно для нашего сознания.

Последние десятилетия ознаменовались бумом в области применения карт, и связано это с возникновением Географических Информационных Систем, воплотивших принципиально новый подход в работе с пространственными данными.

ГИС (географическая информационная система) – это и современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и деятельности.

Географическая Информационная Система - это компьютерная система, позволяющая показывать необходимые данные на электронной карте. Карты, созданные с помощью ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции.

Электронная карта, созданная в ГИС, поддерживается мощным арсеналом аналитических средств, богатым инструментарием создания и редактирования объектов, а также базами данных, устройствами сканирования, печати, средствами Интернет и даже космическими снимками и информацией со спутников.

Как работает ГИС на моих уроках?

В отличие от обычной бумажной карты, электронная карта, созданная в ГИС, содержит скрытую информацию, которую можно “активизировать” по необходимости. ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Каждый слой состоит из данных на определенную тему. Например, сведения о пространственном положении, привязка к географическим координатам или ссылки на адрес и табличные данные. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения объекта применяется процедура, называемая геокодированием . С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте, где находится интересующий объект.

Например, если вы изучаете определенную территорию, то один слой карты может содержать данные о дорогах, второй - о водоемах, третий – о проживающем там населении, четвертый о больницах и так далее. Вы можете просматривать каждый слой-карту по отдельности, а можете совмещать сразу несколько слоев, или выбирать отдельную информацию из различных слоев и выводить ее на карту. Вы также можете моделировать различные ситуации, всякий раз получая изображения в соответствии с поставленной задачей, причем без необходимости создавать новую карту.

Задачи, которые решает ГИС на уроке географии

При наличии ГИС и географической информации можно получить ответы как на простые вопросы о расположении объектов, так и на сложные типа Что находится на…? Что изменилось с…? Что если. и др . Раньше карты создавались на столетия. И сейчас не всегда мы имеем возможность приобрести новые, современные карты, дающие правдивую информацию, соответствующую сегодняшнему дню. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.

ГИС дает возможность для проведения учебных исследований.

Результаты исследований учащиеся оформляют с помощью презентаций или текстовых документов, в которых отражают ответы на вопросы исследования и демонстрируют копии экранных картинок, фрагменты карт, фотографии, найденные с помощью той или иной программы. Учащиеся отвечают на вопросы учителя о том, как проводилось исследование, какие средства программы они использовали.

- умение анализировать снимки Земли с космоса с последующим его изучением;

- менять содержание карты с помощью управления слоями;

- добавлять различные объекты;

- изучать пирамиду масштабирования;

В дальнейшем на основе все тех же статистических данных учащиеся для более полноценного восприятия темы могут накладывать созданные ими же картограммы на сделанные ими цифровые контурные карты. Далее учащиеся могут накладывать различные снимки на карты.

Соответственно именно возможность настраивать карту на определенный урок позволяет учителю вместе учащимися выявлять причинно-следственные связи и закономерности, развивая тем самым пространственное мышление

Россия расположена на нескольких литосферных плитах, при взаимодействии которых образуются крупнейшие формы рельефа. Называю платформы и плиты, показываю их на карте, учащиеся записывают или обозначают их на контурной карте. После этого накладываю на тектоническую карту растр “Рельеф России” и называю крупнейшие формы рельефа (равнины и горы), соответствующие тектоническим структурам. Учащиеся записывают и обозначают их на контурных картах.

Для большей наглядности лучшим способом будет наложение на карту космического снимка России, на котором хорошо видны особенности рельефа страны.

Изучив теоретическую часть вместе с учителем, ученики, загрузив соответствующие карты в компьютеры, должны подтвердить свой вывод о взаимосвязи геологического строения, рельефа и сейсмической активности на примере своей местности.

Использование ГИС технологий в процессе обучения географии формирует способность и готовность учащихся к использованию географических знаний и умений в повседневной жизни, позволяет их подготовить к работе с информацией во всех формах и различных сферах жизнедеятельности.

Владение данными технологиями оказывает неоценимую помощь при подготовке к различным конкурсам, олимпиадам, сдаче ЕГЭ. Убежден, что высокие результаты, которых достигли мои ученики, стали возможны, в том числе, благодаря владению ГИС технологиями.

Назову эти результаты:

- Победа в районной Олимпиаде по географии (Золотарев Замир 2013г.,Чернышов Константин 2013г.)

Пример 1. 8 класс. Тема: “Пространства России”

Урок: Россия на карте часовых поясов.

Цели урока: Объяснить разницу во времени на территории России, причины и следствия. Показать необходимость введения часовых поясов, декретного и летнего времени. Совершенствовать навыки самостоятельной работы учащихся с цифровыми картами.

Тип урока: комбинированный.

1. Оргмомент.

2. Проверка домашнего задания. Учитель задает учащимся вопросы по теме “Границы России”:

Какие границы наиболее благоприятны для межгосударственных отношений?

Приведите примеры того, как значение границ изменяется на разных исторических этапах.

Какие проблемы испытывает Россия как страна с наибольшей протяженностью границ?

3. Изучение нового материала. Учитель выявляет опорные знания о протяженности территории России с запада на восток. Рассказывает о местном времени и правилах его расчета. Далее учащиеся с помощью цифровых карт ГИС Живая География решают задачи на определение местного времени:

А) рассчитайте местное время в Екатеринбурге, если в Нижнем Новгороде 13 часов.

Б) рассчитайте местное время в Новосибирске, если в Хабаровске 16 часов.

В) рассчитайте местное время в Липецке, если в Ростове-на-Дону 3 часа ночи.

Необходимо загрузить базовую карту России, найти указанные в задании населенные пункты (возможно воспользоваться Поиском), определить в семантике городов географическую долготу, рассчитать разницу долготы, умножить на 4, получив разницу в часах и минутах. После этого необходимо отнять или прибавить разницу к текущему времени исходного населенного пункта. Можно усложнить задачу, предложив учащимся населенные пункты, лежащие на одной параллели. Тогда рекомендуется несколько изменить задание: с помощью инструмента “Построение ортодромии” рассчитать расстояние между населенными пунктами в километрах, разделить полученное число на длину дуги соответствующей параллели в градусах и получить разницу в градусах. При этом варианте работы немного увеличивается сложность, но расширяется набор тренируемых умений и навыков.

Учитель задает вопрос учащимся – удобно ли пользоваться местным временем?

Начинается объяснение поясного времени и часовых поясов на территории России, декретного и летнего времени. В конце урока учитель раскрывает понятие “линия перемены дат” и дает несколько задач на определение поясного времени и суток в качестве закрепления изученного материала.

4. Домашнее задание: Параграф учебника, проблемный вопрос: Где и почему российским спортсменам лучше готовиться к будущей олимпиаде в Пекине (Китай)?

Пример 2. 8 класс. Тема: “Рельеф и недра России”

Урок: Геологическое строение территории России.

Цели урока: Познакомить с главными чертами рельефа России, закономерностями размещения гор и равнин. Познакомить с новыми терминами и понятиями. Формировать представление о рельефе, как постоянно меняющимся компоненте под влиянием внешних и внутренних сил. Продолжить работу с цифровыми картами.

Тип урока: комбинированный.

1. Оргмомент.

2. Выявление опорных знаний. Учитель задает учащимся вопросы: Что такое рельеф? Какие бывают крупнейшие формы рельефа? Как различаются горы и равнины по высоте? Назовите крупнейшие формы рельефа на территории России. Что изучает наука геология и на какие отрасли она делится? Как определяется возраст горных пород?

3. Изучение нового материала: Учитель загружает в ГИС Живая География карту “Тектоника и минеральные ресурсы”, убирает все слои, кроме морей и океанов, математической основы, системного и плит платформ. Учитель объясняет геологическое строение России с точки зрения теории движения литосферных плит. Россия расположена на нескольких литосферных плитах, при взаимодействии которых образуются крупнейшие формы рельефа. Учитель называет платформы и плиты, показывает их на карте, учащиеся записывают или обозначают их на контурной карте. После этого учитель накладывает на тектоническую карту растр “Рельеф России” и называет крупнейшие формы рельефа (равнины и горы), соответствующие тектоническим структурам. Учащиеся записывают и обозначают их на контурных картах. Целесообразно наложить на карту и космический снимок России, на котором хорошо видны особенности рельефа страны. На границах плит происходят землетрясения и развит вулканизм. Учитель добавляет слои “Землетрясения” и “Вулканизм”, ученики обозначают зоны сейсмической активности на территории России, крупнейшие вулканы и разрушительные землетрясения. Учитель просит учащихся сделать вывод о взаимосвязи геологического строения, рельефа и сейсмической активности.

4. Самостоятельная работа учащихся. Загрузив соответствующие карты в компьютеры, учащиеся должны подтвердить свой вывод о взаимосвязи геологического строения, рельефа и сейсмической активности на примере своей местности. Для этого необходимо отмасштабировать территорию проживания. Результат работы оформляется в виде краткой схемы: тектоническая структура – форма рельефа – сейсмическая активность – влияние на хозяйственные особенности и условия жизни человека.

5. Домашнее задание. Повторить конспект урока, прочитать параграф учебника.

Пример 3. 8 класс. Тема: “Внутренние воды России”

Урок: Характеристика реки.

Цели урока: Изучить особенности рек России. Создать условия для овладения учащимися методами практической характеристики гидрографического объекта на территории России. Актуализировать знания о реках России как объекте гидросферы и национальном богатстве страны. Познакомить с конкретной рекой России в процессе ее характеристики.

Тип урока: урок-практикум.

1. Оргмомент.

2. Проверка домашнего задания. Учитель опрашивает учащихся по материалу предыдущего урока “Разнообразие внутренних вод. Реки России”.

А) Понятийный диктант: речная система, исток, устье, бассейн, падение и уклон реки, расход воды, годовой сток, режим реки, твердый сток, паводок, половодье.

Б) Проверка геономенклатуры по рекам: показать реки бассейна СЛО, Тихого и Атлантического океана.

3. Задания учащимся для выполнения практической работы:

Название реки;
В какой части страны находится;
К бассейну какого океана принадлежит;
Местоположение и географические координаты истока;
Общее направление течения;
Длина реки;
Крупнейшие левые и правые притоки;
Характер течения реки;
Куда впадает река;
Вид устья и его географические координаты;
Использование реки человеком.

Объясните зависимость характера течения от рельефа.
Определите источники питания реки.
Каков режим реки и как он зависит от климата?

Б) Опишите выбранную вами реку, дополните рассказ своим личным отношением к ней. Вспомните отрывки поэтического или художественного текста, которые могли бы украсить ваш рассказ.

4. Выполнение практической работы. Учащиеся открывают карты ГИС Живая География и выбирают реку. Рекомендуются крупные реки, такие как Волга, Обь, Енисей, Лена, Амур и т.д. Для поиска информации по пунктам плана требуется поработать со следующими картами:

Пункт 1 – самостоятельно

Пункт 2 – Базовая карта России

Пункт 3 – Карта “Бассейны океанов”

Пункт 4 - Базовая карта России, семантика

Пункт 5 - Базовая карта России

Пункт 6 - Базовая карта России, семантика или вычисления длины объекта средствами ГИС Живая География

Пункт 7 - Базовая карта России

Пункт 8 – наложение на Базовую карту России растра “Рельеф России. rsw”

Пункт 9 - Базовая карта России

Пункт 10 - Базовая карта России, семантика

Пункт 11 – карты “Промышленность”, “Транспорт”, “Экологические проблемы и катастрофы”

5. Домашнее задание. Закончить выполнение практической работы (пункт задания Б). По желанию: подготовить презентацию, буклет, рассказ о внутренних водах России (озерах, болотах, ледниках, подземных водах, мерзлоте).

Пример 4. 8 класс. Тема: “Почвы России”

Урок: География почв России.

Цели урока: Cформировать представление о закономерностях распределения почв на территории России, характерных чертах почв России.

Тип урока: комбинированный.

1. Оргмомент.

2. Повторение. Проверка домашнего задания. Письменная работа по карточкам. Вопросы:

Дать определение понятию “почва”. Назвать условия почвообразования. Рассказать о трудах В.В. Докучаева. Объяснить отличия почв по механическому составу. Назвать свойства почв. Объяснить значение почвенной структуры. Объяснить разнообразие почв.

3. Изучение нового материала. Учитель загружает в ГИС Живая География карту “Почвы России” и называет основные типы почв в России. Читая карту, учащиеся отвечают на вопросы: Есть ли закономерности в размещении почв?Какие почвы не подчиняются закону зональности?

Учащиеся вспоминают закон широтной зональности и подтверждают наглядно известное выражение “Почва – зеркало ландшафта”.

Далее учащиеся по просьбе учителя загружают в индивидуальные компьютеры карту “Почвы России”, с помощью команды “Список данных электронной карты” накладывают сверху карту “Природные зоны” (удалив все слои, кроме слоя “Природные зоны России”) и начинают заполнять таблицу. Кроме карт, данные в таблицу берутся из семантик почв, которые содержат ссылки на текстовые файлы с подробной информацией о зональных почвах.

Таблица. Типы и свойства зональных почв России.

Природная зона	Тип почв	Условия формирования	Отличительные особенности \ почвенные горизонты	Плодородие
1. Арктическая пустыня
2. Тундра
3. Тайга
4. Смешанные леса
5. Широколиственные леса
6. Степи
7. Полупустыни

4. Закрепление. Учитель задает учащимся вопросы по проделанной самостоятельной работе:

Какие почвы формируются под лесами Восточной Сибири и почему? Какие почвы самые плодородные? В какой зоне происходит накопление солей? Почему в лесной зоне гумуса меньше, чем в степях, хотя биомасса больше? Какая почва наиболее интенсивно используется человеком? От чего зависит размещение азональных типов почв?

5. Домашнее задание. Параграф учебника. Выучить основные типы почв и их свойства.

Пример 5. 8 класс. Тема: “Природно-хозяйственные зоны России”

Урок: Горные районы.

Цели урока: Сформировать представление о горных областях России, их распространении, закономерностях смены природных условий и ПТК в горах. Закрепить знания о высотной поясности.

Тип урока: комбинированный.

1. Оргмомент

2. Повторение. Проверка домашнего задания. Устная характеристика ПТК лесостепей, степей и полупустынь.

3. Изучение нового материала. Учитель выявляет опорные знания учащихся, сформированные в 7 классе – о высотной поясности и ее причинах и влиянии горного рельефа на компоненты природы и хозяйственную деятельность людей. Под руководством учителя ученики записывают в тетради закономерности расположения природных зон:

А) Чем больше относительная высота и ближе к экватору гора – тем богаче набор природных зон на ее склонах.

Б) Природные зоны на склонах горы снизу вверх сменяются так же, как на равнине с юга на север.

В) На северных склонах гор природные зоны смещены ниже по сравнению с южным склоном.

Г) Самая нижняя природная зона соответствует окружающей равнинной зоне.

Учащиеся под руководством учителя вспоминают крупнейшие горные системы на территории России, учитель называет их особенности. Далее учитель с помощью ГИС Живая География строит профиль Большого Кавказа через высочайшую точку России – г. Эльбрус. Для этого необходимо открыть Базовую карту России, отмасштабировать ее, создать матрицу высот через Большой Кавказ и построить профиль. Учитель предлагает учащимся разобрать набор природных зон на склонах Эльбруса, пользуясь рисунками в параграфе учебника и зарисовать их в тетради.

4. Выполнение самостоятельной работы. Учитель предлагает учащимся с помощью ГИС Живая География построить профили горных территорий:

А) Урала (Северного, Среднего и Южного)Б) Алтая В) Верхоянского хребта

Г) хребта Сихоте-Алинь.

Учащиеся строят профили по образцу, предложенному учителем, и определяют структуру высотной поясности.

5. Проверка выполнения и закрепление знаний. Учащиеся выводят на экран полученные профили и представляют результаты своей работы по определению высотной поясности. Учитель задает вопросы:

Как определить пояс, пользуясь картой растительности или природных зон?

В каких горах самый большой набор зон высотной поясности?

Что такое субальпийские и альпийские луга? Где они образуются и почему?

Почему на Алтае нет пояса широколиственных лесов?

Где находятся горы с 2 поясами – горные тундры и горные пустыни?

6. Домашнее задание. Параграф учебника. Ответить на вопросы к параграфу.

Пример 6. 8 класс. Тема: “Население России”

Урок: Религии народов России.

Цели урока: Закрепить знания о многонациональном составе населения России, познакомить с религиозным составом. Воспитать уважительное отношение к культуре, традициям и верованиям всех народов России. Изучить национальный и религиозный состав своей местности.

Тип урока: Комбинированный.

1. Оргмомент.

2. Проверка домашнего задания: учитель задает учащимся вопросы о понятиях “народ, этнос, нация”, лингвистической классификации народов, языковых группах и семьях на территории России, крупнейших этносах.

3. Изучение нового материала. Учитель рассказывает ученикам о мировых религиях, крупнейших религиях России (православное христианство, ислам и буддизм), местных традиционных верованиях, вместе с учащимися обсуждает значение религии в жизни человека. Далее учащимся дается информация об этапах формирования религиозной карты России. Учитель загружает карту “Народы и религии” ГИС Живая География для объяснения особенностей размещения религий на территории России (требуется убрать слой “Народы России”).

Назовите три религии, получившие наибольшее распространение на территории России.
Какая из них преобладает и почему?
Назовите регион с самым сложным религиозным и национальным составом.
Назовите самый крупный этнос, исповедующий ислам.
Назовите единственный в Европе этнос, исповедующий буддизм-ламаизм.

5. Домашнее задание. Параграф учебника. Задание на контурную карту: отметить республики, входящие в состав России и их столицы. Обозначить на карте цветом религии, которые исповедует население данных республик.

Урок: Экономическое районирование.

Цели урока: Познакомить учащихся с причинами районирования территории России, определить условия, влияющие на специализацию района. Изучить подходы к районированию и виды районирования. Сформировать представление об экономических районах России и их составе.

Тип урока: комбинированный урок.

Научно-методическое содержание урока: Районирование как один из видов классификации. Подходы к географическому районированию. Природное и экономическое районирование. Представление о географическом районе. Особенности административно-территориального устройства России.

Новые понятия и представления: экономическое районирование, экономический район.

1. Оргмомент.

2. Проверка опорных знаний: вопросы по физико-географическому районированию.

3. Изучение нового материала.

Учитель рассказывает о географическом разделении труда, специализации, рисует на доске схему специализации. Дает понятие “экономический район”, объясняет правила расчета коэффициента специализации.

Практическая работа с цифровыми картами и снимками. Выделение границ природных, экономических и географических районов в западном и восточном регионах страны. Сравнение их по разным показателям (размерам территории, границам, численности населения и т. д.) Ученики загружают базовую карту России, накладывают на нее тематические карты и, пользуясь масштабированием, отвечают на вопросы:

А) Какие физико-географические особенности территории России обуславливают экономическое районирование?

Б) Какие особенности размещения населения на территории России обуславливают экономическое районирование?

В) Как неравномерность экономического освоения территории России повлияла на экономическое районирование?

Учащиеся записывают ответы на вопросы в тетрадь. Целесообразно устроить обсуждение полученных результатов.

4. Закрепление. Учащимся предлагается составить свой проект районирования России. Например – широтные зоны (зона Севера и Главная полоса расселения и т.д.)

5. Домашнее задание: Параграф учебника, отметить на контурных картах границы экономических районов, подписать названия.

Пример 8. 9 класс. Тема: “Главные отрасли и межотраслевые комплексы”

Урок: Зональная специализация АПК.

Цели урока: Познакомить учащихся с влиянием природных условий на возможность сельскохозяйственного производства, урожайность и эффективность. Показать зональную специфику АПК на территории России.

Тип урока: практическая работа.

1. Оргмомент.

2. Выявление опорных знаний. Учитель задает учащимся вопросы о природной зональности на территории России и характерных условиях и ресурсах всех природных зон.

3. Выполнение практической работы. Учащиеся получают задание: Открыть Живую географию. Загрузить карту "Природные зоны". Убрать слой "Животный мир", вывести список данных электронной карты, добавить карту "Почвы России", разместить ее над картой природных зон, убрать все слои, кроме "Зональных почв". В “Списке данных. ” добавить карту “Агроклиматические ресурсы”, разместить ее "над картой", убрать с нее все слои, кроме годового количества осадков и суммы активных температур. Добавить карту "Промышленность России", убрав с нее все слои, кроме слоя “Сельскохозяйственное машиностроение”, “Производство мин. Удобрений”, “Легкая и пищевая промышленность”. Создается комплексная карта, с помощью которой учащиеся могут вскрыть закономерности зональной специализации АПК на территории России. Результаты работы оформляются в виде таблицы.

4. Подведение итогов, выводы, домашнее задание. Учитель задает вопросы об основной сельскохозяйственной зоне России, тяготении 1 и 3 звена АПК ко второму звену, размещении отдельных отраслей АПК. В качестве домашнего задания соответствующий параграф учебника и творческое задание – отразить результаты работы на уроке на контурной карте.

1 Школьная геоинформационная система

2 Школьная ГИС Школьная ГИС – цифровой образовательный инструмент, работающий с цифровыми учебными географическими и историческими картами, космическими снимками в процессе обучения географии и истории при демонстрационном использовании учителем и самостоятельной работе учеников

3 Школьная ГИС и ФГОС ООО Предметные результаты изучения географии должны отражать : овладение основами картографической грамотности и использования географической карты как одного из языков международного общения ; овладение основными навыками нахождения, использования и презентации географической информации ( ФГОС ООО, стр. 13) Материально - техническое оснащение образовательного процесса должно обеспечивать возможность наблюдений, наглядного представления и анализа данных ; использования цифровых планов и карт … ( ФГОС ООО, стр. 47)

4 Школьная ГИС Цифровой инструмент : Программная геоинформационная оболочка Цифровые источники : Цифровая географическая карта мира Цифровая географическая карта России Коллекция цифровых космических снимков Цифровые контурные карты Учебные топографические карты Цифровые карты по истории России Цифровые карты по всемирной истории

5 Цифровая карта мира Базовая карта Океаны Недра Земли Климатическая Природные зоны Почвы мира Памятники природы и культуры Плотность населения Народы и религии Политическая Промышленность Агропромышленный комплекс Транспорт Глобальные проблемы

6 Цифровая карта России Базовая карта Океаны Тектоника и мин. ресурсы Климатическая Природные зоны Почвы Памятники природы и культуры Плотность населения Народы и религии Агроклиматические ресурсы Промышленность Агропромышленный комплекс Транспорт Экологические проблемы

7 Космические снимки Коллекция снимков составлена так, чтобы у пользователя была возможность отобразить территорию России в разных масштабах от мелкого обзорного до крупного детального. В коллекцию входят снимки : всей территории России ; крупных природно - хозяйственных районов ( Европейский Север, Поволжье, Приморье и т. п.) конкретных природных объектов ( Кавказ, Курильские о - ва и т. п.). российских городов с окрестностями, находящихся в разных природно - климатических условиях ( Ростов - на - Дону, Красноярск, Анадырь и т. д.).

8 Цифровые контурные карты Комплект контурных карт для проверки знаний географических названий ; Комплект контурных карт для нанесения учащимися собственных объектов средствами редактора карт

9 Цифровые топографические карты Четыре карты масштабов : 1: : : :

11 Единые приемы работы с цифровыми географическими и историческим картами Чтение цифровой карты Получение адресной учебной информации об объектах, нанесенных на карту с возможностью ее актуализации Масштабирование карты с изменением содержательной нагрузки Управление содержанием карты Поиск объектов на цифровой карте Возможность создать собственную карту Измерение и сравнение расстояний, маршрутов и площадей

12 Основные приемы учебной работы с школьной ГИС

13 Чтение цифровых географических карт

14 Чтение цифровых исторических карт

15 Масштабирование картографического изображения на экране для изменения детализации размещения географических объектов и явлений

16 Наложение разных тематических цифровых карт на одну и ту же территорию позволяет искать взаимосвязи между объектами и явлениями

17 Управление отображением слоев позволяет настроить карту для решения конкретной учебной задачи

18 Поиск объектов на карте

19 Поиск объектов на карте – топонимические двойники

20 оперативное измерение больших расстояний по картам

21 измерение расстояний по картам и их сравнение

22 измерение площадей объектов по картам и их сравнение

23 Редактор карты – возможность создания собственной цифровой географической карты

24 Редактор карты - подготовка набора цифровых контурных карт для проведения практических работ в компьютерном классе

25 создание собственной карты в процессе съемки местности с использованием GPS- приемника

26 Самостоятельная прокладка маршрута по цифровой карте с использованием GPS- приемника

27 Особые приемы работы с цифровыми географическими картами Пространственный анализ привязанных к объектам статистических данных Построение трехмерных моделей местности по данным карты и совмещение их с космическими снимками Построение профилей на участок местности

28 Построение картограмм и картодиаграмм для пространственного анализа привязанных к картам статистических данных Естественный прирост населения, 2004 г. Смертность по странам мира, 2004 г.

29 Использование разных пространственных моделей : цифровых карт, цифровых космических снимков и трехмерных моделей местности

30 Особые приемы работы с цифровыми историческими картами Привязка пространственных объектов к линии времени Привязка исторических событий к линии времени Пространственное сопоставление разновременных объектов и явлений

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Внедрение ГИС - технологий на уроках географии.docx

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Заринского раона Алтайского края

Методическая разработка по теме:

Часть 1. Общее Землеведение

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

Гавшин Алексей Ермолаевич

с. Новодраченино 2019

(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.

Глава 1. Понятие ГИС – технологии

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.

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.

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

— создание морских навигационных и гидрографических карт;

— решение задач городского хозяйства (планирование, проектирование инженерных систем);

— в управлении лесными, сельскохозяйственными, рыбными ресурсами;

— 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]

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.

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.

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.

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.

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:

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.

ГИС — цифровая система создания, хранения, редактирования и анализа информации, имеющей пространственные координаты.

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.

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;

- 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.

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.

Основные термины (генерируются автоматически): урок географии, система, GPS, анализ информации, баз данных, использование ГИС-технологий, работа, средство обучения, учитель географии, цифровой банк данных.

Читайте также: