Методический материал
статья по географии на тему

Глава 1

Информационная образовательная среда по географии

  ЮНЕСКО в программе «Образование: сокрытое сокровище» называет следующие общечеловеческие области знаний, которые будут наиболее актуальны в 21 веке: философия, история, иностранные языки, информационные технологии и география.

 Обновлённый стандарт школьного географического образования определяют основную цель изучения географии как «применение географических знаний и умений в повседневной жизни, использование в практической деятельности и повседневной жизни разнообразных географических методов, знаний и умений, а также географической информации». Эта цель обуславливает  содержание требований к уровню подготовки выпускников средней школы. Реализовать её можно  только при условии модернизации современного школьного географического образования путём его информатизации, а также совершенствования подготовки учителя для выработки у него навыков практического применения современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ).

  Рассмотрим основные проблемы информатизации школьной географии. В силу специфики географической науки использование для изучения только основных образовательных ресурсов ( школьный учебник, рекомендованные авторами программы обучения, учебно-методические материалы, контурные карты и набор карт как наглядные пособие кабинета географии) приводит к искусственному сужению информационного поля. Изучение основных географических понятий ( рельеф, климат, природные особенности и т. д.) и курса страноведения без соответствующего визуального ряда (фото, видеоизображения, виртуальные экскурсии и путешествия) приводят к «обеднению» усваиваемого материала. Разделы экономической географии, изложенные в учебнике, устаревают уже на этапе его издательской подготовки, что влечёт за собой отставание школьной программы от реальной картины современного мира.

  Вторая проблема  связана с неподготовленностью большинства практикующих учителей географии активно применять средства и методы ИКТ в практической деятельности.

   Третья проблема – техническое обеспечение школ вообще и кабинетов географии в частности. Кабинет географии, как правило, не оборудован компьютерной техникой

  Решением проблем может служить специализированная подготовка к формированию и использованию информационной образовательной среды (ИОС) по географии. Процесс создания ИОС состоит из следующих этапов: поиск географической образовательной информации; её анализ и отбор; представление информации в виде гипертекста и разработка методики использования данной информации в учебном процессе по географии. ИОС  является, по сути, «промежуточным звеном» между учителем и  и существующими электронными образовательными географическими ресурсами и изданиями (рис.1)

ИНФОРМАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРЕДМЕТНАЯ СРЕДА

  Структура ИОС  соответствует декомпозиции основных электронных изданий и ресурсов по географии: образовательные географические Интернет-ресурсы, электронные учебники по географии, цифровые и космические снимки, геоинформационные системы, методические указания и  рекомендации, хрестоматия, включая электронные каталоги и электронные библиотеки, тесты ( табл. 1).

                                                                                                    Таблица 1.

Электронные образовательные издания и ресурсы по географии

  В зависимости от технического обеспечения учебного процесса, целей и задач урока возможны следующие варианты практического использования материалов:

1.Уроки, на которых компьютер используется в демонстрационном режиме (один компьютер для учителя, плюс проектор): лекция (изложение нового материала), закрепление нового материала, практическое задание.

2. Уроки, на которых компьютер используется в индивидуальном режиме ( урок в компьютерном классе без выхода в Интернет): работа с презентацией при изучении нового материала, контроль знаний, практические задания, групповые и индивидуальные проекты.

3.Уроки, на которых компьютер используется в индивидуальном дистанционном режиме (урок в компьютерном классе с выходом в Интернет): творческие задания на поиск и отбор информации.

  Формирование и практическое использование информационных образовательных предметных сред является одним из приоритетных направлений  информатизации образования в современных условиях. Повторяя эволюцию процесса разработки программного обеспечения, информационная образовательная среда, по-видимому, рано или поздно примет открытый характер как для свободного использования, так и для свободного участия в ней всех потенциальных соавторов, поскольку только совместное творческое созидание способно создать полноценную образовательную среду, способную эффективно функционировать в современных условиях.

    Компьютерные технологии: возможности использования

  Современное общество неразрывно связано с процессом информатизации. Происходит повсеместное внедрение компьютерных технологий. При этом одно из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества – информатизация образования, т. е. внедрение средств новых  информационных технологий в систему образования. Эта тенденция способствует изменившимся целям среднего образования, которые требуют обновления методов, средств и форм организации обучения.

  В настоящее время существуют два направления компьютеризации обучения. Первое направление предполагает усвоение знаний, умений , навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которую нередко называют «второй грамотностью».

 Умение пользоваться компьютером в повседневной жизни – неотъемлемая часть «интеллектуального багажа» современного человека. При этом сокращается разрыв между требованиями общества и реальными знаниями и умениями, которые даёт школа подрастающему поколению.

  Второе направление рассматривает компьютерные технологии как мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. При этом сам компьютер и многие учебные программы можно назвать универсальными средствами обучения.

  В зависимости от дидактических целей и специфики географии как  учебного предмета можно выделить такие виды компьютерных программ (табл.2).

                                                                                                                    Таблица 2

Виды компьютерных программ

1. Учебные (наставнические) программы – ориентированные преимущественно на усвоение новых знаний. Многие из них работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвлённой  программой. В эту группу можно включить программы для проблемного обучения, которые осуществляют непрямое управление деятельностью учащихся.
2. Программы-тренажёры – предназначены для формирования и закрепления умений и  навыков, а также для самоподготовки учащихся.

 Использование этих программ предполагает, что теоретический материал обучаемыми уже усвоен.

3. Контролирующие программы – предназначенные для контроля  определённого уровня знаний и умений. Этот тип программ представлен разнообразными проверочными заданиями, в том числе в тестовой форме.
4. Демонстрационные программы – предназначены для наглядной демонстрации учебного материала описательного характера, разнообразных наглядных пособий (картины, фотографии, видеофрагменты). Их разновидностью можно считать географические  интерактивные атласы, карты которых можно использовать  не только в качестве наглядности, но и «накладывать» друг на друга, компоновать, применять диалоговую и интерактивную графику. К этому типу можно отнести и презентационные программы, имеющие возможности для графического редактирования и используемые для творческой работы учащихся.

5.Имитационные и моделирующие программы – предназначены для «симуляции» объектов и явлений. Эти программы особенно важны для географии, когда изучаемый материал труден для показа или носит абстрактный характер.

6. Информационно-справочные программы – предназначены для вывода необходимой информации с подключением к образовательным ресурсам Интернета.

7. Мультимедиа-учебники – комплексные программы, сочетающие в себе большинство элементов перечисленных программ.

   Какие же достоинства есть у применения компьютерных технологий в процессе обучения?  Несомненно, что работа с компьютером вызывает у детей повышенный интерес и усиливает мотивацию обучения. Использование компьютерных технологий создаёт возможности доступа к большим массивам ранее недоступной современной, свежей информации, осуществление «диалога» с источником знаний. А сочетание цвета, мультипликации, музыки, звуковой речи, динамических моделей, и т. д. расширяет возможности представления учебной информации. При этом значительная часть наглядных демонстрационных пособий и моделей ( настенные карты, картины, плакаты, слайды, видеофрагменты, анимационные  схемы и пр.) можно хранить в цифровом варианте (для экономии места, времени на подготовку учителя к уроку и пр.) и при необходимости выводить на большой экран.

  Применение компьютера в обучении позволяет управлять познавательной деятельностью школьников. В этом случае обучение строят в рамках личностноориентированной модели, учитывающей индивидуальные темпы усвоение знаний и умений, уровень сложности, интересы и пр.

  Среди сложностей применения компьютерных технологий можно выделить такие: диспропорции в соотношении объёма получаемой и усвояемой информации, трудности ориентирования в информационном потоке; необходимость индивидуализации и дифференциации обучения; несопоставимость человеческого и компьютерного мышления;  определение путей сочетания с традиционными технологиями и т. д.  Совместимость компьютерных технологий с традиционными средствами и формами обучения – один из важнейших методических принципов  их применения.

    При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание обучающих программ с другими традиционными средствами обучения.

   Несмотря на то, что процесс компьютеризации начался не так давно, существует целая серия мультимедийных учебников по всем школьным курсам географии:

• 7 класс – учебник по курсу «География материков и океанов» (Авторы учебного материала  И.В. Душина, В.Б. Пятунина, А.А. Летягин);
• 8 класс – учебник по курсу «География России. Природа и население» (В.П. Дронов, Л.Е. Савельева, В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя);
• 9 класс –  учебник по курсу «География России. Хозяйство и регионы» (В.П. Дронов, В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя, Н.Н. Роготень);
• 10 класс – учебник по курсу «Экономическая и социальная география мира» (В.П. Максаковский, Д.В. Заяц, Н.Н. Роготень, Е.А. Таможняя, С.А. Горохов).

  Создание специальных мультимедийных программ на базе стабильных учебников неизмеримо расширяет возможности обучения географии. Средства мультимедиа позволяют представить учебный материал  в самых разнообразных формах, что делает подачу учебной информации более интересной и запоминающейся. Как показывает опыт, применение мультимедийных средств в обучении способствует повышению эффективности  учебного процесса, оптимизации деятельности учащихся.

  Мультимедийный учебник – это средство обучения нового поколения, сочетающее в себе элементы разных видов компьютерных программ и, соответственно целый ряд функций. Во-первых, как и традиционный учебник, он осуществляет информационную функцию, обеспечивает усвоение школьниками содержание учебного предмета.

  Благодаря мультимедиа-технологиям учебный материал представлен ярко и увлекательно в виде разнообразных носителей информации: иллюстраций, видеофрагментов, компьютерной анимации, слайдов, текстов, сопровождаемых словами диктора и музыкой, что способствует мотивации учебной деятельности школьников.

  Эксперементальные исследования учёных показали, что после включения мультимедийных учебников в содержании уроков, интерес к географии у школьников значительно вырос.

  Кроме базового учебного материала, в мультимедиа-учебнике предусмотрены возможности для углубленного изучения географии по нескольким направлениям: использование материалов справочного раздела, выполнение  практических работ углубленного или межпредметного характера, выход в Интернет.

  Другая важная функция мультимедиа-учебника – организация самостоятельной учебной деятельности школьников. Учащиеся имеют возможность самостоятельно приобретать знания, проверять свои достижения с помощью практических работ разного вида (обучающие, тренировочные, итоговые) и тестовых заданий, вести учёт результатов. Большинство практических заданий носит игровой характер, что позволяет в интересной форме закрепить знания и умения учащихся. При этом школьник может дополнительно использовать информацию из учебника, атлас и других средств обучения.

  Мультимедиа-технологии позволяют не только выстраивать материал в виде последовательного изложения, но и создают возможности нелинейного перемещения между различными частями курса. Благодаря этому школьники могут изучать материал в необходимой для них последовательности, устанавливать индивидуальный темп усвоения материала. Все эти возможности способствуют развитию желания и умения учиться, развивают интерес к географии. Наблюдения за процессом обучения показали, что на уроках с использованием мультимедиа-учебников даже «слабые» дети работают более активно, не отвлекаются, заинтересованно выполняют задания.

  Ещё одна функция мультимедиа-учебников – контролирующая. В разделах «Тесты» и «Практика» помещены задания для проверки знаний учащихся в разной форме и разного уровня сложности с нормами оценок.

  Благодаря сводной результирующей таблице выполняется корректирующая функция. Учитель имеет  возможности отслеживать достигнутые учащимися результаты, осуществлять «обратную связь», корректировать свою

деятельность с учётом индивидуальных  особенностей учащихся. В каждой теме присутствуют практические работы, выполнение которых обеспечивает мониторинг решения задач. В ходе работы при возникновении ситуации затруднения учащийся получает подсказку в виде разъяснения термина, ссылки на конкретный учебный материал, выбор варианта решения, набора пропущенных в шаблоне элементов. Таким образом, деятельность учащегося корректируется и направляется в нужном направлении. Благодаря возможности выхода в Интернет школьники не только могут получать дополнительную информацию по курсу, но и работать в режиме дистанционного обучения.

  Методическое построение учебника обеспечивает возможности как для самостоятельного изучения учащимися представленного учебного  материала, так и для широкого применения мультимедиа-учебника в учебном процессе в комплексе с другими средствами обучения.

  Таким образом, благодаря разнообразию выполняемых мультимедиа-учебниками функций, в практике школы их можно применять по нескольким направлениям.

  Организация познавательной деятельности учащихся на уроке

1. Мотивация обучения
2. Передача учебной информации
3. Демонстрация  наглядных и учебных пособий
4. Показ, сопоставление процессов и явлений

  Организация самостоятельной деятельности учащихся

1. Самостоятельное приобретение знаний и умений
2. Подготовка докладов, сообщений
3. Осуществление дифференцированного подхода
4. Углубленное изучение географии

  Проверка результатов обучения

1. Практика
2.  Тесты

   Как мы видим возможности применения мультимедиа-учебников велики, но методика их использования в процессе обучения географии пока недостаточно разработана.

  В новых условиях педагогическое образование призвано быть гибким, систематически обновляться. Поэтому для подготовки высококвалифицированных специалистов необходимо изучение вопросов, которые отражают современные проблемы и тенденции в школьном образовании и методической науке. Всё более активное внедрение компьютерных технологий в школьную географию ставит пред преподавателями  вузов задачу совершенствования профессиональной подготовки студентов-географов.

   Нуждаются в такой подготовке и учителя географии школ, для них должны осуществляться такие виды учебной работы:

• Овладение программными средствами ПК, позволяющими работать с мультимедийными технологиями;
• Анализ мультимедийных учебников, выявление их достоинств и недостатков, определение возможности для использования на уроках географии;
• Разработка фрагментов уроков с использованием компьютерных программ;
• Получение опыта  самостоятельной работы в Интернете;
• Осуществление шагов по созданию электронных материалов (сообщений, гипертекстовых страниц, презентаций и др.);
• Знакомство с образовательными возможностями Интернета;
• Учиться делать обзор периодических изданий по изучаемой тематике.

  Получив опыт работы с новыми информационными технологиями, учитель сможет не только организовать активную  учебно-познавательную деятельность школьников, но и постоянно совершенствовать свои научные и методические знания, знакомиться с зарубежным опытом проведения школьных занятий, участвовать в исследовательской деятельности с партнёрами из других регионов России и мира.

   
     Компьютерная картография для школьников

  В настоящее время вопрос о целесообразности более широкого применения компьютерных технологий при изучении ряда предметов школьной программы уже не вызывает сомнений. Специфика заключается в том, что если для лекционной и презентаций проблема может быть решена  с помощью сканирования бумажных карт и проектирования слайдов на большой экран, то для самостоятельной работы школьников необходимы программы, рассчитанные на наличие компьютера и имеющие открытую архитектуру (допускающие изменения и дополнения), чего пока нет. Иллюстрацией  такого подхода и является программный комплекс АЕS2005l, предназначенный для нужд предприятий спутниковой связи и введения специальной системы «Титров неадекватности», выводимых на экран при неадекватных действиях пользователя (например попытка определить позицию города Атланта при установленной на экране карте Евразии). Программа довольно проста по той причине, что спутниковая тематика современным  школьникам известна и качество иллюстраций некоторых  программных решений общего назначения доступно.

  Общая характеристика комплекса

   Комплекс содержит исполняемый файл, файлы базы данных, шаблоны цветных карт, файлы библиотек системы WINDOWS, и другие вспомогательные файлы. При запуске комплекса на экране монитора изображается лист презентации и по команде «Продолжить» - главное меню, которое содержит перечень всех выполняемых процедур. Выбор конкретной процедуры осуществляется активацией соответствующей строки меню.

     Главное меню

 Во всех расчётных процедурах результаты  решений выводятся в графической или табличной форме на экран монитора.

   Система титров неадекватности распространяется на следующие объекты: страны и регионы, города, зоны радиовидимости спутникого ретранслятора и метки на карте по заданным координатам.

  Перечень баз данных комплекса содержит шесть позиций:  

   Процедуры по базам данных  

      Во всех процедурах, предусматривающих ввод параметров расчёта,

таблица ввода содержит поясняющий текст и некоторое тестовое значение по каждому параметру. Значение параметров, совпадающих с текстом, вводятся автоматически по команде «Завершение набора». База данных позиции 1 содержит координаты береговых линий всех континентов, включая крупные острова . БД  позиции2 содержит русские названия и координаты крупных городов восточного и западного полушария

  Картография

  Географические карты, изображаемые на экране монитора, могут быть получены как в цветном так и в черно-белом варианте. Предусматриваются как цилиндрические так и азимутальные проекции, порядка двадцати шести наименований, другие карты можно устанавливать набором соответствующих параметров в базе данных и (для цветной версии) заготовкой необходимого шаблона.

  Современные автоматизированные способы ориентирования на местности    

  В  рамках ФЦП «электронная Россия» разрабатывается Концепция формирования Российской инфраструктуры пространственных данных как элемента общегосударственных информационных ресурсов.  Широкое распространение получают современные автоматизированные способы ориентирования на местности – спутниковые системы навигации (GPS – системы). В сочетании с цифровой картой ,ГИС позволяют решать такие важные задачи, как определение своего местоположения, прокладка и описание маршрута , создание собственного плана местности без традиционного планшета, визирной линейки, компаса. Во многих странах водители используют системы, которые автоматически прокладывают для них маршрут. Человек в современном мире ощущает своё место  не в контексте села или леса, а в глобальных координатах всей Земли (если надо – с точностью до 10 м или даже до 1 м).

  С другой стороны карта перестает быть статичным символистическим объектом. Она совмещается с аэрокосмическим снимком – с картиной всей Земли или отдельного села как они видны из космоса. Аэрокосмический снимок отражает реальное положение дел в данный момент времени в данной

местности .  Сегодня в Интернете можно увидеть картины облачности, торнадо, цунами, смену времён года в лесистой местности и т. д.

   Опыт показывает, что работая с бумажными картами, школьнику сложно представить территорию, изображённую на плоскости, в трехмерном виде, или провести сопряженный анализ тематических и общегеографических карт, в ходе которого требуется мысленно наложить содержание одной карты на другую. Геоинформационные технологии в этом оказывают существенную помощь.

   Школьная ГИС в сочетании с GPS-приёмником позволит коренным образом изменить методику практических работ по созданию плана местности и проводить на новом техническом и методическом уровне школьный географический практикум (учащийся под руководством учителя или самостоятельно сможет определить своё местоположение, в том числе и в форме географических координат, построить свой маршрут и план местности.

  Содержание  традиционных бумажных карт и статистических материалов неизбежно устаревает и не подлежит обновлению, приобретение же новых приводит к дополнительному расходованию бюджетных средств. В отличии от них ГИС и цифровые карты в сочетании с аэрокосмическими снимками могут быть обновлены с помощью открытых  информационных ресурсов.

  Школьная геоинформационная система позволяет сделать процесс обучения  наглядным, повысить самостоятельность школьников в «добывании» географических знаний..