Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.К.АММОСОВА»

Институт естественных наук

Педагогическое отделение

Геоинформационные системы в процессе формирования познавательных УУД обучающихся (на примере темы «Африка», 7 класс) 

(БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА)

Направление подготовки: 44.03.05. Педагогическое образование

(с двумя профилями подготовки)

Направленность (профиль): География и экология

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ В ГЕОГРАФИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ        5

1.1. Структура и содержание познавательных универсальных учебных действий обучающихся        5

1.2. ГИС-технологии как средство формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся        10

1.3. Отбор диагностических материалов для оценки сформированности познавательных универсальных учебных действий        16

1.4. Опыт учителей по формированию познавательных универсальных учебных действий, обучающихся на уроках географии на основе ГИС-технологий        25

Выводы по главе 1        31

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ, ОБУЧАЮЩИХСЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ (НА ПРИМЕРЕ ТЕМЫ «АФРИКА», 7 КЛАСС)        33

2.1. Возможности темы «Африка», 7 класс для формирования познавательных универсальных учебных действий на основе ГИС-технологий        33

2.2. Методические приемы формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся с использованием ГИС-технологий (на примере темы «Африка», 7 кл.)        36

Выводы по главе 2        43

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ        45

3.1. Постановка педагогического эксперимента        45

3.2. Проверка эффективности методики формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся с применением ГИС        51

ВЫВОДЫ        62

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        64

ПРИЛОЖЕНИЕ        68

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. За последние десятилетия в обществе кардинально изменились представления о целях образования и путях их реализации. В наши дни обучение понимают, как процесс подготовки обучающихся к реальной жизни, готовности к тому, чтобы занять активную жизненную позицию, успешно решать реальные жизненные задачи. В интенсивном потоке информации обучающийся должен уметь сам организовать свою деятельность и самообразование, поэтому одним из приоритетных направлений современного образования становится формирование универсальных (метапредметных) учебных действий как основы умения учиться.

Современное общее образование по географии базируется на основе федеральных стандартов, целью которых является развитие личности и формирование УУД, которые могут применяться не только в рамках образовательного процесса, но и при решении реальных познавательных, либо практических задач в самых различных областях человеческой деятельности. Стандарты не могут создать все условия для реализации гармоничного развития личности ребенка, отсюда следует, что нужно искать новые методы, способы или средства с помощью которых можно усовершенствовать, повысить образовательные результаты. По этой причине особенно важным для конструирования современного образования являются деятельностный и компетентностный подходы, которые предполагают усиление практической направленности.

Познавательные универсальные учебные действия создают предпосылки для дальнейшего перехода к самообразованию, высокой успешности в усвоении учебного содержания, самосовершенствованию и саморазвитию посредством получения нового опыта. Совершенствование умения получать знания, в свою очередь, выступает в качестве ключевой компетенции ученика в рамках реализации ФГОС.

В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования, утв. Приказом Министерства просвещения РФ от 31.05.2021 №287 (далее – ФГОС) [ФГОС 2021], в основе развития представлений обучающегося лежит овладение современными технологическими средствами в ходе обучения и в повседневной жизни. Геоинформационные системы (далее – ГИС технологии) в процессе формирования универсальных учебных познавательных действий предполагает формированию навыков, предусмотренных в ФГОС, такие как: базовые логические действия; базовые исследовательские действия; работа с информацией.

Целью исследования является разработка методики формирования познавательных универсальных учебных действий на уроках географии с использованием ГИС-технологий (на примере темы «Африка», 7 класс).

В соответствии с целью исследования были определены задачи исследования:

1. Провести анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме формирования познавательных универсальных учебных действий, обучающихся посредством геоинформационных систем;
2. Выявить методические приемы, направленные на повышение эффективности формирования познавательных универсальных учебных действий у обучающихся на основе ГИС-технологий: Google планета земля;
3. Провести педагогический эксперимент для проверки эффективности применения методики формирования познавательных универсальных учебных действий на уроках географии с использованием ГИС-технологий (на примере темы «Африка», 7 класс).

Структура исследования состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ В ГЕОГРАФИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

1.1. Структура и содержание познавательных универсальных учебных действий обучающихся

В основе ФГОС [ФГОС, 2021] лежит развитие представлений обучающихся о высоком уровне научно-технологического развития страны, овладение ими современными технологическими средствами в ходе обучения и в повседневной жизни, расширение возможностей индивидуального развития обучающихся посредством реализации индивидуальных учебных планов с учетом получения предпрофессиональных знаний и представлений, направленных на осуществление осознанного выбора образовательной программы следующего уровня образования и (или) направленности.

Термин «познавательные универсальные учебные действия» был введен в учебную и научную литературу, в школьную практику в связи с утверждением ФГОС [ФГОС, 2021] среднего (полного) общего образования, который устанавливает ряд требований к сформированности личностных, метапредметных и предметных результатов освоения основной образовательной программы.

Под понятием познавательные УУД в ФГОС [ФГОС, 2021] подразумевается учебное знаково-символическое средство, являющегося результатом освоения, обучающегося программе основного общего образования, направленное на овладение и использования знаково-символических средств (замещение, моделирование, кодирование и декодирование информации, логические операции, включая общие приемы решения задач).

Принципы познавательного УУД разделяются на базовые логические действия, на базовые исследовательские действия, на работу с информацией (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1. Принципы познавательного УУД (Л.В.Лукиных)

Каждый из разделов формирует конкретные умения, которые обучающийся освоит в процессе обучения.

1) базовые логические действия [Лукиных Л.В. С.17-18]

• выявлять и характеризовать существенные признаки объектов (явлений);
• устанавливать существенный признак классификации, основания для обобщения и сравнения, критерии проводимого анализа;
• с учетом предложенной задачи выявлять закономерности и противоречия в рассматриваемых фактах, данных и наблюдениях;
• предлагать критерии для выявления закономерностей и противоречий;
• выявлять дефициты информации, данных, необходимых для решения поставленной задачи;
• выявлять причинно-следственные связи при изучении явлений и процессов;
• делать выводы с использованием дедуктивных и индуктивных умозаключений, умозаключений по аналогии, формулировать гипотезы о взаимосвязях;
• самостоятельно выбирать способ решения учебной задачи (сравнивать несколько вариантов решения, выбирать наиболее подходящий с учетом самостоятельно выделенных критериев);

2) базовые исследовательские действия:

• использовать вопросы как исследовательский инструмент познания;
• формулировать вопросы, фиксирующие разрыв между реальным и желательным состоянием ситуации, объекта, самостоятельно устанавливать искомое и данное;
• формировать гипотезу об истинности собственных суждений и суждений других, аргументировать свою позицию, мнение;
• проводить по самостоятельно составленному плану опыт, несложный эксперимент, небольшое исследование по установлению особенностей объекта изучения, причинно-следственных связей и зависимостей объектов между собой;
• оценивать на применимость и достоверность информации, полученной в ходе исследования (эксперимента);
• самостоятельно формулировать обобщения и выводы по результатам проведенного наблюдения, опыта, исследования, владеть инструментами оценки достоверности полученных выводов и обобщений;
• прогнозировать возможное дальнейшее развитие процессов, событий и их последствия в аналогичных или сходных ситуациях, выдвигать предположения об их развитии в новых условиях и контекстах;

3) работа с информацией:

• применять различные методы, инструменты и запросы при поиске и отборе информации или данных из источников с учетом предложенной учебной задачи и заданных критериев;
• выбирать, анализировать, систематизировать и интерпретировать информацию различных видов и форм представления;
• находить сходные аргументы (подтверждающие или опровергающие одну и ту же идею, версию) в различных информационных источниках;
• самостоятельно выбирать оптимальную форму представления информации и иллюстрировать решаемые задачи несложными схемами, диаграммами, иной графикой и их комбинациями;
• оценивать надежность информации по критериям, предложенным педагогическим работником или сформулированным самостоятельно;
• эффективно запоминать и систематизировать информацию .

Таким образом овладение системой универсальных учебных познавательных действий обеспечивает сформированность когнитивных навыков у обучающихся.

То есть, в современном мире востребованы люди, адаптирующиеся к разным ситуациям жизни. Современный человек должен уметь логически думать, правильно формулировать вопросы и находить на него ответы, самостоятельно выбирать, анализировать, систематизировать и интерпретировать информацию. Этим обусловлено введение в образовательный процесс формирования познавательного УУД.

Рассмотрим, как другие авторы понимают процесс формирования познавательных УУД.

Познавательные УУД, по определению Л.В. Лукиных, представляют собой умения результативно мыслить и работать с информацией в современном мире. Они включают в себя систему способов познания окружающего мира, построения самостоятельного процесса поиска и исследования, а также совокупность операций по обработке, систематизации, обобщению и использованию полученной информации. В состав познавательных УУД входят общеучебные, логические и действия постановки и решения проблем [Лукиных Л.В. С.,17-18].

По определению Н.А. Лошкаревой, познавательные универсальные учебные действия (УУД) представляют собой совокупность приемов личностного, коммуникационного и обучающего характера. Основная цель этих приемов заключается в формировании у ребенка познания окружающей действительности. Познавательные УУД помогают ребенку развивать свои познавательные способности, такие как восприятие, внимание, память, мышление и воображение. Они также помогают ребенку учиться самостоятельно и эффективно работать с информацией [Лошкарева Н.А., 2018г.]

Познавательные универсальные учебные действия, определенные Огоновским И.С., представляют собой общие универсальные логические действия, которые направлены на решение проблем учебного, творческого и поискового характера. Они включают в себя действия постановки и решения задач, а также способствуют развитию умения анализировать, сравнивать, обобщать информацию и принимать обоснованные выводы. Важно отметить, что познавательные универсальные учебные действия имеют ключевое значение для формирования у учащихся умения самостоятельно учиться и успешно справляться с различными видами учебной деятельности [Огоновский И.С., С. 189].

Основываясь на проанализированных понятиях, можно отметить, что познавательные УУД как способ организации процесса познания мира, является ключевым аспектом в современном обучении. Умение ориентироваться в информационном потоке, поиск недостающей информации, работа с материалом и его осмысление – всё это важные навыки для учащегося. Они позволяют эффективно решать задачи, контролировать свою деятельность, анализировать условия действий и разрабатывать новые подходы к решению проблем. Эти умения существенно обогащают процесс обучения и развития личности.

Далее в продолжение исследования нами будут проанализированы особенности формирования познавательных УУД у обучающихся основной школы.

1.2. ГИС-технологии как средство формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся

Использование географических информационных систем в образовании представляет собой один из аспектов информатизации образовательного процесса, который имеет широкое влияние на многие сферы человеческой деятельности [Брагин, П. Н., С.197].

Географическая информационная система (geographic information system, ГИС), ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных) [Еремченко, Е.А С. 49].

Географические информационные системы (ГИС) используют различные модели для представления пространственных данных, такие как растровая, векторная, квадратичная и другие. Векторная модель удобна для описания дискретных объектов, в то время как растровая модель более подходит для работы с непрерывно меняющимися свойствами, например, динамикой доступности объектов или плотностью населения. Растровое изображение представляет собой совокупность значений для отдельных ячеек, что делает его оптимальным для представления непрерывных данных. Каждая из этих моделей имеет свои достоинства и недостатки, и их выбор зависит от конкретных задач и видов данных, с которыми приходится работать (Поисковая система Google. Режим доступа свободный)

В настоящее время ГИС позволяет работать с растровыми и векторными моделями данных. ГИС представляет собой современный инструмент для проведения анализа объектов и событий реального мира и их картирования. Пример растровой модели и векторной модели географических данных представлены на рисунках 1.2 и 1.3.

Рисунок 1.2. Растровая модель географических данных («Google Earth Pro») (Еремченко, Е.А.)

Рисунок 1.3. Векторная модель географических данных (Еремченко, Е.А.)

Для полной картины следует рассмотреть из каких структур состоят ГИС технологии (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4. Состав ГИС технологий (Еремченко, Е.А.)

Аппаратные средства. Это компьютер, на котором работает ГИС. Сейчас ГИС работает на различных компьютерных платформах. Это могут быть как связанные сетью настольные компьютеры, так и централизованные серверы.

Программное обеспечение ГИС. ПО ГИС имеет следующие ключевые инструменты программного обеспечения: инструменты оперирования и ввода географической информацией; инструменты поддержки пространственных запросов; система управления базой данных; графический пользовательский интерфейс для легкого доступа к инструментам и функциям; анализ и визуализации (отображения);

Данные - это один из важнейших компонентов ГИС [Еремченко, Е.А. С. 14]. Табличные данные и данные о пространственном положении чаще всего собираются и подготавливаются пользователем самостоятельно. Пространственные данные ГИС в процессе управления интегрируются с другими типами данных.

Исполнители. Применение ГИС невозможно без людей. Пользователями могут выступать как различные технические специалисты, так и обычные сотрудники.

Методы. Правильно составленный план работы, соответствующий специфике задач, во многом обуславливает успешность и эффективность работы ГИС. Достаточно очевидно, что ГИС применяют для разработки и распечатки карт, и в обработке аэрокосмических снимков. В реальности же спектр применения ГИС гораздо шире.

Основные функции ГИС представлены далее [Еремченко, Е.А., С.14] (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5. Функции ГИС технологий (Еремченко, Е.А.)

Технология ГИС предлагает новый, современный, более удобный и эффективный способ создания и анализа карт. Он автоматизирует процесс прогнозирования и анализа. Технология ГИС используется во многих областях человеческой деятельности. Например, при анализе глобальных проблем, таких как загрязнение, стихийные бедствия, вырубка лесов и т. Д., Или при решении частных проблем, таких как поиск наилучшего маршрута между местами - например, в экстремальном туризме или экскурсионном туризме. Чтобы понять, как одна технология может решать такие разные проблемы, давайте рассмотрим работу, приложение и устройство ГИС.

Информация в ГИС объединяется на основе географического поля и хранится в виде набора тематических слоев. Такой подход очень полезен для решения различных задач. Например, для имитации глобальной циркуляции атмосферы или отслеживания движения транспортных средств. ГИС выполняет пять задач с данными: ввод, управление, манипулирование, анализ, запрос и визуализация.

Ввод Чтобы данные могли использоваться в ГИС, они должны быть в определенном цифровом формате. Для этого они оцифровываются. В современных ГИС этот процесс автоматизирован с помощью специальной технологии. Данные, преобразованные в формат, передаются непосредственно из пакетов ГИС.

Манипуляция. Почти всегда имеющиеся данные необходимо дополнительно модифицировать в соответствии с требованиями системы. Например, географическая информация может быть представлена в различных масштабах (оси улиц в масштабе 1:100 000, переписные участки в масштабе 1: 50 000 и жилые дома в масштабе 1:10 000). Для удобства визуализации и редактирования наиболее удобным является представление данных в едином масштабе и картографической проекции. Технология ГИС предлагает несколько возможностей

Система управления. Географическая информация может храниться в виде обычных файлов только в небольших проектах. По мере увеличения объема информации системы управления базами данных используются для ее хранения, управления и структурирования. В ГИС для упрощения используется реляционная структура, в которой данные хранятся в виде таблиц, связанных общими полями. Этот простой подход широко используется во многих географических информационных системах.

При использовании ГИС вы можете получить ответы на простые вопросы по типу, такие как: "Как называется конкретный объект?" или "Где находится географический объект?". На сложные вопросы, требующие анализа, также можно ответить, например: "Каков основной тип почв под еловыми лесами?" или "Как строительство новой дороги повлияет на движение транспорта?" Подсказка может быть получена либо одним щелчком мыши по желаемому объекту, либо по хорошо разработанному проекту. Инструмент анализа должен быть установлен. В современных ГИС двумя наиболее важными аналитическими инструментами являются суперпозиционный анализ и анализ близости.

Для анализа близости объектов друг к другу используется буферизация. Этот процесс помогает ответить на такие вопросы, как: сколько людей живет в пределах 100 м от этого пруда? Каков валовой внутренний продукт (ВВП) в конкретном штате или регионе? Доступные данные из разных тематических слоев объединяются путем интеграции. В простых случаях операция отображается, но в более сложных аналитических операциях данные из разных слоев могут быть физически объединены. Интегрируя данные о склонах, растительности, почве и т. д. могут быть представлены наложения или пространственные единицы.

Конечным результатом пространственной операции обычно является представление данных в виде графика (имеющей пространственную привязку). [Гвоздев И.С., С.215]

ГИС подразделяют и по проблемной ориентации (тематике). Созданы специализированные земельные информационные системы (ЗИС), кадастровые (КИС), экологические (ЭГИС), учебные, морские и многие иные системы. Одни из наиболее распространенных в географии – ГИС ресурсного типа. Они создаются на основе обширных и разнообразных по тематике информационных массивов и предназначены для инвентаризации, оценки, охраны и рационального использования ресурсов, прогноза результатов их эксплуатации. К обязательным признакам ГИС относятся:

• географическая (пространственная) привязка данных;
• генерирование новой информации на основе синтеза имеющихся данных;
• отражение пространственно-временных связей объектов;
• обеспечение принятия решений;
• возможность оперативного обновления баз данных за счет вновь поступающей информации.

Исходя из возможностей таких систем как ГИС разного вида, можно отметить что в процессе формирования познавательных универсальных учебных действий геоинформационные системы играют важную роль, как средство для формирования у обучающихся познавательных УУД. Как выше описывалось путем выполнения практических заданий, исследовательского характера, логического и.т.д.

Заинтересованность и стремление узнать, что то новое в первую очередь способствует достижению поставленной цели, далее выполнению поставленных задач, геоинформационные системы в процессе урока привлекают учащихся на сегодняшний день своей необычностью и современностью, что дает высокий интерес к образовательному процессу обучающимися.

1.3. Отбор диагностических материалов для оценки сформированности познавательных универсальных учебных действий

Как уже говорилось ранее, в современном обществе люди должны обладать развитыми способностями обрабатывать огромное количество информации. Таким образом, национальный образовательный стандарт подчеркивает важность развития универсальных когнитивных образовательных навыков у учащихся.

Многие исследователи подчеркивают значительное влияние образовательного процесса на развитие когнитивных навыков, компетентности и способности учащихся самостоятельно приобретать знания.

В своей работе Гвоздев И.С. определяет, что «осуществление познавательной самостоятельности и развитие универсальных учебных навыков учащихся в основной школе является результатом выполнения определенных условий». Гвоздев И.С. выделяет следующие педагогические методы развития универсальных учебных навыков учащихся основной школы:

• «применение технологий дифференцированного и проблемного обучения, которые позволяют обеспечить успешное усвоение учебного материала каждым обучающимся в зоне его ближайшего развития с учетом индивидуальных особенностей и возможностей, заинтересовать школьника в изучении материала, вовлекая в учебный процесс. Данные технологии дают возможность учителю стимулировать познавательную учебную деятельность учащегося;
• создание атмосферы сотрудничества – важный фактор для активного изучения человеком окружающей действительности, в процессе которого учащийся приобретает знания. Атмосфера сотрудничества дает возможность учащимся активно задавать учителю вопросы, взаимодействовать с ним в процессе познания, используя для этого доступные удобные способы и средства для достижения необходимого результата;
• побуждение учеников к анализу и выражению собственного мнения. Учащиеся развивают своё мышление, учатся строить логические связи и, как итог, начинают вести более уверенную познавательную деятельность, критически мыслить;
• опора на активность и самостоятельность учащихся на всех этапах урока. Самостоятельность способствует более охотному использованию знаний учащимися, формированию опыта при решении поставленных задач, выбору алгоритмов деятельности;
• широкое включение в процесс обучения наглядности. Наглядность позволяет связать изучаемый материал с жизнью. Как следствие, учащиеся лучше запоминают учебный материал, имея наглядное представление, успешнее ищут и анализируют информацию, необходимую для решения учебно-познавательных задач». [Гвоздев И.С., C. 81]

Формирование познавательных универсальных учебных действий у учащихся, подразумевает собой системный и комплексный подход от учителя.

Основу содержания развития у учащихся основной школы универсальных учебных познавательных действий составляют методы, формы и средства.

Методы обучения – «это взаимосвязанная деятельность педагога и учащихся, приводящая достижению поставленных целей в образовательном процессе. Сами по себе методы делятся на три категории – словесные, визуальные, практические» (рисунок 1.6) [Гвоздев И.С., 2023г.].

Рисунок 1.6. Категории метода (Гвоздев И.С.)

Методы обучения должны быть взаимосвязаны и взаимодействовать друг с другом, чтобы обеспечить целостное и последовательное развитие учащихся. Отсутствие такой связи может привести к фрагментации и неэффективности обучения.

Практические методы обучения, такие как практическая работа по географии, лабораторные работы, упражнения, игры, исследовательская деятельность и проблемное обучение, играют важную роль в образовательном процессе. Эти методы помогают развивать универсальные учебные действия у учащихся. Используя их, дети могут приобрести знания, практические навыки и умственные способности.

Упражнения – это практическая методика обучения, которая заключается в повторных и организованных действиях, направленных на приобретение определенных знаний, умений и навыков.

Существует три вида упражнений:

1. Специальные - направлены на формирование трудовых и учебных навыков.
2. Производные - представляют собой дополнение к специальным упражнениям, повторение уже изученных знаний, умений и навыков.
3. Комментированные - помогают активизировать процесс обучения и осознанное выполнение заданий. В ходе выполнения упражнений педагог и учащиеся комментируют свои действия, что способствует лучшему запоминанию и осознанию процесса обучения.

Эффективность упражнений оценивается по следующим критериям:

• выполнение всех действий в упражнении;
• осознанность выполнения упражнения;
• учет достигнутых результатов;
• распределение упражнений по времени.

Этот метод нацелен на развитие коммуникативных учебных действий, но также способствует формированию регулятивных и познавательных учебных действий.

Лабораторный метод обучения заключается в проведении учащимися экспериментов и исследований для лучшего понимания изучаемого материала. Этот метод обычно проводится в группах или индивидуально и позволяет учащимся применять полученные знания на практике, а также развивать навыки критического мышления и решения проблем.

Практический метод обучения – это метод, основанный на применении уже имеющихся знаний, умений и навыков в практической деятельности. Он является одним из наиболее эффективных методов обучения, так как позволяет учащимся применить полученные знания на практике и лучше понять их значение.

Практический метод может использоваться в различных формах, таких как лабораторные работы, практические занятия, решение задач, выполнение проектов и т.д. Он помогает учащимся развивать навыки критического мышления, анализа, синтеза и оценки информации.

Кроме того, практический метод способствует развитию коммуникативных навыков, так как учащиеся должны взаимодействовать друг с другом для выполнения заданий. Это также помогает развивать навыки самоконтроля и саморегуляции, поскольку учащиеся должны самостоятельно оценивать свою работу и вносить коррективы при необходимости.

Практический метод характеризуется следующими этапами:

1. Ознакомление учащихся с теорией.
2. Проведение инструктажа, пробного урока.
3. Непосредственное выполнение работы.
4. Контроль.

Ещё одним действенным методом при развитии УУД является игра.

О.С. Газман в своей работе отмечает: «Игра – едва ли не единственный вид деятельности, направленной на развитие не отдельных способностей, а способности в целом» [О.С. Газман, С. 127].

Более эффективные игры для развития УУД:

1. Имитационные игры.
2. Сюжетно-ролевые игры.
3. Познавательные игры.
4. Дидактические игры.
5. Иллюстративные.

Познавательные игры являются одним из видов игровых методов. Развивающие игры помогают учащимся понять и запомнить учебный материал. С помощью этих игр учащиеся могут моделировать ситуации из реальной жизни, что улучшает их понимание того, как реагировать в таких сценариях.

Генерация идей - это процесс, посредством которого учащиеся предлагают решения проблем. Это может относиться к созданию нового продукта, разработке нового проекта или решению проблемы. Генерирование идей может быть полезно для развития творческого мышления и навыков решения проблем.Инсценизация – имеет различные формы. Он может выступать как в виде диалога, так и в виде театральной постановки.

Познавательные игры, не имеют широкой направленности, но всё больше проникают в учебный процесс.

Л.А. Шеблякова утверждала: «Проблемное обучение – это метод обучения, при котором ученики сталкиваются с проблемой или задачей, которую они должны решить. Этот метод помогает развивать критическое мышление, умение анализировать и решать проблемы. Ученики также учатся работать в команде, общаться и находить решения вместе» [Шеблякова Л.А.].

Метод формирует регулятивные универсальные учебные действия, а также познавательные и коммуникативные.

Э.М. Цыпина утверждала: «Главное в проблемном обучении – это создание проблемной ситуации, в процессе которой ученик испытывает затруднения, и не может простым путем преодолеть его. Для преодоления ученик должен приобрести новые знания и целесообразно их применить. Ценность такой дидактической ситуации в том, что у школьника возникает удивление, непрерывное желание найти ответ» [Цыпина Э.М., С. 20].

А. Г. Асмолов утверждает: «формирование УУД происходит в ходе усвоения учениками различных дисциплин. При этом, в каждом изучаемом предмете, в каждой конкретной теме заложены свои особенности формирования УУД, в зависимости от содержания форм и организации учебной деятельности» [Асмолов А.Г., С.151].

Существует несколько этапов формирования познавательных УУД.

На первом этапе проблемного обучения создается мотивация к изучению материала. Ученику объясняют цель обучения и дают общее представление о том, что он будет изучать.

На втором этапе происходит постановка задачи. Ученику дают конкретные задания, которые он должен выполнить.

Третий этап – это выполнение заданий. Ученик решает задачи, используя полученные знания.

Четвертый этап - проверка правильности выполнения заданий. Учитель проверяет работу ученика и дает ему обратную связь.

Пятый этап - коррекция знаний. Если ученик допустил ошибки, учитель объясняет ему, как правильно выполнить задание.

Шестой этап - закрепление знаний. Ученик повторяет пройденный материал и готовится к следующему уроку.

Таблица 1.1. Методы формирования познавательных УУД

(А. Г. Асмолов)

Для формирования познавательных УУД следует предоставлять условия при обучении. Такие критерии условий при формировании познавательных УУД в своей работе рассматривает Чулпанова Н.А. (таблица 1.2) [Чулпанова Н.А., С.65-70].

Таблица 1.2. Условия развития познавательных УУД  (Чулпанова Н.А.)

В соответствии с ФГОС [ФГОС 21], метапредметные результаты освоения основной образовательной программы выступают критериальными показателями сформированности познавательных универсальных учебных действий. Они представляют собой деятельностную характеристику личности. Согласно классификации, представленной Чулпановой Н.А, выделены четыре критерия метапредметных результатов освоения программы: сформированность информационно-познавательных, организационно-мотивационных, учебно-исследовательских и когнитивно-коммуникативных действий.

Из проанализированных данных можно определить, что при формировании познавательных УУД следует в первую очередь следует уделить внимание развитию навыков критического мышления, умения анализировать и обрабатывать информацию, а также способности к решению проблем и принятию обоснованных решений. Также важно развивать навыки исследовательской деятельности, умение работать с различными источниками информации и применять полученные знания на практике. [Чулпанова Н.А., С.65-70]

1.4. Опыт учителей по формированию познавательных универсальных учебных действий, обучающихся на уроках географии на основе ГИС-технологий

В результате анализа работ учителей и методистов по опыту формирования познавательных УУД, и использованию ГИС технологий в процессе урока по географии, были составлены следующие таблица (таблица 1.3) и (таблица 1.4) для наглядности проделанной работы.

Таблица 1.3. Опыт учителей по формированию познавательных универсальных учебных действий на уроках географии

Рисунок 1.4. Использование ГИС технологий на уроках географии

Мы отмечаем работу Черезовой И.А. «Использование геоинформационных систем на уроках географии». В своей работе Черезова И.А. выделяет, что ГИС-технологии является эффективным и современным инструментом для достижения целей по формировании у обучающихся познавательных универсальных учебных действий, таких как: [Черезова И.А., 2014г.]

• овладение умениями ориентироваться на местности;
• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе самостоятельного приобретения новых знаний по географии;
• формирование способности и готовности к использованию географических знаний и умений в повседневной жизни, в том числе для решения практических задач.

Географические практикумы с использованием ГИС-технологий могут существенно повысить познавательную активность школьников. Такой подход к обучению может быть очень увлекательным и интересным для учащихся, что, в свою очередь, может повысить их мотивацию к изучению географии.

Также в работе приводится вопросы, на которые отвечают ГИС-технологии (рисунок 8).

Рисунок 1.7. На какие вопросы может ответить ГИС-технологии  (Черезова И.А.)

ГИС-технологии можно разделить по территориальному охвату, например, как: глобальные, национальные, региональные, локальные или местные.

Рассмотрим применение поисково-информационно сервиса «Яндекс. Карты» Черезова И.А. на уроке географии для создания карты памятников природы города Кирова (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8. Этапы при создании карты памятника природы в ГИС «Яндекс карты» (Черезова И.А.)

Таким образом обучающимся создается собственная карта с отметками для определения местности.

Черезова И.А. в своей работе выделяет какие компетенции ГИС позволяет более эффективно формировать у учащихся, это:

1) «умение читать географическую карту – одно из базовых в школьной географии. Следовательно, первое, что должен освоить ученик с помощью школьной ГИС, – это умение читать географическую информацию по цифровым географическим картам. Чтение бумажной карты, по сути, ограничивается сопоставлением и анализом размещения объектов, нанесенных в условных знаках, отображенных в легенде. Цифровая же карта несет в себе больше информации о представленных в условных знаках объектах. Для получения дополнительной информации об объекте достаточно подвести к нему курсор и щелкнуть на нем левой кнопкой мыши. Эти характеристики могут быть как качественными (название, краткое описание свойств), так и количественными (числовые параметры, число жителей и так далее);

2) в процессе чтения карт нередко появляется необходимость найти тот или иной объект. При работе с обычными картами и атласами на это может уйти достаточно много времени. В ГИС предусмотрена целая серия инструментов для выполнения быстрого поиска объектов по заданным параметрам, в первую очередь по названию. За исключением проверки знаний геономенклатуры, данный инструментарий экономит много времени при работе с картами;

3) цифровые карты представляют собой «слоеный пирог» – совокупность слоев. Средствами ГИС можно управлять отображением этих слоев. Более того, карты разного содержания можно совмещать, накладывая их друг на друга. То же относится и к цифровым космическим снимкам, которые можно совмещать с картами на ту же территорию, что и снимки. Это очень важно, как для ученика, так и для учителя. Учитель должен уметь управлять слоями и совмещать карты разного содержания, чтобы поддерживать соответствующими демонстрациями объяснение взаимосвязей между географическими объектами, явлениями и процессами. Ученику необходимо владеть этим приемом для самостоятельного поиска взаимосвязей между географическими объектами, явлениями и процессами;

4) умения проводить измерения и расчеты по картам очень важны. Перегружая учеников фактическим материалом, учителя очень часто уделяют недостаточно внимания практическим заданиям на измерения и расчеты по картам. Частично это объясняется трудоемкостью выполнения измерений по обычным картам, что приводит к неэффективному расходованию учебного времени. ГИС дает в руки ученика быстродействующие измерительные инструменты, которые освобождают его от рутины измерений и вычислений. Они позволяют сосредоточить внимание на географической сущности результатов. Так, например, при знакомстве с географическим положением России школьник может сам оценить протяженность территории нашей страны;

5) основой основ школьного географического образования можно назвать умение определять по картам географические координаты объектов. Инструментарий ГИС в сочетании с картографическими ресурсами дает возможность сформировать и отработать этот навык у школьников.

6) анализ статистических данных, привязанных к объектам цифровых карт, позволяет с помощью школьной ГИС реально ознакомить школьников со статистическим методом исследования – одним из основных в географии, особенно в ее социально-экономическом направлении;

7) составление характеристик и описаний географических объектов и явлений с привлечением разных источников информации - это важнейшее умение, которое формируется у школьника в процессе обучения географии. ГИС предлагает обширное информационное поле для такой учебной деятельности благодаря включенным в нее цифровым картам и космическим снимкам.

8) описание взаимосвязей между географическими объектами и явлениями с использованием разных источников информации, так же, как и составление характеристик и описаний географических объектов и явлений, – важнейшее умение, формируемое у школьника в процессе обучения географии. Благодаря наличию в ней цифровых карт, космических снимков и инструментов работы с ними ГИС обеспечивает обширное информационное поле и для такой учебной деятельности» [Черезова И.А., 2014г.].

Выводы по главе 1

Проанализированные данные свидетельствуют о том, что при развитии когнитивных навыков приоритет следует отдавать развитию критического мышления, аналитических способностей и умений решать проблемы, а также способности принимать обоснованные решения. Кроме того, крайне важно развивать исследовательские навыки, умение работать с различными источниками информации и применять полученные знания на практике.

Таким образом, в современном мире существует спрос на людей, способных адаптироваться к различным жизненным ситуациям. Современный человек должен обладать способностью логически мыслить, точно формулировать вопросы и самостоятельно отбирать, анализировать, систематизировать и интерпретировать информацию.

Следовательно, современные стандарты требуют новых методов обучения, способствующих самообучению и самосовершенствованию. Этим обусловлено введение в образовательный процесс формирования познавательного УУД.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ, ОБУЧАЮЩИХСЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ (НА ПРИМЕРЕ ТЕМЫ «АФРИКА», 7 КЛАСС)

2.1. Возможности темы «Африка», 7 класс для формирования познавательных  универсальных учебных действий на основе ГИС-технологий

Тема «Африка» в 7 классе предоставляет множество возможностей для формирования познавательных универсальных учебных действий с использованием ГИС-технологий. Географическая информационная система (ГИС) предоставляет широкий набор инструментов для изучения территории Африки и ее особенностей [Климанова О. А., С.50-56]

Рисунок 2.1. Способы использования ГИС-технологий для формирования общеучебных УУД (Климанова О. А.)

Рассмотрим более подробно способы использования ГИС-технологий для формирования общеучебных УУД:

1. Анализ исследований: Используя ГИС-технологии, учащиеся могут проводить исследования по различным аспектам Африки, таким как климатические условия, географические особенности, биоразнообразие, распределение населения и экономические ресурсы. Они могут использовать инструменты ГИС для создания карт, анализа данных, построения графиков и сравнения различных параметров.

2. Сравнительный анализ: учащиеся могут использовать ГИС-технологии для сравнения различных стран и регионов Африки. Они могут создавать карты, отображающие данные по различным аспектам, таким как плотность населения, уровень образования, экономическое развитие и экологические проблемы. Это поможет учащимся понять различия и сходства между разными частями Африки.

3. Работа с пространственными данными: ГИС-технологии позволяют учащимся обрабатывать, анализировать и интерпретировать пространственные данные по Африке. Они могут изучать изменения в землепользовании, динамику роста населения, распределение ландшафтов и другие важные аспекты. Учащиеся могут использовать инструменты ГИС для создания анимации, которая поможет им визуализировать эти данные.

4. Подготовка отчетов и презентаций: Используя ГИС-технологии, учащиеся могут создавать графические отчеты и презентации, включающие карты, диаграммы и другие визуализации. Это поможет им более эффективно представить свои исследования и выводы.

5. Коллективное исследование: ГИС-технологии также позволяют ученикам работать в группах, сотрудничать и обмениваться данными. Они могут создавать совместные проекты, на которых каждый участник будет вносить свой вклад и анализировать разные аспекты Африки. Групповая работа позволяет ученикам развивать навыки коммуникации, сотрудничества и консенсуса.

6. Визуализация и анализ данных: ГИС-технологии позволяют учащимся не только создавать карты, но и анализировать отображаемые на них данные. Они могут использовать статистические инструменты ГИС и проводить пространственный анализ для изучения взаимосвязей между различными факторами, например, между экономическим развитием и доступностью ресурсов. Такой анализ поможет учащимся лучше понять сложные географические взаимосвязи.

7. Решение проблем: ГИС-технологии также могут быть полезны при решении задач, связанных с Африкой. Учащиеся могут использовать моделирование и прогнозирование на основе ГИС для планирования и предложения решений, например, в области экологического менеджмента или устойчивого развития. Это может помочь учащимся развить критическое мышление и навыки принятия решений.

 8. Урок может быть проведен с использованием ГИС-ресурсов, таких как "Географические игры Сетерра". Эта программа хороша для изучения темы африкаанс, программа позволяет вам запоминать страны наизусть и в то же время усваивать материал в игровой форме, что позволяет учащимся с большим интересом изучать тему, узнавать географическое расположение стран и национальные символы страны. страна. Такой способ обучения позволяет обучающимся понять общую картину континента, географическое расположение стран на континенте и т.д.

9. С помощью ГИС технологий достигаются такие задачи как логические УУД, к примеру можно построить маршрут для туриста, а конкретно используя программу «Гугл планета земля», легенда такого задания заключается в том что, турист должен посетить несколько стран Африки и побывать на достопримечательностях выбранной страны. В процессе выполнения такого рода задания учащийся развивает такие навыки как, исследовательская деятельность, логические умения, способность анализировать и решать проблемные задачи.

Использование ГИС-технологий в изучении темы "Африка" в 7 классе позволяет учащимся активно взаимодействовать с географической информацией, развивать пространственное мышление и аналитические навыки. Это способствует более глубокому пониманию Африки и ее особенностей, а также развивает учеников как самостоятельных и исследовательски настроенных обучающихся.

2.2. Методические приемы формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся с использованием ГИС-технологий (на примере темы «Африка», 7 кл.)

Организация формирования познавательных универсальных учебных действий у обучающихся с использованием ГИС-технологий требует разработки соответствующего методического сопровождения. Для этой цели разрабатываются практические работ по географии на примере темы «Африка» для учащихся 7-го класса с использованием ГИС-технологий.

При разработке методических приемов были определены образовательные и воспитательные цели, а также задачи по развитию у школьников новых знаний, умений и навыков. Разработанные методы и средства обучения направлены на активное развитие полноценной личности учеников на уроках.

С целью развития познавательных универсальных учебных действий личности учащихся, было выбрано уроки с использованием различных методических приемов работы с электронной картой ГИС «Google Earth Pro». Каждый прием направлен на развитие определенных познавательных УУД: действия со знаково-символьными средствами, структурирование знаний, построение логической цепочки рассуждений, выбор оснований, критериев для сравнения, оценки и классификации объектов. Использование данных приемов позволяет реализовывать деятельный подход, который заключается в овладевании учащимися различными универсальными учебными действиями, в состав которых входят и познавательных УУД.

ГИС «Google Earth Pro» – это программное обеспечение используется для просмотра изображений земной поверхности, полученных со спутников и других источников. Снимки постоянно обновляются, чтобы обеспечить пользователей актуальной информацией. Интерфейс программы представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. Интерфейс ГИС «Google Earth Pro»

Возможность программного обеспечения (далее – ПО) обширны.

Основные возможности Google Earth Pro: [ Алешкина, О. В., 197-201]

1. Просмотр планеты Земля: с помощью Google Earth Pro пользователи могут исследовать различные уголки Земли, пролетая над горами, реками, океанами и городами. Программа предлагает подробные спутниковые снимки и 3D-модели, которые позволяют увидеть мир с высокой точностью.
2. Измерение расстояний и площадей: Google Earth Pro позволяет пользователям измерять расстояния между точками и площади различных областей. Это полезное средство для реализации географических проектов и планирования.
3. Просмотр исторических данных: программа предлагает возможность просматривать исторические данные о изменении ландшафта, архитектуры и географических объектов. Это позволяет пользователям сравнивать и анализировать изменения, происходящие на Земле со временем.
4. Превращение виртуальных прогулок: с помощью Google Earth Pro пользователи могут создавать и сохранять свои собственные виртуальные прогулки, добавлять комментарии и размещать их в Интернете. Это отличный способ поделиться интересными местами и впечатлениями с другими людьми.

Таким образом ПО позволяет сформировать познавательные УУД на уроках географии в 7 классе, такие как:

• владеть навыками использования информационных устройств: компьютера, принтера, модема, копира, сканера;
• организовывать свои собственные приемы изучения;
• понимать, излагать и критически анализировать базовую информацию в географии.
• овладеть методами географических исследований (обработки, анализа и синтеза географической информации) - картографическими, аэрокосмическими и методами географического районирования и прогнозирования;
• самостоятельно интерпретировать и представлять результаты исследовательских и проектных географических работ.

Следует выделить способы использования программы:

• иллюстративный, мотивационный (учитель объясняет ученикам, что изображено, на что необходимо обратить внимание);
• источник информации для решения учебной задачи;
• иллюстрация ответ ребенка, результат самостоятельного поиска.

Таким образом программа Google Планета Земля являются превосходными инструментами для разнообразных исследований, презентаций и работы с географически привязанной информацией. Они позволяют создавать виртуальные экскурсии, копировать фотографии и записывать видео, изучать архитектуру городов, выполнять быстрый географический анализ и проектировать. С их помощью можно легко перемещаться в нужное место, мгновенно понимать рельеф территории, размеры участка земли и его удаленность.

Работа с Google Планета Земля начинается с загрузки программы http://earth.google.com/intl/ru/, вся необходимая информация для работы также прописана на данном сайте: четко прописана работа инструментов, виды настроек, выполняемые функции. При первом открытии программы всплывает окно «Советы при запуске», которое поможет при навигации, работе со слоями, историческими снимками и т.д.

Приведем несколько примеров использования программы на уроках географии:

1. Использование кнопки «Солнечный свет на местности»  для показана освещенности земли в любое время суток при объяснении темы «Суточное вращение Земли»; использование 3Д моделей позволяет с очень большой степенью наглядности изучить горный рельеф, строение вулканов и т.д.

2. Нанесение на изображение градусной сетки (Меню Вид, команда – Сетка) для определения географических координат не только в градусах, но и минутах;

3. Использование кнопки Метка для определения точки на поверхности, которая пополняется текстовой информацией и изображением с последующим сохранением на фотоснимке (на примере реки Конго);

Рисунок 2.3. Метка для определения точки на поверхности

4. Для формирования представлений о географических понятиях: рассмотрим гору Калиманджаро с использованием 3D функции для объемного показа рельефа местности.

Рисунок 2.4. Показ рельефа местности

5. Для решения практических учебных задач, например, используя инструмент Линейка, определить кратчайшее расстояние между своим населенным пунктом и любым другим объектом;

6. Выполнить исследовательское задание: изучить влияние открытого способа добычи железной руды на природу. Для этого провести исследование изменения территории за 10 лет при добыче железной руды открытым способом (кнопка Время позволяет просмотреть данную территорию за 10 лет  ), предложить пути решения экологической проблемы, соответствующих современному уровню экологического мышления;

7. Провести исследование на влияние лесной промышленности, добычи нефти и газа на окружающую среду. Изменяя масштаб снимков, четко видны свежие лесные вырубки прямоугольной формы, окрашенные светлым коричневы цветом, темно – зеленые пятна нетронутой темнохвойной тайги, территории прямоугольной формы, окрашенные светло – зеленым цветом соответствуют вторичным лесам на вырубках. В сочетании с картами атласа, учебным пособием и дополнительными источниками информации учащиеся пытаются дать оценку масштабам влияния вырубки леса на природу в отдельном взятом районе. Аналогичная работа проводится ребятами со снимками в местах добычи нефти и газа.

Рисунок 2.5. Космический снимок для выявления вырубки леса

8. Конкретизация и визуализация информации учебного пособия: текста, схем, рисунков. Предлагается выполнить данную работу группе учащихся, в то время, когда другие ребята работают с картами атласа и учебного пособия по выяснению размещения географии полезных ископаемых. Коллективная работа с программой позволяет наиболее эффективно с минимальными временными затратами справиться с заданием: ребята поясняют изображение коксохимического комбината, доменного производства, аглофабрики, шлакопроизводства,

Применение программного обеспечения (ПО) в образовательном процессе может значительно улучшить качество обучения и сделать его более интересным для учащихся. Например, при изучении темы “Африка” в географии, использование ПО позволяет более подробно изучать различные аспекты этого континента, такие как крайние географические точки, основные формы рельефа, высочайшие горы, природные зоны и гидрографию. Это помогает учащимся лучше понимать и запоминать информацию, а также развивает их навыки работы с компьютером и программным обеспечением [Алешкина, О. В., С.255-257]

К каждому уроку можно применить методический прием, направленный на развитие определенных универсальных учебных действий. Работа занимает не более 5-7 минут на каждом уроке. Приемы можно использовать на начальном этапе каждого урока для стимулирования познавательной активности учащихся.

Таблица 2.1. Методические приемы работы при изучении темы «Африка»

Географический план - отличный методический прием для работы на занятиях, направленный на развитие навыков работы с символико-знаковыми средствами. Использование этого приема при работе с электронной картой позволяет создать географическую привязку рассматриваемых объектов и процессов. Это особенно полезно при изучении темы "Особенности природы Африки", поскольку позволяет наглядно и доступно представить особенности и закономерности процесса формирования климата. Этот метод помогает учащимся лучше понять и запомнить материал, визуально привязывая его к определенным местоположениям на карте.

Когда учащиеся выполняют действия, которые помогают им связать то, что они узнали, с новой информацией, это помогает им лучше запомнить и понять материал. Карта Африки, используемая на уроке, помогает учащимся увидеть и понять, как люди распределены по континенту, и они могут самостоятельно обнаружить закономерности и особенности этого распределения.

Работа с контурной картой была направлена на закрепление географической номенклатуры, а объединение контурных и электронных карт позволило развить способность формировать логические цепочки рассуждений. Также самостоятельное составление графиков при изучении Западной и Центральной Африки помогло научить обучающихся выбирать критерии для сравнения и классификации объектов

Эти методы использовались для улучшения процесса обучения и развития логического и обобщающего мышления учащихся. Беседа с учителем-методистом показала, что особое внимание нужно уделить развитию этих навыков. Применение электронной карты позволяет сократить время, затрачиваемое на эту работу, и заинтересовать учащихся за счет визуальной наглядности. Кроме того, использование электронной карты позволяет отбирать и отображать информацию, что помогает ученикам фокусироваться на важных аспектах и избегать избыточной информации.

Выводы по главе 2

Использование ГИС-технологий при изучении темы "Африка" в 7 классе позволяет учащимся активно взаимодействовать с географической информацией, развивать пространственное мышление и аналитические способности.

ГИС-программа "Google Планета Земля" была выбрана для формирования познавательных УУД у учащихся. Эта программа является отличным инструментом для проведения различных исследований, презентаций и работы с информацией с географической привязкой. Она позволяет создавать виртуальные туры, копировать фотографии и записывать видео, изучать архитектуру городов, выполнять быстрый географический анализ и проектирование. С помощью программы учащиеся могут легко перемещаться в нужное место, мгновенно понимать рельеф территории, размер земельного участка и его удаленность.

Использование программного обеспечения в образовательном процессе может значительно повысить качество обучения и сделать его более интересным для учащихся. Например, при изучении темы "Африка" по географии использование программного обеспечения позволяет более детально изучить различные аспекты континента, такие как географические крайности, основные формы рельефа, высочайшие горы, природные зоны и гидрография. Это помогает обучающимся лучше понимать и запоминать информацию, а также развивать свои навыки работы с компьютером и программным обеспечением.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ

3.1. Постановка педагогического эксперимента

Педагогический эксперимент мы провели на базе МБОУ «Хорулинская средняя общеобразовательная школа им. Е.К. Федорова. В нашем педагогическом эксперименте приняли участие обучающиеся 7 класса, общее количество 24 учащихся, в контрольной группе 12 учащихся и экспериментальной группе тоже 12 учащихся.

Педагогический эксперимент состоял из трех этапов: констатирующего, обучающего и контролирующего.

Таблица 3.1. План педагогического эксперимента

Для формирования познавательных, универсальных учебных действий, мы использовали практические задания с применением ГИС технологий: Google earth (google планета земля).

Констатирующий этап педагогического эксперимента.

На констатирующем этапе нами было проведено анкетирование и контрольная работа в 7-х классах.

Результаты анкетирования констатирующего этапа.

Анкета состояла из 8 вопросов. Анкетирования была составлена из материалов работы Е. Ю. Петрова, где рассматриваются общетеоретические подходы к проблеме учебной деятельности, формированию у школьников универсальных учебных действий. Описывается авторская методика диагностики уровня сформированности универсальных учебных действий обучающихся основной общеобразовательной школы (на примере учебного предмета «география»). Результат анкетирования учащихся показала, что наличие познавательных УУД, у обучающихся 7 класса не очень высока, что большая половина класса не обладает навыками самоконтроля и анализа в процессе учебной деятельности. Поисковая деятельность учащихся ограничивается в основном поиском информации из интернета, а заинтересованность исследовательской деятельностью на низком уровне (приложение 1). Рассмотрим результаты ответов анкетирования на наличие познавательных универсальных учебных действий. [Петрова Е.Ю., С.124]

Таблица 3.3. Результаты анкетирования констатирующего этапа

Результаты контрольной работы констатирующего этапа.

Контрольная работа на констатирующем этапе проводилось с использованием материалов [Иванова Т. Г., Синицын И. С., C.102-107] где проводился диагностика сформированности познавательных универсальных учебных действий (на примере географии).

Уровень сформированности общеучебных УУД часто упоминается в работах Т. Г. Иванова и И. С. Синицына так как понятие являются ключевыми элементами универсальных учебных действий.

Задания для диагностики находится в (Приложение 13). Каждое задание в данной работе диагностирует уровень какого-либо познавательного УУД и оценивается в баллах (от 0 до 3). Это нашло отражение в шкале оценивания (таблица 3.4)

Таблица 3.4. Оценка результатов (Т. Г. Иванова, И. С. Синицына)

Оценка общего уровня сформированности познавательных УУД каждого школьника производится с помощью подсчета баллов, и их суммированию. (Приложение 1)

Интерпретация уровней сформированности умений познавательных УУД представлена в работах Татьяны Георгиевны Ивановой и Игоря Сергеевича Синицына (таблица 3.5) следующим образом:

Таблица 3.5. Уровни сформированности познавательных УУД (Т. Г. Иванова, И. С. Синицын)

Далее мы создали наглядную диаграмму используя выборку констатирующего этапа (приложение 15) контрольной работы. Результаты контрольной работы обучающихся отражаются в диаграмме (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1. Данные эксперимента на констатирующем этапе

1) Контрольный класс – 66% находится на среднем уровне, и 33% на низком уровне, высокого уровня достигли 0%.

2) Экспериментальный класс – средний уровень составил 74%, высокого уровня достигли 0%, и нижний уровень составил 24%.

Таким образом, диагностические работы могут стать инструментом оценки сформированности познавательных умений обучающихся на констатирующем этапе педагогического эксперимента, и проверить наше суждение методом статистического анализа двух выборок по Стьюденту.

Сравниваем полученное в эксперименте значение  =0,170 с табличным , который равен 2,007 при допущении возможности риска сделать ошибочное суждение в пяти случаях из ста (уровень значимости 0,05). , то принимается нулевая гипотеза, где данные двух выборок экспериментальной и контрольной групп не различаются.

Из этих данных видно, что уровень сформированности познавательных универсальных учебных действий у большинства обучающихся 7 класса находятся исключительно на среднем уровне и выделяются отсутствием высокого уровня. Исходя из результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента, нужно провести обучающий этап и контрольный этап педагогического эксперимента, тем самым проверить нашу методику на эффективность.

2. Проверка эффективности методики формирования познавательных универсальных учебных действий обучающихся с применением ГИС.

Обучающий этап педагогического эксперимента.

На обучающем этапе эксперимента нами было проведено 6 уроков из которых 4 урока на формирование познавательных УУД, учащихся с применением ГИС, также 6 уроков без использования ГИС технологии в контрольном классе.

Для проведения педагогического эксперимента нами были подготовлены следующие материалы: технологические карты, презентации, практические работы с применением ГИС технологий, которые направлены на формирование познавательных УУД.

В качестве примера формирование познавательных УУД,  на основе ГИС технологий на уроке географии рассмотрим урок на тему «Африка в мире». В представленном уроке практическая работа направлена на применение ГИС технологии, которая используется на этапе закрепления.

Содержание практической работы направлено на развитие познавательных универсальных учебных действий: действия исследования, поиска и отбора необходимой информации, ее структурирования, моделирования изучаемого содержания, логические действия и операции, способы решения задач.

Тип урока: изучение нового материала.            

Тема урока: Африка в мире.

Цели урока: сформировать представление о материке Африки; сформировать представление о месте Африки в мире; сформировать знания о населении материка: его численности, быте, уровне жизни, занятиях и проблемах; выявить особенности размещения населения; познакомить с планом описания населения.

Планируемые результаты:

Предметные: формирование представлений и основополагающих теоретических знаний об Африке: уровне её социально-экономического развития, населении и его занятиях; овладение основными навыками нахождения, использования географической информации.

Метапредметные: формирование умений: 1) осуществлять смысловое чтение; 2) строить логическое рассуждение и делать выводы; 3) работать с текстом и картами; 4) организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; 5) работать индивидуально или в группе; 6) владеть ИКТ технологиями.

Личностные: формирование познавательного интереса к изучению Африки и народов, культуры и населения.

Формы организации учебной деятельности: Эвристическая беседа, практическая работа исследовательского характера.

Используемые педагогические технологии и методы обучения: технология обучения в сотрудничестве; наглядно-иллюстративный, частично-поисковый, критического мышления элементы проблемно-диалогической технологии, самостоятельная работа учащихся.

Материальное обеспечение урока: ИКТ технологии.

Технологическая карта урока.

Практическая работа №1

Задание: найти 10 высочайших вершин Африки и отметить их на карте Google earth.

Последовательность выполнения.

Контролирующий этап педэксперимента

На контролирующем этапе педагогического эксперимента было проведено анкетирование и контрольная работа.

Результаты анкетирования контролирующего этапа

По полученным результатам анкетирования, делаем вывод о том, что у экспериментального класса положительная динамика по формированию познавательного УУД.

Результаты анкетирования на контролирующем этапе

С помощью работ Петрова Е.Ю где рассматриваются методика обработки результатов анкетирования [Петрова Е.Ю., С.124] мы обработали результаты анкетирования. По окончанию интерпретации результатов анкетирования мы видим, что после эксперимента обучающиеся на уроках географии более заинтересованы в плане поисковой и исследовательской деятельности, так же следует выделить положительную динамику по работе с информацией, самостоятельное анализирование и поиск ответов на некоторые задачи (познавательные УУД). Прибегая вперед мы сможем спрогнозировать что выбранная нами методика действенна.

Далее рассмотрим диаграмму где наглядно отображается разница между двумя этапами эксперимента. (Рисунок 3.2)

Рисунок 3.2. Разница между двумя этапами эксперимента

Результаты контрольной работы контролирующего этапа

Рассмотрим результаты контрольной работы контролирующего этапа на уровень сформированности познавательных универсальных учебных действий, здание находится в приложениях (приложении 12). В эксперименте контролирующего этапа так же как и в констатирующем этапе приняли участие учащиеся 7 класса, в контрольной группе 12 учащихся, в экспериментальной группе 12 учащихся. Общий объем выборки составил 24, подготовленное задание для самостоятельного выполнения содержала 8 заданий, разного типа.

Далее мы составили диаграмму используя выборку (Приложение 15) контролирующего этапа эксперимента которая отражается на диаграмме (рисунок 3.3.)

Рисунок 3.3. Данные эксперимента на контролирующем этапе

Используя таблицу [Иванова Т. Г., Синицын И. С., C.102-107]  (рисунок 3.4) для оценивания результатов работы мы пришли к следующим результатам:

1) Контрольный класс – 74% находится на среднем уровне, и 24% на низком уровне, если сравнивать с констатирующим этапом, контрольный класс остался на том же уровне, почти нет изменений.

2) Экспериментальный класс – виден небольшой прогресс, на среднем уровне 83% высокий уровень 16,3% нижний уровень 0%. На констатирующем этапе было на среднем уровне 74%, высокого уровня достигли 0%, и нижний уровень составлял 24%.

Теперь рассмотрим сравнительный анализ по динамике формирования познавательного УУД которая отражается на следующей диаграмме (рисунок 3.4.)

Рисунок 3.4. Динамика формирования познавательного УУД

Рассуждая представленную диаграмму можно увидеть положительную динамику формирования познавательного УУД у экспериментальной группы. Далее с помощью статистической обработки данных по Стьюденту, между двумя этапами эксперимента, мы рассчитали следующие результаты:

Статистическая обработка результатов констатирующего и контролирующего этапа

Результаты статистических данных констатирующего этапа.

Результаты статистических данных контрольного этапа.

На констатирующем этапе.

Тэмп.=;

К=22

Ткрит. = 2,007

Тэмп. < Ткрит.

Применяется нулевая гипотеза.

На контролирующем этапе.

Тэмп. = ;

К=22;

Ткрит. = 2,007;

Тэмп. > Ткрит.

Это означает, что применяется альтернативная гипотеза. Что доказывает эффективность формирования познавательных универсальных учебных действий с применением ГИС технологий.

Контрольная работа на контролирующем этапе проводилось с использованием материалов (Т. Г. Иванова, И. С. Синицын) где проводился диагностика сформированности познавательных универсальных учебных действий (на примере географии) [Иванова Т.Г., И. С. Синицын, C.102-107].

ВЫВОДЫ

Проведенное исследование показало, что рассматриваемая проблема является актуальной для современной школы. Требования, предъявляемые к современному человеку имеют необходимое качество - высокий уровень информационной культуры. Развитый интеллект, умение грамотно работать с любой информацией - это одни из основных характеристик человека, подготовленного к жизни в современном обществе.

И школа, конечно же, не может остаться в стороне. Все больше информационных технологий находит свое применение в учебно-воспитательном процессе. Одной из таких технологий являются географические информационные системы.

Использование ГИС значительно повышает мотивацию обучения, способствует активному внедрению современных педагогических технологий, развитию интегрированного подхода, продуктивному обучению в деятельности, и, в конечном счете, саморазвитию.

В ходе исследования была изучена психолого-педагогическая и методическая литература, систематизированы знания о ГИС в учебно-воспитательном процессе. Изучена методика применения ГИС.

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы на тему: Геоинформационные системы в процессе формирования познавательных УУД обучающихся (на примере темы «Африка», 7 класс) были достигнуты следующие задачи:

1) Провели анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме формирования познавательных универсальных учебных действий, обучающихся посредством геоинформационных систем;

2) Выявили методические приемы, направленные на повышение эффективности формирования познавательных универсальных учебных действий у обучающихся на основе ГИС-технологий: Google планета земля;

3) Провели педагогический эксперимент для проверки эффективности применения методики формирования познавательных универсальных учебных действий на уроках географии с использованием ГИС-технологий (на примере темы «Африка», 7 класс).

По результатом нашего исследования, мы пришли к выводу, что ГИС ТЕХНОЛОГИЯ является эффективным средством для формирования познавательных УУД у обучающихся на уроках географии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Алешкина, О. В., Бочарникова Э. А. Использование геоинформационных систем на уроках географии // Молодой ученый. – 2014. – №12. – С. 255-257

Асмолов, А. Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пособие для учителя // [А. Г. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. А. Володарская и др.]; под редакцией А. Г. Асмолова. – Москва: Просвещение, 2008. – 151 с.

Брагин, П. Н.  Возможности использования Google Earth для моделирования образовательного пространства// Ярославский педагогический вестник – 2012 – № 1 – Том III (Естественные науки) С.197-201

Буланов, С.В. История изучения картографических тем в рамках школьной географии в России. Сб.: Проблемы непрерывного географического образования и картографии. Харьков: Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, 2000. – С. 125-128.

Буланов, С.В. Роль картографии в формировании географической культуры школьников. Сб.: Географическое краеведение: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции по географическому краеведению. - Владимир: ВГПУ, 2001. – С. 12 - 19.

Газман, О. Каникулы: игра, воспитание: о педагогическом руководстве игровой деятельностью школьников: книга для учителя / [О. С. Газман и др.]; под редакцией О. С. Газмана. — Москва: Просвещение, 1988. — 157 с.

Гвоздев, И.С. Содержательно-организационная модель формирования познавательных универсальных учебных действий учащихся основной школы // Скиф. 2023. №5 (81). – 215 с.

Дронов, В.П. «ГИС технология «Живая география в школьном образовании»» //Нижегородское образование. – 2012. С.121-125.

Еремченко, Е.А. Новый подход к созданию ГИС для небольших муниципальных образований/ Е. Еремченко. – ArcReview, 2005. – № 2 (32)

Иванова, Т. Г., Синицын, И. С. Диагностика сформированности познавательных универсальных учебных действий (на примере географии) // Ярославский педагогический вестник – 2017 – № 4 С.102-107

Климанова, О. А., Колбовский Е. Ю. Использование геоинформационного моделирования для геоэкологического районирования на макрорегиональном уровне (на примере Африки)// ГЕОИНФОРМАТИКА 2015 С. 50 – 56.

Крейдер, О.А. Информационная среда использования ГИС- технологий // Геоинформатика, 2005, - №4. – С. 49-52

Лошкарева, Н.А. Формирование общеучебных умений и навыков школьников как составной части целостного учебно-воспитательного процесса/ Диссертация доктора педагогических наук. М: 2008. – 378 с.

Лукиных, Л. В. Формирование познавательных универсальных учебных действий на уроках в начальной школе / Л. В. Лукиных. – Текст: непосредственный // Молодой ученый. – 2015. – № 10.5 (90.5). – С. 17-18.

Огоновская, И.С. Проекты гражданско-патриотической направленности в системе воспитательной работы образовательного учреждения. Проектная деятельность обучающихся. Методическое пособие для учителя / И.С. Огоновская.- Екатеринбург, Патриот, 2017.- 189 с

Охорзин, Н.Д. Роль картографических знаний при использовании ГИС в обучении географии: Материалы 41- ой научно- практической конференции педагогических работников в области биологии, географии, химии, экологии образовательных учреждений г. Кирова и Кировской области. - МЦИТО, 2014. – С. 33-35.

Петрова,  Е.  Ю. Современные технологии в обучении географии : Учебное пособие для студентов педагогических университетов / Е. Ю. Петрова. – Томск : Изд-во ТГПУ, 2018. – 124 с.

Фомина, Е.Е., Жиганов, Н.К. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ АНКЕТИРОВАНИЯ // Вестник ПНИПУ. Социально-экономические науки. 2017. № 1 – 106-114 с. 

Цыпина, Э.М. Тематические карты и геоинформационные системы для всех.// География. 1991. - № 9. – С. 20-24

Черезова, И.А. Использование геоинформационных систем в процессе формирования информационных универсальных умений
и действий учащихся на уроках географии // г. Киров: Инфоурок // 2014. – С.2

Чуланова, И. А. Модель развития познавательных универсальных учебных действий обучающихся образовательной организации в единстве урочной н внеурочной деятельности / И. А. Чуланова // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия «Философия. Психология. Педагогика». - 2016. - № 2. – С. 229-234.

Чуланова, И. А. Развитие познавательных универсальных учебных действий в условиях лицейского образования / И. А. Чуланова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2-2. – С. 406-410.

Чуланова, Н. А. Развитие познавательных универсальных учебных действий обучающихся общеобразовательной организации посредством урочной и внеурочной работы с текстовой информацией / Н. А. Чуланова // Вектор иаукн Тольяттпнского государственного университета. Серия: Педагогика, психология. - 2017. - № 2 (29). – С. 65-70.

ФГОС. Федеральный государственный образовательный стандарт основного образования (утв. приказом Министерства образования и науки РФ от 31 мая 2021 г. № 287)

Электронный ресурс

Встраивание карты в веб-сайт или блог. Свободный доступ [Электронный ресурс]. – URL : http://maps.google.ru/help/maps/getmaps (дата обращения 19.02.2024).

Микишева, Н.Б., Шаймарданов, Р.Х. «Формирование познавательных универсальных учебных действий на уроках географии» (Педагогический журнал Башкортостана №1(68), 2017) — URL:https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-poznavatelnyh-universalnyh-uchebnyh-deystviy-na-urokah-geografii/viewer (дата обращения 21.03.24)

Орехова, А.В. ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОГРАФИИ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ/ Вестник ЧГПУ им. И. Я. Яковлева. 2014. № 1 (81) — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-geoinformatsionnoy-kompetentnosti-uchaschihsya-v-protsesse-izucheniya-geografii-na-osnove-primeneniya-ГИС-tehnologiy/viewer (дата обращения 19.03.2024)

Поисковая система Google. Режим доступа свободный [Электронный ресурс]. – URL : http://www.google.com/intl/ru (дата обращения 19.02.2024).

Пупышева, С.А. Применение геоинформационных технологий на уроках географии — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-geoinformatsionnyh-tehnologiy-na-urokah-geografii (дата обращения 19.03.2024)

Суслов, В.Г Аспектный анализ урока географии с позиции формирования универсальных учебных действий/ ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ ГЕОГРАФИИ В ШКОЛЕ/ География в школе, 5/2020г. — URL: https://vk.com/wall-258218_57590 (дата обращения 20.03.24)

Федяева, Т.В. ФОРМИРОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ГЕОГРАФИИ /Ученые записки Орловского государственного университета. № 1 (94), 2022 г. — URL:https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-universalnyh-uchebnyh-deystviy-v-protsesse-obucheniya-geografii (дата обращения 16.02.24)

Щеблякова Л. А. Формирование универсальных учебных действий на уроках истории. [Электронный ресурс]—URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-universalnyh-uchebnyh-deystviy-uchaschihsya-v-protsesse-izucheniya-istorii (Дата обращения 10.02.2024)