Дидактические основы использования ГИС в образовательной среде

Дидактические основы использования ГИС в образовательной среде. Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.

Информатизация общества - это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.

Информатизация общества обеспечивает активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов, интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных 16 . Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов.

Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования.

По О.А.Крейдер 23 - это процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий НИТ , ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания.

Этот процесс включает совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно - педагогической информации, информационно-методических материалов, а также коммуникационных сетей совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-учебную, экспериментально - исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня знаний обучаемых 48 . Информатизация образования как процесс интеллектуализации деятельности обучающего и обучаемого, развивающийся на основе реализации возможностей средств новых информационных технологий, поддерживает интеграционные тенденции процесса познания закономерностей предметных областей и окружающей среды социальной, экологической, информационной и др сочетая их с преимуществами индивидуализации и дифференциации обучения, обеспечивая том самым синергизм педагогического воздействия.

В наше время, в век глобальной компьютеризации и информатизации, предоставляющий современному человеку невиданные ранее средства усиления его умственных возможностей, средства, позволяющие к тому же интенсифицировать процессы интеллектуального развития индивида.

Так, использование возможностей средств современных информационных технологий позволяет инициировать процессы развития определенных типов мышления например, наглядно - образного, теоретического интенсифицировать процессы развития памяти, внимания, наблюдательности сформировать качества лидера, способного к руководящей и организационной деятельности.

При использовании современных средств информационных технологий необходимо особое внимание уделить предположительным негативным последствиям использования этих средств, а в особенности компьютера.

Тем более, что уже никто не в силах запретить или ограничить применение компьютерной техники на производстве, в науке, в образовании, в быту, во время досуга особенно при активном увлечении компьютерными играми. К предполагаемым негативным последствиям использования средств современных информационных технологий можно отнести, во - первых, возможный вред здоровью например, при длительной и бесконтрольной работе за компьютером и, во - вторых, педагогически немотивированное их использование например, игнорирование дидактических принципов обучения, использование средства только ради самого факта его применения, преобладание игровой компоненты над учебной, не приводящее к позитивным результатам в области развития личности обучаемого или интенсификации учебного процесса.

Первое достаточно легко устранимо при безоговорочном соблюдении ограничений например, по времени использования компьютера, устанавливаемых гигиенистами, психологами и педагогами.

Так, например, использование методических рекомендаций по оборудованию специализированного кабинета информатики и вычислительной техники предлагаемые Г.Н. Коджаспировой и др. 17 , позволяет соблюдать педагогические и гигиенические требования к оформлению кабинета, к планировке и размещению в нем рабочих мест организовывать различные виды учебной деятельности осуществлять индивидуальную, групповую, коллективную работу со средствами современных информационных технологий, в частности с компьютером.

Грамотное соблюдение подобных рекомендаций сможет гарантировать как считает И.В.Роберт 43 , реализацию педагогических целей рис. 1. использования средств современных информационных технологий повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей СНИТ обеспечение побудительных мотивов стимулов, обусловливающих активизацию познавательной деятельности например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей.

Другая возможная опасность кроется в бессистемном, педагогически необоснованном использовании средств современных информационных технологий.

Это, к сожалению, более распространенное и даже массовое явление, нежели нарушение гигиенических требований.

Так, например, применение программных средств в учебных целях, ориентированных на игровую деятельность, зачастую сводит всю работу ученика к бездумному выполнению примитивного набора команд, к автоматическому нажатию клавиш.

Такая деятельность не только не способствует освоению учебного материала, но развивает азарт, приводит к так называемой компьютеромании 3 . Или другой пример.

Использование компьютерных программ, представляющих на экране текст книги для ее прочтения, никак нельзя считать педагогически оправданным, так как возможности средств современных информационных технологий рис.2. позволяют обеспечить осуществление таких видов учебной деятельности, которые известными ранее педагогике средствами обеспечить было нельзя. А прочтение текста можно осуществить и традиционно - с листа книги, тем более что длительное чтение с экрана компьютера вредно для глаз 31 . Подобные примеры педагогически нецелесообразного использования возможностей компьютера можно продолжить.

Но еще больше можно сказать о неиспользуемых в педагогических целях возможностях средств современных информационных технологий для интенсификации образовательного процесса.

Под средствами новых информационных технологий СНИТ А.А.Кузнецов 26 , И.В.Роберт 42 и др. понимают программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации.

К СНИТ относятся ЭВМ, ПЭВМ 14 комплекты терминального оборудования для ЭВМ всех классов 41 , локальные вычислительные сети, устройства ввода-вывода информации, средства ввода и манипулирования текстовой и графической информацией 62 , географические информационные системы, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ЭВМ устройства для преобразования данных из графической или звуковой форм представления данных в цифровую и обратно средства и устройства манипулирования аудиовизуальной информацией на базе технологии Мультимедиа современные средства связи системы искусственного интеллекта системы машинной графики, программные комплексы языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр. и др. 63 Повсеместное использование информационных ресурсов определяет необходимость подготовки в подрастающем поколении творчески активного резерва.

Одной из важнейших задач образования является обеспечение психолого - педагогическими и методическими разработками, направленными на выявление оптимальных условий использования СНИТ в целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества.

При использовании новых информационных технологий И.В. Роберт 44 выделила педагогические цели их использования развитие мышления, например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления эстетическое воспитание например, за счет использования возможностей компьютерной графики, технологии Мультимедиа развитие коммуникативных способностей 42 формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования или использования оборудования, сопрягаемого с ЭВМ формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации например, за счет - использования интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов . повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей СНИТ обеспечение побудительных мотивов стимулов, обусловливающих активизацию познавательной деятельности например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей.

Из всего многообразия педагогических применений СНИТ особо следует выделить использование географических информационных систем ГИС в связи с их возрастающей популярностью в практике отечественного и зарубежного образовательного процесса.

Несмотря на многолетний опыт использования разнообразных типов программных средств, к которым относятся ГИС, в учебных целях, их потенциальные возможности остаются неисчерпанными.

Причиной этого является как неразработанность теоретических основ, раскрывающих целесообразность создания и применения ГИС в целях обучения, так и отсутствие четкой классификации или типологии, комплекса требований, предъявляемых к ним. Географические информационные системы учебного назначения обычно предназначается для использования в учебно-воспитательном процессе, при подготовке, переподготовке и повышении квалификации кадров сферы образования, в целях развития личности обучаемого, интенсификации процесса обучения 3 . Географические информационные системы, как один из разновидностей картографических средств обучения рассматриваются методистами Н.З. Хасаншиной 57 , Л.Н. Макарова 31 , и др. как полифункциональное и комплексное средство обучения.

Это позволяет ГИС выполнять следующие функции функцию наглядности функцию обеспечения операционной деятельности учащихся воспитывающую функцию развивающую функцию информационную функцию пропагандирующую функцию.

Рассмотрим краткую характеристику вышеперечисленных функций ГИС. Функция наглядности.

Современной методике известны две основные формы познания чувственное, в основе которого лежат ощущения, восприятия и представления, а также логическое, опирающееся на абстрактное мышление.

Обе эти формы взаимосвязаны и не отделимы одна от другой. Наглядность обогащает круг географических представлений учащихся, делает обучение более доступным, развивает наблюдательность, мышление и познавательные способности школьников, помогает более глубокому и прочному усвоению учебного материала. Реализация в обучении географии дидактического принципа наглядности требует систематической работы со средствами обучения, в том числе и ГИС. Функция обеспечения операционной деятельности учащихся. Наиболее ярко эта функция проявляется в процессе формирования практических умений и навыков по составлению и работе с ГИС. Воспитывающая функция.

Работе с ГИС, свойственны повышенная выразительность и эмоциональность, способность воздействовать на чувства учащихся. Включая в учебно-воспитательный процесс школьников разнообразные задания по работе с ГИС, учитель может решать задачи экологического воспитания, бережного отношения к национальным богатствам, эстетического воспитания и т. д. Одной из важных задач всего комплекса работ с ГИС являющимися одним из элементов современного политехнического обучения, является графическая подготовка.

Содержание школьной географии наряду со знаниями должно включать умения и навыки, стимулировать творческую деятельность школьников. Повышая роль эмоционального воздействия на учащихся и включение их в оценочную деятельность. Развивающая функция. Систематическое, целенаправленное использование ГИС способствует умственному развитию учащихся.

Реализация развивающей функции предполагает активную работу с ними, постепенное, непрерывное усложнение заданий. Умственное развитие учащихся при систематической работе ГИС предполагает на ранних стадиях - вызвать интерес к изучаемому объекту или явлению, побудить учащихся к его созерцанию следующий этап - обучение приемам наблюдения, анализа и синтеза наблюдаемого, подведение учащихся к выводам и заключениям. Работают школьники на этом этапе в значительной мере по образцу.

Только после того, как учащиеся овладели основными приемами работы с ГИС, можно переходить к следующему этапу - самостоятельному, творческому решению задач. Информационная функция. Она реализуется через систематическую работу с ГИС. Да и сами ГИС несут значительную смысловую и информационную нагрузку как любое средство обучения. В зависимости от особенностей организации на уроке работы с ГИС, она может выступать в роли самостоятельной или практической работы, упражнения, вида домашней работы.

Все эти роли подчинены общей цели формирование пространственных представлений и понятий о размещении природных и социально-экономических объектов и явлений. По ориентации учебного назначения ГИС А.Ю.Уваров 53 выделил следующие виды ГИС рис.3. решение определенной учебной проблемы, требующей ее изучения и или разрешения проблемно-ориентированные ГИС осуществление некоторой деятельности с объектной средой например, с системой подготовки текстов, информационно-поисковой системой, базой данных - объектно-ориентированные ГИС осуществление деятельности в некоторой предметной среде в идеале - со встроенными элементами технологии обучения - предметно-ориентированные ГИС. 1.2.