Introducerea GIS în curriculum liceal

Transcription

1 Conferinţa Naţională de Învăţământ Virtual, ediţia a IV-a, Introducerea GIS în curriculum liceal Daniel Anghel Grupul Scolar Nicolae Balcescu Oltenita, [email protected] Abstract Geographic Information System(GIS) has become an essential part of Geography today. However, it is not present at the level of the Romanian high school curriculum, contrary to the world tendency. The integration of the GIS in the educational system is possible, all the hardware, software resources and data being available. The greatest problem is represented by the human resources.projects such as KANGIS, GISAS, EDUSPACE show how this obstacle can be overcome. It is possible to bring GIS into school, either as an optional subject, or as integrated in the didactic strategies of each Geography teacher. The syllabus of the optional course Introduction in GIS can be a basis for the interested teachers. The purpose of this course is the shaping of certain competences that respond to the modern geography and to the requirements of the present economy. The introduction of some specific GIS notions and methods can lead to an efficient use of the modern didactic materials and to the consolidation of the role of Geography in school and in the Romanian society. 1. Argumente pentru GIS la liceu GIS reprezintă abrevierea de la Geographic Information System, deci, dacă traducem, vom vorbi despre Sisteme Informatice Geografice sau SIG. Atât GIS cât şi SIG au devenit aşa de răspândite încât sunt considerate drept substantive comune.cum în literatura internaţională şi aplicaţiile de specialitate se utilizează frecvent limba engleza, vom utiliza mai ales termenul GIS. Numeroase argumente se pot aduce în sprijinul utilizării metodelor sau instrumentelor GIS la liceu. Vom arata numai câteva beneficii pe care le aduc acestea: GIS poate juca un rol important în reforma educaţională: - promovează dezvoltarea abilitaţilor de comunicare ale elevilor şi profesorului, utilizând frecvent Internetul, mijloacele multimedia,limba engleză; - aliniază geografia românească la tendinţele europene şi mondiale; - constituie o provocare reala pentru profesorii şi elevii implicaţi în acţiunile de cercetare ştiinţifică; - vine în întâmpinarea formării continue a cadrelor didactice, mai ales a celor care nu au făcut cursuri de GIS la facultate; - implică din start rezolvarea problemelor de operare PC (probleme reale în prezent) GIS "rezolva" cu uşurinţă numeroase competenţe specifice precum aceste exemple din programa clasei a IX-a: - Citirea şi interpretarea informaţiei cartografice şi grafice; - Operarea cu simboluri, semne şi convenţii; 333

2 334 Facultatea de Matematică şi Informatică, Bucureşti - Utilizarea convenţiilor în citirea şi interpretarea suportului cartografic; - Construirea unor schiţe cartografice simple; - Identificarea surselor de informare şi a informaţiei utile în sistemele multimedia; GIS este interdisciplinar, având tangente directe cu discipline precum : - informatica sau TIC(operare PC, navigare Internet, baze de date); - matematica (ex.:coordonate carteziene, aplicate în cazul datelor de tip vector); - fizica(ex.: noţiuni privind spectrul electromagnetic în cazul aplicaţiilor de teledetecţie); - limba engleză(terminologia software este numai în engleză); GIS are un caracter profund aplicativ: - elevii utilizează diferite soft-uri GIS, interogând, prelucrând şi interpretând date de tip vector, imagini satelitare, hărţi scanate etc; - unele date pot fi obţinute prin ridicări GPS; - 90 % din ore se desfăşoară pe calculator. GIS deschide noi direcţii de orientare profesională: - domeniile de aplicare ale GIS sunt atât de largi(de la criminalistică la arhitectură), încât geografia poate deveni prin GIS un adevărat reper de orientare în viaţă; - piaţa GIS este într-o dezvoltare puternică, având un potenţial uriaş, mai ales în ţara noastră. GIS poate impulsiona locul geografiei în curriculum: - aliniază geografia la tendinţele europene şi mondiale; - constituie o provocare reală pentru profesorii şi elevii implicaţi în acţiuni de cercetare ştiinţifică; - prin legătura directă cu disciplinele "reale"(ex.: informatica, matematica, fizica) poate rezolva problema locului geografiei în trunchiul comun sau CD/CDS pentru unele filiere sau profiluri. 2. Resurse GIS pentru liceu Aşa cum arătam în introducere, GIS conţine o serie de componente precum cele hardware şi software. Pentru a aplica metode GIS este nevoie de acestea, dar mai ales de resurse umane şi de date utilizabile în şcoală. Resursele hardware există în orice liceu din România, în urma programelor de dotare cu calculatoare. Practic, fiecare liceu are un cabinet de informatică cu cel puţin 25 de calculatoare(suficient dotate pentru a suporta softurile free sau educaţionale de GIS) legate în reţea şi conectate la Internet, la care se adaugă periferice precum scanner, imprimante, videoproiectoare etc. Numeroase licee au resurse hardware mult mai bune, dar deseori s-a constatat că aceste resurse nu sunt utilizate suficient şi că investiţiile în hardware nu sunt valorificate la maximum. Prin implementarea GIS se produce, aşadar, şi o eficientizare a utilizării acestor cabinete de informatică. Resursele software sunt la nivel educativ gratuite, uşor accesibile şi chiar abundente. Producătorii de programe GIS au puternice programe educaţionale prin care oricine poate avea acces la softuri educaţionale sau chiar versiuni de evaluare pentru pachete întregi de programe. Remarcăm aici cel mai mare producător de programe GIS din lume firma americană ESRI- care pune la dispoziţie un program gratuit excelent 334

3 Conferinţa Naţională de Învăţământ Virtual, ediţia a IV-a, (ARCEXPLORER) ce permite interogarea şi vizualizarea diferitelor tipuri de date, dar suficiente operaţiuni pentru nivelul educativ de liceu. Există pe diferite surse WEB pachete complete de exerciţii, lecţii şi manuale bazate pe ARCEXPLORER. Marele avantaj al acestui program este că nu cere calculatoare puternice şi că este atât de răspândit în lume, încât a devenit o interfaţă universală în educaţia şi instruirea GIS. Pentru un nivel superior ESRI oferă o versiune de evaluare pentru 30 sau 60 zile a pachetului ARCGIS, program folosit de circa 70% din utilizatorii GIS din lume şi chiar mai mult în România. Din nefericire o licenţă permanentă ARCGIS este foarte costisitoare pentru fondurile unui liceu, deşi pentru domeniul educativ se fac reduceri. Programe foarte utile, de asemenea, gratuite sunt GEOMATICA FREEVIEW şi LEOWORKS, ultimul fiind destinat teledetecţiei şi creat special pentru scopuri educative, avându-l coautor pe F. Şerban de la Agenţia Spaţiala Română. GRASS este un alt pachet software GIS complet funcţional şi gratuit. Lista poate continua cu multe alte programe. Al doilea mare producător de programe GIS, INTERGRAPH pune de asemenea la dispoziţie versiuni de evaluare. Sursele de date sunt de o mare varietate. Mii de site-uri oferă diverse date, de la modele de date tip vector, până la cele raster, precum imaginile satelitare. Pentru întreaga planetă pot fi descărcate imagini LANDSAT pe diferite intervale de timp. Deja celebrul GOOGLE EARTH (de altfel un produs GIS) pune şi el la dispoziţie imagini satelitare, unele de mare rezoluţie. Exemplele pot continua şi trebuie să menţionăm că marii producători de programe GIS oferă şi datele necesare aplicaţiilor. Practic, Internetul este o sursă nesecată şi de diferite tipuri de date. Resursele umane reprezintă cea mai mare problemă a integrării GIS în curriculum liceal. Din nefericire, numai ultimele generaţii de profesori de geografie au putut beneficia de cursuri specifice la facultate. Putem spune că cea mai mare parte a cadrelor didactice preuniversitare nu au noţiuni de GIS. Nu trebuie să consideram această realitate un obstacol de netrecut. În multe ţări europene şi chiar în SUA sunt asemenea probleme, evident nu în aceeaşi măsură. Totuşi, un studiu realizat de Joseph Kerski de la U.S. Geological Survey arată că în 2002 numai 2% din liceele americane utilizau GIS ca instrument educativ. Principala cauză era reprezentată de cadrele didactice, fie insuficient pregătite pentru GIS, fie neîncrezătoare în valenţele educative ale GIS. În acest moment se deruleaza în lume şi mai ales în SUA şi Europa programe care urmăresc introducerea GIS la liceu şi instrucţia profesorilor şi elevilor pentru abilităţi GIS. Marele avantaj al acestor programe este faptul că oferă o mare cantitate de materiale GIS:date, proiecte de lecţii, studii de caz, ştiri din domeniu etc. Menţionăm trei programe: KANGIS( în SUA şi GISAS( şi EDUSPACE( în Europa. KanGIS ( K -12 GIS Community) se adresează tuturor celor care doresc să introducă GIS la liceu. Este de fapt o comunitate WEB unde există disponibil pentru oricine din lume(profesor sau elev) un volum uriaş de materiale, informaţii şi link-uri. Site-ul este interactiv, oricine se poate înscrie şi contacta profesori din SUA, mai ales. 335

4 336 Facultatea de Matematică şi Informatică, Bucureşti Vom descoperi aici că americanii au introdus în unele şcoli teme GIS şi la clasele echivalente cu gimnaziul de la noi. GISAS(Geographical Information Systems Applications for Schools) este un program ce are ca obiectiv principal introducerea GIS la liceu. Programul se derulează şi în prezent, şi implică şcoli din opt ţări europene(belgia, Finlanda-unde este şi centrul coordonator, Franţa, Grecia, Ungaria, Italia, Letonia şi Suedia). Implică direct 35 de profesori, peste 220 elevi. Finanţarea se face prin programul Socrates/Minerva al U.E.. Din nefericire, cel puţin momentan, nu este la fel de transparent şi interactiv precum KanGIS. EDUSPACE (The European Earth Observation Web Site for Secondary Schools) este dedicat mai ales teledetecţiei, dar include foarte multe elemente GIS. Este coordonat de Agenţia Spaţială Europeană(ESA) şi de multe agenţii europene, precum Agenţia Spaţială Română(ROSA), care are o mare contribuţie prin soft-ul LEOWorks, ce este pus la dispoziţie gratis utilizatorilor, în cadrul acestui program.vom regăsi o mare bogăţie de resurse din toate categoriile şi posibilitatea fiecărei şcoli şi, chiar a fiecărei clase, de a se înscrie în program, pe Din România sunt înscrise cca 30 de licee, universităţi şi chiar instituţii. Programul este în continuă dezvoltare. Concluzia este lesne de înţeles: există suficiente resurse gratuite la tot pasul(dar mai ales pe Internet). Formarea profesorilor pentru GIS este sprijinită şi de unii producători GIS. Trebuie să mulţumim ESRI România ( şi în special Florinei Vătafu şi domnului Cristian Vasile(directorul ESRI România) care, după o simplă întâlnire şi câteva schimburi de opinii pe , ne-au oferit posibilitatea de a realiza cursuri gratuite de ARCGIS, ca profesori de geografie, altfel aceste cursuri fiind destul de costisitoare pentru un profesor. Considerăm că problema formării profesorilor de liceu pentru GIS poate fi rezolvată în primul rând prin parteneriate cu facultăţile de geografie din ţară şi cu unele firmele producătoare GIS care de obicei au mari disponibilităţi pentru educaţie. Ministerul Educaţiei şi Cercetării poate crea cadrul necesar introducerii GIS la liceu prin programe naţionale, aşa cum remarcăm că se întâmplă în cazul programelor de genul "Educaţie pentru sănătate". 3. Elemente de proiectare didactică aplicată pe GIS Introducerea GIS in curriculum liceal se poate realiza in primul rand prin intermediul curriculumului la dispoziţia scolii (CDS şi CD curriculum diferenţiat) sub forma unor cursuri opţionale cu durata de un an sau doi ani.de asemenea, orice profesor poate aplica metode şi strategii didactice ce implică GIS in cadrul orelor de geografie. In tabelul 1 poate fi urmarit un extras din proiectarea didactica a unui curs optional ( Introducere in GIS ) sustinut in anul scolar trecut.acest curs este proiectat pentru resurse de timp echivalente cu 1 oră pe săptmană, un an de zile.intr-o primă faza el s-a adresat elevilor de la specializări precum matematică-informatică şi economic. 336

5 Conferinţa Naţională de Învăţământ Virtual, ediţia a IV-a, Tabelul 1. Extract proiectare didactica semestriala Introducere in GIS Competenţe specifice Conţinuturi Nr. ore Materiale didactice Evaluare Obs. - identificarea rolului GIS în ansamblul disciplinelor geografice; - corelarea componenţelor şi funcţiilor GIS cu realităţile economicosociale ale prezentului. - definirea modelelor de date vector şi raster; - identificarea trăsăturilor de bază ale acestor modele; - identificarea şi interogarea datelor în contextul software actual; - compararea modelelor de date în raport cu aplicabilitatea şi utilitatea acestora. -explicarea conceptului de georeferenţiere; -analiza noţiunilor specifice(datum, proiecţie cartografică, sisteme de coordonate); -explicarea importanţei acestui concept. 1. Conceptul de GIS 1.1. Definiţii, mic istoric, discipline asociate, domenii de aplicare 1.2.Componentele şi funcţiile GIS 2. Modele de date utilizate în GIS 2.1. Modelul de date "vector" 2.2. Modelul de date "raster" Se distribuie programe free şi date GIS free pentru aplicaţii individuale 3.Georeferenţierea-aspecte teoretice 1 orală formativ didactice 4 scanate orală/ formativă 3 ArcExplorer 9.1 Geomatica Free View 9.1 Harţi topografice Imagini satelitare LANDSAT Date vector- România- 1: Videoproiector Proiecţii PowerPoint scrisă/ sumativă orală/ formativă Se distribuie bibliografie şi adrese web utile Aplicaţii, dacă există licenţe pentru programe precum ArcGIS 337

6 338 Facultatea de Matematică şi Informatică, Bucureşti BIBLIOGRAFIA [1] Bernhardsen, T., Geographic Information Systems, VIAK IT and Norvegian Mapping Autthorithy,1992 [2] Dulamă, Eliza Maria, Modelul invatarii depline a geografiei,e. Clusium, Cluj Napoca,2004 [3] Dulamă, Maria Eliza, Utilizarea tehnologiei informatiei şi comunicatiei in lectii (TIC), Didactica geografiei, nr. 1, Cluj-Napoca, [4] Giurgea, Doina, Ghid metodologic pentru diciplinele optionale, Editura D&G Editur, Bucuresti, 2006 [5] Kerki, Joseph, The Implementation and Effectiveness of Geographic Information Systems, [6] Săvulescu, C., şi colab., Fundamente GIS, Editura HGA, Bucureşti, 2000 [7] Smith J., The Remote Sensing Tutorial- [8] Introducere in ArcGIS, ESRI Romania, Bucuresti, 2005 [8] [9] [10] [11] 338