Czym jest GIS i jak go wykorzystać w edukacji

Mapy są skutecznym narzędziem nauczania geografii, ale kiedy mapy są połączone z technologią, mogą stać się wizualnie potężne dzięki systemowi informacji geograficznej (GIS). Połączenie map i danych może stworzyć mapy cyfrowe, które angażują uczniów w naukę o tym, gdzie znajdują się rzeczy. Interaktywne funkcje map cyfrowych mogą pomóc uczniom, na przykład, dowiedzieć się, jak rzeczy zmieniały się w czasie lub szukać rozwiązań rzeczywistych problemów na każdym poziomie.

Najważniejsze informacje: GIS w klasie

• Systemy Informacji Geograficznej mogą tworzyć cyfrowe mapy, które angażują uczniów w naukę o tym, gdzie znajdują się przedmioty.
• GIS jest w stanie manipulować i analizować dane w postaci trójwymiarowej mapy środowiska.
• Istnieją różne systemy informacji geograficznej, które nauczyciele mogą włączyć do lekcji w każdym obszarze tematycznym. Systemy takie jak Google Earth i ESRI zapewniają szkolenia, zasoby i wsparcie dla edukatorów.

Co to jest GIS?

Skróty dotyczące narzędzi lokalizacji mogą być mylące. Nauka o lokalizacji jest nauką o informacji geograficznej zwaną również GIS. Nauka o lokalizacji zawsze była częścią geografii. Natomiast GIS (system) manipuluje i analizuje dane, aby przedstawić je przestrzennie, jako trójwymiarową mapę środowiska. Dane te mogą być zbierane z wielu źródeł. Źródła te mogą obejmować satelity pozycjonujące (GPS) jako część globalnego systemu pozycjonowania (GPS). Satelity te przekazują informacje w czasie rzeczywistym za pomocą sygnałów radiowych z przestrzeni kosmicznej w celu dokładnego określenia lokalizacji. Podsumowując, dane z urządzeń GPS są zbierane przez GIS (systemy), które są następnie wykorzystywane przez GIS (naukowców).

Google Earth w klasie

Najbardziej oczywistym przykładem wykorzystania GIS w klasach jest dziś użycie Google Earth, programu typu open source, który można łatwo pobrać i zainstalować do natychmiastowego użytku. Google Earth oferuje wyszukiwanie lokalizacji i trójwymiarowe orbity wokół tych lokalizacji.

Istnieją samouczki dla edukatorów, a także tematy dla edukatorów, które obejmują pisanie map historii przy użyciu "kontekstu geograficznego w sieci z lokalizacjami, zdjęciami i filmami."

Edukatorzy mogą wykorzystać już przygotowane przygody odkrywców ze szczegółowymi informacjami o różnych miejscach, aby podzielić się nimi z uczniami. Przykłady tematów dostępnych przy użyciu Google Voyager obejmują:

• Lekcje "Miesiąc Czarnej Historii" przedstawiające miejsca, w których czarna kultura zmieniła bieg historii Ameryki.
• Lekcje "Mity i legendy z całego świata" przedstawiające lokalizacje mitów z Chin, Indii, Włoch, Stanów Zjednoczonych, Australii, Grecji, Egiptu i Skandynawii.
• "Jak wiatr staje się energią elektryczną" lekcje przedstawiające lokalizację morskiej farmy wiatrowej na Morzu Północnym i w Arktyce.

Google Earth oferuje także zajęcia międzyprzedmiotowe zwane Paszportami Rozgrzewki. Każda aktywność jest powiązana z Common Core State Standards (CCSS) lub ramami obszaru treści, takimi jak Next Generation Science Standards (NGSS).

Istnieje również możliwość zintegrowania Google Earth z rzeczywistością wirtualną (VR) i rzeczywistością rozszerzoną (AR), dzięki czemu nauczyciele mogą oferować uczniom wirtualne wycieczki terenowe.

Przykłady lekcji i działań w Google Earth GIS

Lekcje Paszportów Rozgrzewki w Google Earth wymagają od nauczycieli użycia funkcji "Mam poczucie szczęścia" i Street View w Google Earth, aby "losowo wybrać miejsce na świecie, a następnie odnieść je do koncepcji dyscyplinarnej". Paszporty Rozgrzewki mogą być używane do różnych przedmiotów i poziomów klas w tworzeniu połączeń międzykulturowych. Przykłady obejmują:

• Matematyka klasa 5: Podwój (potrójnie, poczwórnie) powierzchnię tego miejsca. Napisz nowy obszar w stopach kwadratowych. Jeśli obszar tego miejsca zostałby podzielony na pół, jaka byłaby wielkość każdej części w stopach kwadratowych?
• Matematyka Klasa 7: Zbadaj średnią roczną temperaturę w tej lokalizacji za ostatni rok. Naukowcy przewidują, że w tym roku temperatura wzrośnie o 6% na całym świecie. Napisz dwa równoważne wyrażenia, aby przedstawić tę zmianę.
• Badania społeczne Klasa 6: Zbadaj największy przemysł w tej lokalizacji. Co to mówi o tym, jak ludzie zarabiają tam na życie?
• Social Studies Grade 8: Jakie usługi transportowe są dostępne w tym miejscu?
• ELA Klasy 6-8: Zidentyfikuj lub zbadaj jeden przykład tego, jak ludzie zmienili środowisko fizyczne tego miejsca. Czy ogólnie rzecz biorąc, zmiana ta była pozytywna czy negatywna? Użyj konkretnych szczegółów, aby poprzeć swoją odpowiedź. Napisz wiersz o cechach fizycznych tego miejsca, który zawiera następujące elementy: schemat rymów, aliterację i strofy.

ESRI GIS w klasie

Instytut Badań Systemów Środowiskowych (ESRI) również oferuje GIS dla nauczycieli do wykorzystania w klasie. Podobnie jak Google Earth, istnieją zasoby treści tematycznych dla poziomów klas K-12 z wykorzystaniem GIS.

Na stronie ESRI nauczyciele mogą korzystać z GeoInquiries™, które są dostępne bez konieczności logowania lub pobierania. Opis na stronie ESRI brzmi: "krótkie (15 minut), oparte na standardach zadania do nauczania treści opartych na mapach, które można znaleźć w powszechnie używanych podręcznikach". Na każdy temat przypada 15-20 zadań, a wiele z nich można zmodyfikować tak, by angażowały uczniów.

ESRI oferuje także szkolenia dla edukatorów w ramach Akademii ESRI online. Znajdują się tam moduły kursowe, które pokazują strategie integracji GIS w celu wsparcia instrukcji i dyskusji. Istnieje również Program Mentorów wspierający nauczycieli. Konkursy dla studentów wykorzystujące ArcGIS story maps są dostępne na stronie ESRI.

Nauczyciele i administratorzy w Stanach Zjednoczonych mogą poprosić o bezpłatny pakiet ArcGIS for Schools Bundle do użytku instruktażowego, wypełniając formularz na stronie ESRI.

Przykłady lekcji i działań z wykorzystaniem ESRI

Podobnie jak plany w Google Earth, szczegółowe plany lekcji ESRI są skoncentrowane na kontekście geograficznym, aby pomóc uczniom połączyć lekcje z rzeczywistymi miejscami.

• W ELA, istnieją lekcje dla literatury amerykańskiej, w których uczniowie mogą zbadać kontekst geograficzny Isaac's Storm Erika Larsona i Their Eyes Were Watching God Zory Neale Hurston.
• Na matematyce uczniowie mogliby zlokalizować wieżę ciśnień dzieloną przez dwa miasta w punkcie środkowym i określić koszty z tym związane za pomocą twierdzenia Pitagorasa.
• W przypadku zajęć z historii świata, lekcje są zorganizowane wokół map historii Kolebek Cywilizacji, Jedwabnych Szlaków: Wtedy i Teraz oraz Wczesna eksploracja Europy.
• Studenci nauk o środowisku mogą badać zanieczyszczenia morskie, rolę żył oceanicznych i jak ludzie wpływają na gromadzenie się śmieci.

Niezależnie od platformy, nauczyciele, którzy wykorzystują GIS w klasie, angażują swoich uczniów w działania oparte na dociekaniu, rozwiązywaniu problemów, które są dostosowane do standardów państwowych. Zastosowanie GIS w klasie może również przygotować uczniów do rozważenia różnych ścieżek kariery, na które jest zapotrzebowanie.

GIS dla polityki edukacyjnej

GIS pomaga uczniom myśleć krytycznie o autentycznych problemach dzięki wykorzystaniu danych w czasie rzeczywistym, ale istnieją też inne zastosowania edukacyjne. GIS może wspierać duże i małe okręgi szkolne w podejmowaniu decyzji i tworzeniu polityki. Na przykład, GIS może zapewnić administratorom okręgów i ekspertom ds. bezpieczeństwa informacje o budynkach szkolnych i otaczających je obszarach, aby zaprojektować i zarządzać programami bezpieczeństwa. W innych przypadkach, analiza danych GIS dotyczących infrastruktury transportowej społeczności może pomóc w usprawnieniu tras autobusów. Kiedy społeczność doświadcza zmian populacji, GIS może pomóc okręgom w podejmowaniu decyzji o budowie nowych szkół lub zamknięciu starych. GIS może również dostarczyć administratorom okręgów szkolnych narzędzi do wizualizacji wzorców potrzeb uczniów w zakresie frekwencji, osiągnięć akademickich lub wsparcia pozaszkolnego.

Uczniowie znają GIS

Studenci znają już GIS w aplikacjach gier jako mieszankę środowisk rzeczywistych i wirtualnych, takich jak Pokémon Go, aplikacja mobilna, która została pobrana 500 milionów razy na całym świecie w pierwszym roku jej istnienia (lipiec 2016).

Studenci grający w gry wideo byliby zaznajomieni ze środowiskami miejskimi tworzonymi przez oprogramowanie GIS, takie jak City Engine. Różne oprogramowanie GIS jest używane do filmów, symulacji i rzeczywistości wirtualnej.

Wreszcie, każdy student, który był w samochodzie z GPS lub korzystał z aplikacji mobilnej z interaktywnymi mapami aplikacji z Google, Bing, Apple lub Waze doświadczył, jak dane z GPS i analizowane przez GIS (systemy) mogą mieszać ich świat rzeczywisty z wirtualnym.

Znajomość GIS przez studentów pomaga im zrozumieć, jak aplikacje GIS działają w ich świecie. Mogą mieć wystarczająco dużo wiedzy poprzez osobiste doświadczenia, że mogą pomóc swoim nauczycielom stać się bardziej komfortowe w nauce o GIS!