Tanulmányok

Geoinformatika a közoktatásban

DÉKÁNY KRISZTINA

PhD-hallgató, ELTE Térképtudományi és Geoinformatikai Tanszék

dekrisztina@caesar.elte.hu

Avagy hogyan tudnánk felhasználni a nemzetközi tapasztalatokat hazánkban?

Bevezetés

A geoinformatikai rendszerek olyan számítógépes adatnyilvántartó, -feldolgozó és -elemző rendszerek, amelyek lehetővé teszik nagy mennyiségű, térbeli vonatkozással és hozzá tartozó attribútum-paraméterekkel rendelkező adatok gyűjtését, kezelését és kiértékelését (Elek I. 2006). Ezen információk segítségével saját kívánalmainknak megfelelően tudunk különböző térképeket elkészíteni. A meghatározás azt sugallja, hogy egy hatalmas adatbázist használunk fel, amely adott vetületi rendszerben tartalmazza a pontos koordinátáikkal megadott objektumokat.

A geoinformatika számos területen fejlődött az utóbbi években: vállalatok használják optimális szállítási útvonalaik megtervezéséhez, nemzeti parkok vezetik kezelésre váró területeiket naprakészen, de akár sorolhatnánk az összes nagyobb transznacionális vállalatot, amelyek új üzleteik nyitásához megfelelő helyet keresnek. Míg a térinformatikát a magánszektorban már az 1960-as években ismerték (főleg Kanadában és az Amerikai Egyesült Államokban), addig az oktatásban sokkal később, csak az 1990-es években terjedt el. Először az egyetemeken tanították és használták fel különböző földrajzi és biológiai szakterületeken, de csak a 2000-es évektől találhatunk olyan publikációkat, amelyek a közoktatásban való felhasználásáról számolnak be. Munkám alapját Milson, A. J. et al. (2012) összefoglaló munkája képezte, amiből olyan országokat és ott megvalósított példákat válogattam össze, amelyeket véleményem szerint hazánkban is alkalmazhatunk. Ezt egészítem ki a saját kutatási eredményeimmel.

Geoinformatika az oktatásban

Vélhetően egyre több helyen fogják alkalmazni a geoinformatikai rendszereket az iskolákban, ugyanis geostatisztikai számítások is elvégezhetők bennük, valamint kitűnően felhasználhatóak térbeli elemzések, kapcsolatok feltárására, így vizualizálhatóak az összefüggések a térképeken. Kutatók állítása szerint az overlay függvény egyike a legmegfelelőbb eszközöknek, amelyeket a középfokú oktatásban lehet használni, mivel ennek segítségével még bonyolult eljárások nélkül is meg lehet mutatni a gazdasági régiók közötti kapcsolatokat, illetve lehet szemléltetni a például az éghajlati viszonyok és a mezőgazdaság kapcsolatát a GIS segítségével. Már jelenleg is elérhetőek a különböző webatlaszok, térképes enciklopédiák, amelyek már tartalmazzák ezeket a funkciókat, és segíthetik a tanítási folyamatot.

Eddig is volt arra lehetőség a hazai közoktatásban, hogy különböző interaktív térképet alkalmazzunk, bár főleg a földrajz és történelem órákon volt erre példa. Szerintem ennél is tovább lehetne menni, és felfedezni a GIS nyújtotta előnyöket, ahogyan erre már számos gyakorlati tapasztalatot láthatunk a világ országaiban.

A legnyilvánvalóbb és talán a legegyszerűbb megoldás a geoinformatika mint földrajztanítási eszköz kipróbálása. Lehetetlen elképzelni a földrajzórát térkép használata nélkül. Remélhetőleg sok iskola széles körben tanítja valamilyen szinten az órákon a térképezést, térképolvasást, geostatisztikai elemzést és számításokat, valamint ehhez kapcsolódóan képek, szövegek, diagramok értelmezését és készítését. A szakirodalom alapján a geoinformatika leginkább a diákok fejlesztése és motiválása miatt használható fel. Erre remek példa a térinformatika területén a világ egyik legismertebb nemzetközi cége, az ESRI (Environmental Systems Research Institute), amelynek van kimondottan az oktatást segítendő honlapja, ahol számos tananyag áll a tanárok rendelkezésére angol nyelven (nem csak a földrajz tantárgyhoz kapcsolódóan).

Napjainkban már nem szükséges kiemelni az információs és kommunikációs technológiák (IKT) előnyeit az oktatásban, amelyet a geoinformatika is támogathat a következő területeken:

  • naprakész ismeretek elsajátítása az egész életen át tartó tanulás révén új készségek kifejlesztésével és új ismeretek feltárásával;
  • könnyen hozzáférhető információk és azok integrálása a meglévő ismeretekbe;
  • új és innovatív oktatási és tanulási módszerek webes információkkal, valamint a kommunikáció és az együttműködés erősítése;
  • a földrajzi helyszínekkel kapcsolatos többdimenziós környezetvédelmi kérdések megjelenítése;
  • a magasabb szintű gondolkodási képességek – például a szintézis és az értékelés – előmozdítása, mivel a GIS nem determinálja a problémákra illetve a kérdésekre adott válaszokat: a diákok az általuk feltett kérdések és a beállított paraméterek szerint határozzák meg a válaszokat;
  • digitális médiahasználat, amelynek középpontjában a velük folytatott tanítás és tanulás elve áll, a digitális írástudás fejlesztése.

Az oktatásban arra helyezzük a hangsúlyt, hogy megfelelő választ tudjunk adni a felmerülő problémákra. Pontosan kell feltenni a kérdéseket, ezt mindenki tudja, és ez igaz a földrajzban is. A GIS segíthet bonyolultabb kérdések megválaszolásában, de fontos, hogy alapszinten kezdjük a módszer megismerését, felhasználását. Első lépésben a konkrét térképi elemeket és azok jellemzőit használjuk fel a különböző térképi típusok segítségével. A későbbiekben térhetünk rá a földrajzi elemek közötti logikai kapcsolatok, minták felhasználásához logikai lekérdezések segítségével, míg a legfelső szinten már meg is válaszolhatunk előre olyan kérdéseket, amelyek bekövetkezése nem biztos, de paraméterekkel modellezhető és előrevetíthető.

Még nem jellemző a GIS széles körű elterjedése a közoktatásban, ami annak is betudható, hogy a legtöbb tananyag főleg csak angol nyelven érhető el. Szerencsére növekszik azon iskolák száma, amelyek kipróbálták már, illetve a tantervi előírások miatt használniuk is kell a geoinformatikát. Az 1. ábra országai remek példákkal rendelkeznek, és sok olyan ötletet szerezhetünk tőlük, ami alapján hazánkban is könnyen elindítható egy ilyen fajta módszertani megújulás. Ennek mindkét vetületét a következő fejezetekben mutatom be.

Azon országok, ahol a hatályos tantervekben van geoinformatika, illetve rendelkeznek elérhető jó gyakorlatokkal, módszertani tapasztalatokkal (szerk.: Dékány K.)

Tantervi megjelenések és egyéb előírások a geoinformatikával kapcsolatban

Minden országban, ahol a geoinformatika megjelenik a törvényi szabályozás valamely szintjén (nemzeti vagy helyi tantervben), ott egyértelműen az informatikai képességekre és a földrajzi adatok jellemzőire helyezik a hangsúlyt. A következőkben megjelenő országok többségében a középfokú oktatás két utolsó évfolyamára érvényes szabályozást hoztak a törvényalkotók, valamint közös bennük, hogy a GIS szinte kizárólag a természet-, a népesség és a településföldrajz témacsoportokban fordul elő, habár – úgy gondolom, hogy – a gazdaságföldrajzban is hasznos lehetne az alkalmazása.

Kanada

Alapvető célként a tantervbe belekerült a geoinformatika alkalmazása a matematika, a történelem és a tudományok fogalmainak tanítására, a földrajzi elemzés mint készség fejlesztésére. A GIS megkönnyíti a földrajzi információk bemutatásának és elemzésének folyamatát, így felgyorsítják a földrajzi vizsgálatokat. Három különböző földrajzi területen jelennek meg ezzel kapcsolatosan a tanulási célok és tevékenységek:

1. GPS és GIS használata lokális szinten

  • Tanulási cél: a földrajzi információs rendszerek által készített térképek mintáinak megértése különböző földrajzi eszközökkel és technológiákkal;
  • Tanulási tevékenységek: használjon számítógépes és földrajzi adatbázisokat olyan térképek kidolgozásához, amelyek főbb földrajzi mintákat mutatják;
  • Konkrét példák: kőolaj nemzetközi kereskedelme, időjárási jelenségek felmérése több évszak elteltével egy adott területen.

2. Távérzékelés használata helyi szinten

  • Tanulási cél: értékelni tudja a földrajzi eszközök és a támogató technológiák alkalmazásának eredményeit bizonyos célok érdekében;
  • Tanulási tevékenységek: használjon elektronikus forrásokat, melyek bizonyítékot szolgáltatnak a térképek központi szerepére a Föld történetében, légi felvételek elemzése;
  • Konkrét példák: a vízszennyezés mértékének megállapítása, az erdőirtás érintett területeinek lehatárolása, jégvihar okozta károk feltérképezése.

3. Helyi, regionális és globális problémák megértése

  • Tanulási cél: térbeli dimenzióval rendelkező természeti és társadalmi problémák megoldására irányuló tervek kidolgozása;
  • Tanulási tevékenységek: számos térképet, földrajzi információs rendszert vagy a terepi megfigyelésből gyűjtött adatokat használjon, és ezek segítségével használja a geoinformatikát a problémák megoldására;
  • Konkrét példák: információk beszerzése a talajra, hidrológiai és vízelvezetésre, vízforrásokra és ezek ismeretében a legjobb hely kiválasztása a város hulladéklerakója számára, az influenza terjedésének feltérképezése a világban.

Kína

A geoinformatika 2004 óta szerepel az ország tantervében, bár a gimnáziumok alsóbb évfolyamain a GIS fogalma csak a digitális térképek és műholdas képek alkalmazására tér ki, míg felső évfolyamokon a geoinformatika részletesebb bemutatására kerül sor választható kurzus formájában, melynek tematikája a következő:

  • általános GIS funkciók és alkalmazási példák;
  • térkép digitalizálásának módszerei;
  • attribútum táblázatok létrehozása geoinformatikai szoftver használatával;
  • a térképrétegek jelképének megváltoztatása;
  • lekérdezési funkciók alapvető készségei;
  • térképkészítés GIS szoftver használatával.

Finnország

A geoinformatika fogalmát Finnországban földrajzi tankönyvekben 2003-tól kezdve vezették be. A 2005-ben hatályba lépett finn felsőoktatási intézmények nemzeti tantervi szabványainak reformja hangsúlyozza az interdiszciplináris tanulást, amelynek célja a hallgatók problémamegoldó készségeinek és az együttműködésen alapuló tanulásának  javítása. E célból jelenleg a középiskolák felsőbb évfolyamain is tanítják a GIS elméletét és alapelveit, valamint néhány GIS alkalmazást is. A kurzusok tartalmazzák a térképészet alapjainak megismerését, valamint ezek lehetséges alkalmazásait a természet- és gazdaságföldrajzban. Továbbá a diákoknak meg kell tanulnia a regionális adatokat különböző módszerekkel (megfigyelések, interjúk és kérdőívek) és különböző forrásokból (atlaszok, statisztikák és térképek) gyűjteni. A tantervi előírások szerint képesnek kell lenniük arra, hogy információs hálózatokat használjanak az adatgyűjtésben, a térképek és diagramok együttes megjelenítésében az elérhető regionális információkkal, valamint ezek elemezésére és értelmezésér. Ennek megvalósítására konkrét példát a következő fejezetbe mutatok be.

Németország

A GIS explicit módon szerepel számos földrajzhoz kapcsolódó tantervben és tankönyvben, főként a gimnáziumokban. A földrajz 10. évfolyamos tantervében írják elő, hogy használják a geoinformatikát információforrásként, térképek készítéséhez vagy elemző eszközként.

Az 2000-es évek elején különféle programokat és kompetenciaközpontokat hoztak létre, amelyek célja a GIS használatának növelése az iskolákban. Ezt a munkát könnyíti meg több, a geoinformatikával kapcsolatos cikk tanári folyóiratokban illetve mintatananyagok, korlátozott számban geoinformatikával kapcsolatos könyvek megjelentetése is. Ennek a témának a felmerülése a földrajztanítás bevezető tankönyveiben, az online tananyagok tanulságai, valamint a GIS-specifikus kompetencia modellek kifejlesztésére irányuló erőfeszítések hamar meghozták az elvárt eredményeket a közoktatásban.

Az ESRI cég jelenik meg ebben az országban is, mint támogató partner, és kidolgozott projekteket valamint iskolai licenszeket kínál az ArcGIS és ArcView rendszerhez. Rendszeresen szerveznek geoinformatikai nyári táborokat, valamint természetesen támogatást is biztosítanak a tanárok részére. Kifejezetten osztálytermi használatra fejlesztették ki a Desktop GIS programjukat, valamint ehhez kísérő anyagokat, amelyeket az utóbbi években egyre több online GIS-alapú alkalmazással egészítettek ki kiadók, kutatók, oktatók vagy állami intézményekben dolgozó munkatársak segítségével.

India

A hangsúly a GIS-ben való tanítás helyett a geoinformatikával mint módszerrel való oktatáson van, amelyet a földrajz választható tárgyban próbáltak ki a középiskolákban. Az elméleti és gyakorlati hangsúlyok a térképészeten, a távérzékelésen és a téradat-értelmezésen vannak, melyek szilárd alapot nyújthatnak a jövőbeli tanulmányok számára ezen a területen, vagyis előkészítik a diákokat a szakirányú felsőfokú tanulmányokra.

A 11. évfolyam tantervében jelent meg először a természetföldrajzban, ahol kötelező negyvenórányi gyakorlati laboratóriumi munka, amely magába foglalja a térképészeti és a távérzékelési gyakorlatokat is. A konkrét témakörök a következők:

  • térképtípusok, jelmagyarázatok készítése, távolságmérés, szimbólumok használata;
  • térképek vetülete, konstrukciója és tulajdonságai: kúp- és hengervetület, Mercator-féle vetület, területtartó vetületek;
  • földmérés alapelvei;
  • légifotók: típusok és geometriájuk, különbség a térképek és a légi felvételek között, utóbbiak felhasználása és előnyeik;
  • műholdképek, fokozatok a távérzékeléses adatgyűjtésében, felbontások meghatározása.

A 12. évfolyamon a társadalom- és gazdaságföldrajzra, az adatfeldolgozásra és a térinformatikai technológiára összpontosítanak. Összesen 30 óra gyakorlati laboratóriumi munkát írnak elő, amely magában foglalja a GIS használatát. A témák a következők:

  • térbeli adatok forrása, különböző adatforrások használata;
  • adatbázisok létrehozása és feldolgozása;
  • tematikus térképek készítése;
  • geoinformatika hardverkövetelményei és szoftver-modulok, különböző adatformátumok;
  • raszteres és vektoradatok, adatbevitel, szerkesztés és topológia, adatelemzés, overlay és puffer fogalmai;
  • földmérési alapelvek globális helymeghatározó rendszerekkel (GPS).

Norvégia

Az ország úttörő szerepet tölt be a geoinformatika közoktatásban való alkalmazásában, mivel azt már régebben a földrajz- és földtudomány kötelező részévé tette. A norvég iskolákban jól felszerelt számítógépek és vezeték nélküli internet elérése általában lehetséges, és a tanárok szabadon hozzáférhetnek a GIS-alapú webes alkalmazásokhoz és adatokhoz. Ezért könnyebb a helyzetük, mert a digitális térképek integrált használatának legfőbb technikai akadályait már sikerült leküzdeniük. Például elkészült egy norvég webatlasz, ami fontos első lépést jelentett a sikeres megvalósítás felé a középfokú oktatásban. Mindezen feltételek mellett nem igényel jelentős változást a geoinformatika meglévő tanítási gyakorlatba való integrálása. Ugyanakkor a tanároknak szembesülniük kell azzal is, ahogyan hazánkban is, hogy néhány tanár számára kihívást jelenthet átvenni azt az új gondolkodásmódot, hogy saját tantárgyukat annak megfelelően tekintsék át, vajon milyen adatforrások állnak rendelkezésre egy más fajta oktatási szemlélethez.

2006-ra megreformálták a nemzeti tantervet, amely már minden tantárgyra vonatkozott. Ezzel egyidőben a földrajzi és a földtudományi kompetencia-területen is elvégeztek néhány geoinformatikát érintő pontosítást: a diákoknak tudniuk kell, hogyan használják a digitális térképeket és a földrajzi adatokat. A földrajz tantárgyat heti két órában tanítják kötelezően az összes elsős diák számára, későbbikben a geotudomány választható a második és a harmadik osztályban, és hetente három ill. öt órában oktatják. A végzős évfolyamon, azoknak, akik földtudományi téren tanulnak tovább, kötelező a geoinformatika használata. A cél az, hogy a tanulók digitális eszközöket használjanak geoinformációk gyűjtésére, mérésére, kezelésére és megjelenítésére.

Számos norvég földrajztanár már sikeresen integrálta a geoinformatikát a tanításba. Ők ezt anélkül tudták véghezvinni, hogy sok pénz invesztáltak volna számítógépes erőforrásokra vagy sok időt töltöttek volna el a technológia elsajátítására, mivel egyszerűbb GIS-alapú webes alkalmazásokat használtak. Ideális esetben a GIS technológiának annyira egyértelműnek és könnyen alkalmazhatónak kell lennie, hogy speciális tananyag nélkül is alkalmazható legyen a tanítási órákon. Ennek megvalósítására olyan tanulási csomagokat állítottak össze, amelyekben a témakör van a középpontban, és a technológia nem cél, hanem eszköz. Ezért aztán a tananyagokat nagy figyelemmel kell megtervezni: mit és hogyan kell tanítani, és ha így a tanárok rendelkezésére állnak a szükséges oktatási segédletek, akkor könnyebb lenne a módszertani integráció.

Portugália

A Portugál Nemzeti Tudományos és Technológiai Kulturális Ügynökség által finanszírozott a Ciência Viva Program 1999-ben indult. Ez a projekt volt az első hivatalos kísérlet a geoinformatika bevezetésére az osztálytermekbe. A cél az volt, hogy olyan iskolák és laboratóriumok hálózatát hozzák létre, amelyek érdeklődnek a geoinformatika iránt. 2009-ig tartott a projekt, és bár már nincs tovább finanszírozva, de a dokumentumok, tananyagok továbbra is elérhetőek. A 2007/2008. volt az első tanév e program keretében ConTIG néven (Mota, M. – Painho, M. 2009), amelynek az volt a célkitűzése, hogy előmozdítsa a földrajzi információs technológiák (GTI) alkalmazását az alap- és a középfokú oktatásban.

A projekt általános céljai a következőek:

  • térbeli elemzési képességek fejlesztése;
  • térkép készítése különböző témakörben;
  • tanulási és tanítási tapasztalatok megosztása és az összes tananyag elérhetősége mások számára;
  • a földrajzi információk fontosságának hangsúlyozása;
  • kutatásalapú készségek fejlesztése;
  • a térinformációk összegyűjtéséhez, feldolgozásához, megtekintéséhez és elemzéséhez különböző technológiák alkalmazása, beleértve a multidiszciplináris tevékenységeket támogató feladatokat.

A ConTIG projekt egyéb jellemzői:

  • a program kiterjedt a pedagógusképzésre, az oktatási anyagok elkészítésére, terepgyakorlatok szervezésére GPS vevőkkel és ArcPad® segítségével, támogatva a tanárokat az osztályteremben és azon kívül;
  • a portugál nemzeti tantervek betartása érdekében segítik a tanárokat a tanórák megszervezésében, ehhez pedig többek között felsorolják az oktatási módszerek, tevékenységek és stratégiák sokféleségét – különösen az IKT használatával – az egész életen át tartó tanulás szempontjából;
  • többféle tantárgyhoz kapcsolódik: földrajz, biológia, geológia, fizika, kémia, közgazdaságtan, filozófia, informatika;
  • ingyenes hozzáférést biztosít az összes előállított tananyaghoz, földrajzi adatokhoz, a tanárok és a diákok tanulási tapasztalataihoz, valamint az eredményekhez.

Tajvan

A geoinformatika már 1995 óta része a nemzeti tanterv földrajz tantárgyat szabályozó részének. Az ebben foglaltak szerint a 12. évfolyamon került bevezetésre az alkalmazott földtudományokban, amely csak a társadalomtudományi hallgatók számára szükséges. Ez magában foglalta a GIS alapjainak megtanítását, és hangsúlyozta, hogy a diákoknak meg kell tanulniuk a földrajzi adatok bevitelét, kezelését és felhasználását.

2002-ben két projektet ajánlottak fel a tanároknak a geoinformatika oktatása céljából. Az első projekt felkérte a középiskolák földrajztanárait, hogy dolgozzák ki 16 természet- és társadalomföldrajzot lefedő GIS-lecke tervét. A második projekt az Országos Társadalmi-Gazdasági Fejlesztési Terv részeként 11 bázisiskolát választottak ki, hogy elősegítsék a GIS bevezetését a középiskolákban. Számukra térinformatikai képzési programot és egy szoftvercsomagot (ArcView) valamint térinformatikai adatokat biztosítottak, a tanároknak pedig kötelező volt 40 órás képzésen részt venni. Így nyújtanak segítséget ahhoz, hogy a tantervekben előírt követelményeket tudják teljesíteni.

2006-ban két helyen is módosították a nemzeti tantervet. Az első lépésben a geoinformatika bevezetését korábbra hozták, azaz már a 10. évfolyamon kötelező tanítani, ami azt jelentette, hogy minden középiskolai hallgató számára kötelezővé vált ennek ismerete, továbbá a geoinformatika alkalmazásai a mindennapi élet problémáira is kiterjedt. Például a diákoknak képesnek kell lenniük a térinformációk GPS-szel való összegyűjtésére és a GIS használatára a mindennapi életük során felmerülő környezetvédelmi kérdések földrajzi információinak lekérdezésére és bemutatására. Mindezen tananyagbővítések miatt a geoinformatika óraszámát háromról hatra emelték.

A második módosítás a GIS intenzív bevezetését jelentette az alkalmazott földtudományokban a 12. osztályban. A diákoknak meg kell tanulniuk, hogyan alkalmazzák a geoinformatikát például területrendezésre, a betegségek terjedésének megfigyelésére, árvízi előrejelzésére.

Egyesült Királyság

A földrajzi tantervük a 11–14 évesek számára kifejezetten kimondja, hogy a tanulóknak lehetőséget kell biztosítani a geoinformatikáról való tudásszerzéshez, sőt a való világ megismeréséhez GIS segítségével. A 14–16 éves korosztályban a tantárgyi kritériumok szerint a tanulóknak ebben a szakaszban képesnek kell lenniük arra, hogy bemutassák, hogyan használják a földrajzi adatokat a geográfiai vizsgálatok elvégzéséhez. A 16–18 éves korosztályban pedig cél, hogy szintetizálni tudják a földrajzi információkat sokféle formában.

Ahhoz, hogy megfelelőképpen tudják a geoinformatikát felhasználni a tanórákon, az IKT-val kapcsolatos valamennyi tantervi innováció megköveteli a tanároktól, hogy pedagógiai stratégiáikat sokkal jobban átgondolják, mint korábban. Tudatosan kell tanóráikat szervezni, saját tárgyi ismereteiket talán átstrukturálva, valamint a diákok gondolkodásával és tanulási stílusával kapcsolatos ismereteik átgondolásával, ahhoz, hogy érdemben és a 21. század kritériumainak megfelelően használják a technológiát, tanítsák a diákokat. A 2008-ban bevezetett tanterv kiemeli a geoinformatika használatát, mint a földrajzi tananyag egy központi elemét. Ebben megfogalmazták, hogy a GIS kulcsfontosságú eszköznek számít, amely segítségével a tanulók képesek önálló adatgyűjtésre a tanulási folyamatban.

Amerikai Egyesült Államok

Az USA nem rendelkezik hivatalos nemzeti tantervvel, amely az ország egészére érvényes lenne, ehelyett minden állam külön szabályozza tantervi iránymutatásokkal és irányelvekkel, hogy mik a teljesítménykövetelmények a tanárképzésben és a középiskolai oktatásban. 22 állam tantervében van olyan földrajz tantárgyra vonatkozó előírás, amelyek a geoinformatikára, a globális helymeghatározó rendszerre (GPS) való utalást, vagy a földrajzi adatoknak a technológiával történő elemzését foglalják magukba.

Technológiai, pedagógiai és adminisztratív akadályokkal szembesültek az iskolák a GIS bevezetésekor, de ezen korlátok ellenére a geoinformatika folyamatosan erősödött az amerikai középfokú oktatásban. Egyrészről az ember által okozott környezeti változások sürgető ereje és a környezeti nevelés szükségessége miatt a geotechnológia által vezérelt terepmunka fokozott támogatáshoz vezetett. Másodsorban a vizualizáció szerepe a tanulásban kiemelkedő, ezért sok iskolában jelentős eredményeket értek el a GPS vevők és az azok segítségével készített térképekkel, valamint a különböző IKT eszközök használatával. Harmadszor, habár a standardizált értékelési eszközök elfojtják a kreativitást és hangsúlyozzák a tananyag memorizálását, a földrajztudományok tartalmi előírásai meghatározzák, hogy a valóságos adatokkal kapcsolatos úgynevezett kutatás-orientált problémamegoldást segítsék elő.

Dél-afrikai Köztársaság

A geoinformatika gyors terjedése mind a dél-afrikai köz-, mind a magánszektorban arra késztette az oktatási szakembereket, hogy ezt beépítsék a középiskolák földrajzi tanterveibe. A GIS tantervét fokozatosan és szisztematikusan három év alatt léptették életbe annak érdekében, hogy a tanulmányok befejezésekor a diákok képesek legyenek geoinformatikai eljárások és térbeli statisztikák alkalmazására. 2006-ban a 10. évfolyamon kezdték meg az általános térinformatikai koncepciók és a kapcsolódó földrajzi fogalmak tanítását, a következő évben már a geoinformatika funkcionális elemei kerültek a tantervekbe, beleértve az adatgyűjtést és a műholdas távérzékelést, míg 2008-ban a végzős évfolyamon már az adatok manipulálására és elemzésére helyezték a hangsúlyt.

A megfelelő tantervi iránymutatások, az oktatási források és kézikönyvek hiánya akadályozta a zökkenőmentes bevezetést, különösen az erőforrás-szegény iskolákban. Ennek ellenére mára már elterjedt a geoinformatika alkalmazása az iskolákban. Több magánvállalat, mint például az ESRI Dél-Afrika, az Intergraph és a Naperian Technologies fejlesztettek oktatási anyagokat, és számos geoinformatikai képzést szerveztek, amelyek célja tantervi tanácsadók és tanárok oktatása volt. A Dél-afrikai Földügyi Minisztérium is számos kezdeményezésben vett részt, hogy előmozdítsa a térképek tudatos felhasználását, és jelenleg is segíti a GIS bevezetését.

Néhány konkrét példa a GIS alkalmazására az oktatásban

Az egyre bővülő szakirodalomi források azt bizonyítják, hogy a térinformatika hatékony felhasználása növelheti a kutatásalapú földrajzoktatás elterjedését. A következőkben erre is láthatunk példát.

Ausztrália

Magyarországhoz képest módszertanilag egyértelműen fejlettebb szintet képvisel az ausztrál oktatási rendszer, elterjedtebben alkalmazzák a kooperatív tanulási technikákat. A frontális oktatás helyett a probléma- illetve a kutatásalapú tanulást részesítik előnyben, amit a GIS  remekül ki tud egészíteni.

A problémalapú tanulás nem determinálja, hogy mi a tanulás tartalma, analízis-szintézis folyamatok alapján dolgoznak ki elméleti válaszokat a tanulók, majd ezekre gyakorlati megoldásokat keresnek. Ebből következik, hogy legalább egy, de leginkább több jó megoldása lehet. Nagy előnye, hogy valódi életből származó információkat kapcsol be a diákok már ismert tudásába (Makádi M. 2015).

Ehhez hasonlít valamelyest a kutatásalapú tanulás is, hiszen itt is köznapi problémákkal szembesülnek a diákok. Nagy különbség viszont az, hogy ennek megoldására vizsgálatot terveznek. Már ekkor, és a későbbi kivitelezés során, valamint a tanulságok megfogalmazása közben ismerik meg a fogalmakat, jelenségeket, értik meg a kapcsolatokat és összefüggéseket közöttük. A folyamat a tények feltárására, megszerzésére irányul, a megfelelő adatok beszerzése, rögzítése és felhasználása kiemelkedő fontosságú.

A probléma- és a kutatásalapú tanulás különbségei (forrás: Makádi M. 2015, 102. p.)

Ausztráliában az összes évfolyamon találhatunk arra példát, hogy mely témakörökben használják már régebb óta ily módon geoinformatikát:

  • 7. évfolyam: világörökségek;
  • 8. évfolyam: lemeztektonika, globális éghajlatváltozás;
  • 9. évfolyam: társadalmak, földhasznosítás;
  • 10. évfolyam: fenntarthatóság;
  • 11. évfolyam: városi lakosság átrendeződése;
  • 12. évfolyam: árapály-gazdálkodás.

Ausztria

Ausztriának van egy programja, Varázslatos tudomány (Sparkling Science), melynek célja a diákok tudományos érdeklődésének előmozdítása, innovatív pedagógiai módszerek kipróbálása, amelyeket át lehet vinni a mindennapi iskolába. Bár maguk a projektek tematikusan eltérőek, közös tulajdonsággal rendelkeznek:

  • az összes projektet a diákok fejlesztik és maguk irányítják;
  • valós témájú kutatási projekteket tartalmaznak;
  • a projekteket tudományos szakemberek támogatják egyetemi intézményekből.

Erre egy remek példa: Iskola a jégen (School on Ice), amely az éghajlatváltozás helyi hatásait, mind fizikai, mind gazdasági következményeit vizsgálja. Ennek keretében a diákok egy hetet töltenek el a vizsgált területen, elemzik az adatokat és közzéteszik az eredményeket. Mind a tantermi, mind a terepi oktatási projektekben különböző adatgyűjtési technikákat alkalmaznak: mobil eszközökkel készítenek online térképeket, távérzékelt adatokat és légi felvételeket értékelnek ki, valamint ezeket kiegészítik georadarral történő mérésekkel (például a jégvastagsággal kapcsolatban).

Dánia

A GIS az alapfokú iskolákban (GIS in elementary schools) projekt volt az első kísérlet a geoinformatika bevezetésére még 2003-ban, amelyben négy iskola vett részt. Számos helyi cég adatokat ajánlott fel az iskoláknak, hogy ezek segítségével olyan oktatási anyagokat fejlesszenek ki, amelyeket a 2005-ös oktatási reformtörvény által megkövetelt, multidiszciplináris tanítási projektekben is felhasználhattak.

Több helyi iskola GIS-alapú tanfolyamot indított Dániában, országos és regionális kurzusokat fejlesztettek ki és szerveztek az ország egész területére. A kurzus során a hallgatók rendelkezésére álltak a kiváló minőségű GIS adatok, és minden iskolában regionális szinten regisztrálták a térinformatikai adatokat. Ennek része volt, hogy előadásokat és gyakorlati órákat tartottak geoinformatikai szakértők, valamint tapasztalt középiskolai tanárok is, akik bemutatták, hogyan kell a GIS-t beilleszteni a különböző tantárgyak oktatásába. A tanfolyamok ingyenesek és rendkívül népszerűek voltak.

A tanfolyam után a gisgeo.dk tovább támogatta a tanárok munkáját: adatokkal, javaslatokkal és inspirációval segítették őket az osztálytermi tevékenységeikhez. Mindegyik projekt ugyanolyan szerkezettel rendelkezett: háttérinformációk, probléma-kijelölés, letölthető geoinformatikai adatok és módszertani ötletek a beépítésre.

Svájc

Mára már egyre több svájci iskola emeli be a geoinformatikát a helyi tantervébe, hogy segítsen a diákoknak értékes háttérismereteket és készségeket szerezni, amelyekkel a globális kihívásokkal szemben jobban tudnak majd szembenézni, mint például az éghajlatváltozás, a világszegénység vagy a turizmus gazdasági vetületei. Svájcban már 44 iskola használ GIS-t; ez az összes középiskola egyharmada.

2009-ben futott egy olyan projektjük, Térképezd fel a Világod (Map your World) néven, ahol a diákok megismerkedhettek a modern geo-szenzor technológiákkal és a mai térképészeti eszközökkel. Nemcsak elméletileg biztosított lehetőséget a geoinformatika alkalmazására, hanem útmutatókat adott a tanárok kezébe ennek megvalósításához, abból a célból, hogy a középiskolások részt vegyenek a térbeli adatok gyűjtésében és feldolgozásában.

Ruanda

A geoinformatikát különálló témaként tanítják a ruandai iskolákban egy erre a célra készített tankönyv segítségével. A GIS elméleti bevezetésétől kezdve építik fel, az alapvető térinformatikai funkciókról tanulnak a helyi földrajzi információk ismeretében, valamint megismerkednek a GPS alapjaival. Ezután további gyakorlatokat folytatnak, mint például térképek készítése és a földrajzi koordináták gyűjtése egyszerű GPS készülékkel. Ezeket az adatokat a geoinformációs rendszerbe importálják, elemezik, manipulálják és prezentálják. Hasznos ez a tanintézményeknek azért, mert így a diákok részt vehetnek az iskola jövőbeli fejlesztésének megtervezésében és segíthetnek a vezetésnek a döntéshozatalban is.

Finnország

A GIS által támogatott tanulás bevezetése az általános középfokú oktatási intézmények felsőbb tagozatán fokozatosan fejlődött az 1990-es évek vége óta. Az új évezred kezdetén a finn Oktatási Minisztérium több olyan projektet finanszírozott, amelyek célja a GIS integrálása az iskolákba. Az egyik ilyen országos kísérleti projekt 2001–2004 között valósult meg a pedagógusképzés területén, melynek során a GIS-eszközök környezeti nevelésbe vonására és szükséges tanárképzésre helyezték a hangsúlyt. Témája a vízminőség változásának és térbeli különbségeinek tanulmányozása volt. A tanárok és hallgatók munkája kiterjedt a vízminőség okainak és hatásainak megértésére, ezért rendszeresen ellátogattak egy helyi tóhoz és folyóhoz, és összegyűjtötték a vízminőséggel kapcsolatos adatokat GPS vevőkészülékekkel és egyéb műszerekkel, és ezeket a diákok GIS szoftverrel elemezték és vizualizálták az eredményeket térképeken.

Az Oktatási Minisztérium és a részt vevő önkormányzatok által finanszírozott másik nagy projekt, a PaikkaOppi az iskolák térinformatikai és térképészeti oktatási hálózatának kialakítása volt. Öt középiskola által koordinált projekt (2002–2006) az újító tanárok képzésére és az iskolák hálózatának kiépítésére összpontosított a GIS használatának fejlesztése érdekében az osztálytermekben. A projekt során online geoinformatika kurzusokat és portált fejlesztettek ki a hálózatban részt vevő iskolák számára. Ezeket a forrásokat és a tanár-továbbképzést később kiterjesztették országszerte. 2006-tól kezdve a Kartográfiai Oktatási Hálózat továbbra is fenntartotta az iskolák online portálját, és jó gyakorlatokat fejlesztett ki a GIS használatára az iskolákban.

Kicsit közelebbről megnézve, a PaikkaOppi egy internet alapú tanulási környezet a geoinformatikai tanulmányokra, amelyek elsősorban a gimnáziumi tanulóknak szól:

  • egy interdiszciplináris tanulási környezet, amely bármelyik finnországi iskolában könnyen és egyformán alkalmazható;
  • integrált tanterv gyakorlati pedagógiai modellje, amelyek tanítási ötleteket nyújtanak az osztálytermekben és a környezetben mobil eszközökön végzett tanulmányok számára;
  • a tanulási környezet webalapú GIS alkalmazásból áll, amely földrajzi információs adatkészletek megtekintésére és előállítására használható;
  • a honlap kész anyagokat, adatokat is tartalmaz, ezért a geoinformáció és a geomédia használata a PaikkaOppi oktatási modellek lényeges eleme;
  • segítenek a tanároknak a GIS-technológia alapján tanítani a hallgatókat, valamint oktatási ötleteket adnak arról, hogyan alkalmazzák a geoinformatikát a problémák megoldásában és új információk előállításában.

A PaikkaOppi Plus és a PaikkaOppi Plus2 projektek (2014–2017) az alapfokú és középfokú iskolák pedagógiai modelljeire összpontosít. Fő eredménye a tanulási környezet megteremtése, gyakorlati pedagógiai modellek és használható oktatási anyagok előállítása. A különböző e-learning tananyagok alapvető elemei ma már a finn iskoláknak, valamint nagyban segít az általános és középiskolai tanárokat, hogy könnyűvé tegyék a földrajzi információk felhasználását a tantárgyi oktatásban.

Egyesült Királyság

A geoinformatikával segített tanítás és a tanulás a földrajz tantárgyának támogatására szolgál 14–18 éves korosztályban, ahol a tanulási tevékenységek három egymásra épülő fogalmi szintjét vezetik be és tanítják ezen tantárgyon belül.

Szintek a GIS bevezetésében az Egyesült Királyságban (szerk.: Dékány K.)

Összegzés

Az oktatás mindig fejlődik, változtatni mindig szükséges, mert jön egy új eszköz, amelynek segítségével még célszerűbb tanítani. Megjelennek újabb módszerek, ahogyan a geoinformatika is, és nekünk haladnunk kell a korral, fel kell használni ezt a tanításban Magyországon. Életből vett gyakorlati példákat érdemes az oktatásba illeszteni, például földrajzi megfigyeléseket és valós problémák megoldását, hogy fejlődjön a tanulók kritikai gondolkodása. Mindezeket a GIS nem egy tantárgyban, hanem interdiszciplináris úton elősegítheti a diákok tudásának fejlődését.

 

Irodalom

Elek I. (2006): Bevezetés a geoinformatikába. ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 23. p

Milson, A. J. – Demirci, A. – Kerski, J. J. (2012): International perspesctives on teaching and learning with GIS in secondary schools, Springer Science + Business Media B. V. 326 p.

Makádi M. (szerk. 2015): Tevékenykedtető módszerek a földrajztanításban, Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar, Budapest, pp. 101–102.

Mota, M. – Painho, M. (2009): GIS day activites and the ConTIG project using geographical information technologies in middle and high School. In: CSEDU 2009 Proceedings of the First International Conference on Computer Supported Education, Lisboa, Portugal, pp. 241–246.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük