Информационная среда использования ГИС-технологий в образовании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Крейдер, Оксана Александровна

• Крейдер, Оксана Александровна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Крейдер, Оксана Александровна

Введение.

Глава 1. Анализ состояния существующей практики применения геоинформационных технологий в образовании.

1.1. Основные тенденции развития современных ГИС-технологий.

1.2. Анализ практики применения геоинформационных технологий в отечественном и зарубежном образовании.

1.3. Использование информационной среды в образовании.

Глава 2. Научно-методические положения построения информационной среды использования ГИС-технологий на коллекции предметных задач.

2.1. Проблемно-ориентированный подход в подготовке специалистов различных направлений.

2.2. Технология декомпозиции предметных задач для сведения их к последовательности формальных операций.

2.3. Методы реализации формальных операций на основе аппарата распознавания.

Глава 3. Концепция построения информационной среды использования ГИС-технологий для подготовки специалистов различных направлений в рамках непрерывного образования.

3.1. Основные требования к построению информационной среды использования ГИС-технологий в образовании.

3.2. Интерфейс информационной среды использования

ГИС-технологий в образовании.

3.3. Методика применения информационной среды для подготовки специалистов различных направлений.

Глава 4. Примеры использования результатов исследований диссертационной работы.

4.1. Программы учебных курсов для подготовки специалистов различных направлений.

4.2. Использование технологии декомпозиции в задаче создания электронного атласа условий освоения минерально-сырьевой России.

4.3. Примеры из коллекции предметных задач для обучения школьников.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационная среда использования ГИС-технологий в образовании»

В последнее время геоинформационные системы (ГИС) рассматриваются в качестве эффективного инструмента анализа различных типов данных при исследовании особенностей развития регионов и выработки комплексных решений. В настоящее время ГИС занимают одно из ведущих мест среди различных информационных технологий в сфере управления, планирования и хозяйствования. Геоинформационные технологии, предлагая новые эффективные подходы к анализу и решению территориальных проблем, продолжают завоевывать все большую популярность и официальное признание

• в нашей стране, а цифровая пространственная информация начинает играть все более важную роль в задачах социально-экономического, политического и экологического развития и управления природным, производственным и трудовым потенциалом в национальных интересах.

Зарубежный и отечественный опыт эксплуатации различных ГИС свидетельствует о том, что необходимость анализа географического расположения явлений и объектов, их количественных и качественных характеристик при помощи карты возникает у представителей различных отраслей народного хозяйства. Средства, предоставляемые геоипформационными технологиями, позволяют использовать новые ф эффективные подходы к решению широкого спектра задач в сфере социальноэкономического, политического и экологического развития, управления, анализа и прогнозирования, недоступных другим компьютерным технологиям.

Необходимость использования ГИС в решении различного рода задач вызывает нарастающий спрос на качественные, надежные и удобные ГИС и, соответственно, на специалистов в области геоинформационных технологий различного уровня - как разработчиков программного обеспечения (ПО), так и высококвалифицированных пользователей.

В связи с этим, обучение геоинформационным технологиям, создание учебных и обучающих ГИС-систем, утверждение государственных стандартов по специализации «ГИС» для подготовки бакалавров, специалистов, магистров в различных областях народного хозяйства является сегодня приоритетным щ направлением.

Для подготовки специалистов такого рода необходимо использовать современные информационные и телекоммуникационные технологии. Построение информационно-образовательной среды на основе современных информационных технологий привносит в учебный процесс новые возможности: сочетание высокой экономической эффективности и гибкости учебного процесса, широкое использование информационных ресурсов, существенное расширение возможностей традиционных форм обучения, а также возможность построения новых эффективных форм обучения.

Модернизация современного образования, в целом, направлена на поиск эффективных путей подготовки специалистов, одним из которых является технологизация образовательного процесса на основе проблемно-задачного подхода. Применение проблемно-задачного подхода в подготовке специалистов на основе ГИС-технологий позволяет демонстрировать важность изученного материала в будущей профессиональной деятельности и потому имеет огромное значение для образовательного процесса.

Таким образом, разработка информационной среды (ИС) использования ГИС-технологий в подготовке студентов различных направлений является актуальным направлением в области использования современных информационных технологий в образовании.

Цель исследования

Целью исследования является разработка информационной среды использования ГИС-технологий для подготовки специалистов различных направлений.

Задачи исследования

В соответствии с целью исследования в работе решаются следующие задачи.

1. Проведение анализа существующей практики использования ГИС-технологий в отечественном и зарубежном образовании.

2. Определение спектра предметных задач, решение которых необходимо для подготовки специалистов различных направлений.

3. Разработка унифицированной технологии декомпозиции предметных задач для их сведения к последовательности формальных операций и решения в среде ГИС.

4. Разработка концепции и макета информационной среды использования ГИС в обучении специалистов различных направлений на основе коллекции предметных задач.

5. Разработка коллекции предметных задач для изучения учебных дисциплин в курсах: «Информатика», «Теория принятия решений», «ГИС в экологии», «ГИС в природопользовании», «Информационные системы и технологии», «Основы ГИС для школьников».

Структура и краткое содержание работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и содержит 123 страниц машинописного текста, 25 иллюстраций. Список литературы включает 54 наименования.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Крейдер, Оксана Александровна

Основные результаты проведенных исследований сводятся к следующему:

1. Разработаны научно-методические основы для создания информационной среды использования ГИС-технологий в подготовке специалистов различных направлений на основе коллекции предметных задач.

2. Разработаны программы практических занятий и лабораторных работ для учебных курсов: «Информатика», «Информационные системы и технологии», «ГИС», целью которых является приобретение студентами навыков применения ГИС-технологий для решения различных предметных задач.

3. Разработаны программы учебных курсов «ГИС в экологии», «ГИС в природопользовании» и «Информационно-аналитические системы поддержки принятия решений» для повышения квалификации специалистов в области экологии, природопользования, охраны окружающей среды и управления.

4. Разработан учебный курс «Основы ГИС для школьников» для ознакомления школьников с возможностями ГИС-техиологий и использованием их при изучении различных школьных дисциплин (география, экология, информатика).

5. Разработана схема постановки и решения предметных задач на основе дополнения традиционной схемы прогнозно-поисковых исследований этапами разработки онтологии предметной области; анализа, оценки и интерпретации полученных результатов.

6. Разработана технология декомпозиции предметных задач, позволяющая сведение их к иерархической последовательности формальных операций и обеспечивающая синтез новых задач различного уровня сложности.

7. Разработан алгоритм организации образов, позволяющий дополнять и улучшать исходный материал на основе моделирования экстремальных объектов в решении задач методами распознавания.

8. Разработана концепция построения информационной среды использования ГИС-технологий в подготовке специалистов различных направлений на основе коллекции предметных задач.

9. Разработан и частично реализован пользовательский интерфейс информационной среды использования ГИС-технологий в образовании для университета «Дубна».

Заключение

Таким образом, в результате проведенных исследований была разработана концепция информационной среды использования ГИС-технологий в подготовке специалистов различных направлений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Крейдер, Оксана Александровна, 2006 год

1. Arc View G1. (User's Guide). ESRI, Inc. Redland, CA USA, 2000.

2. Аниськин В. H. Информационные технологии в экологическом образовании. г. Самара, Самарский государственный педагогический университет (СамГПУ), 2003.

3. Антонов А., Кудрявцев Ф., Шаров JT. Программные средства ГИС под MS WindowsZ/ГИС-Обозрение, 1996.

4. Берлянт A.M. Государственный образовательный стандарт по геоинформационным системам и проблемы деятельности Комитета Преобразование ГИС-Ассоциации//Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 1997 № 1(8). С. 48 49.

5. Берлянт A.M., Тикунов B.C. Геоинформационные системы. М.: Картге-оцентр-Геодезиздат, 1994.

6. Бугаевский JT.M., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов. -М.: Златоуст, 2000. С.222.

7. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход.-М., 1991. С.207.

8. Геоинформатика/Толковый словарь основных терминов. М.: ГИС-ассоциация.

9. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по специальности 071900 «Информационные системы (по областям применения)». М., 2000 г.

10. Гохман В. Познание мира через ГИС. ArcReview, 2002 № 2 (21).

11. Де Мерс М. Н. Географические информационные системы. Основы. М.: Дата+, 1999. С. 490.

12. Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н., Цветков В.Я. Геоинформатика.-М.: МАКС Пресс, 2001. С.349.

13. Иванов Д.А. ГИС и компьютерное моделирование на геологическом факультете Воронежского государственного университета// Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 1999 № 1(18).

14. Карпик А.П. Геоинформационное образование в Сибирской государственной геодезической академии. Перспективы и возможности разви-тия//Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 2000 №3 (25). С.47.

15. Ковальчук А.К., Шайтура С.В., Богомолов А.Ю. Создание ГИС-проектов для средних школ: Учебное пособие по курсу Геоинформатика. М.: Радио и связь, 1999.

16. Колесов.А. Двуединые интересы геоинформатики и образова-ния//Компьютерная неделя. М., 1998 №15(139).

17. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учебное пособие. М.: Библион, 1997. С.160.

18. Костенков П.П. Экологическое воспитание школьников. Барнаул, 1990. С. 160.

19. Котова И.Б., Шиянов Е.Н. Развитие личности в обучении. — М., 1999. С.288.

20. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. — М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993.

21. Крейдер О.А. ГИС в муниципальном управлении//Тезисы доклада II Международной Конференции Молодых Ученых. Ялта-Гурзуф, 2004. С. 18-19.

22. Крейдер О.А. Геоинформационное моделирование в экологическом обра-зовании//Тезисы доклада Четвертой Всероссийской научной конференции «Физические проблемы экологии (экологическая физика)». Москва, 2004. С.45.

23. Крейдер О.А. ГИС в экологическом моделировании//Тезисы доклада Всероссийской научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования». Казань, 2005. С.23-24.

24. Крейдер О.А. ГИС в экологическом образовании//Тезисы доклада Международной конференции «Математика, компьютеры, образование». -Дубна, 2006. Режим доступа: www.mce.biophys.msu.ru.

25. Крейдер О.А. ГИС как инструмент экологического образова-ния//Геоинформатика. Москва, 2004 №4. С.37-43.

26. Крейдер О.А. Информационная среда обучения ГИС технологи-ям//Геоинформатика. Москва, 2005 №4. С. 37-40.

27. Крейдер О.А., Потемкина С.В. Методические аспекты преподавания ГИС в дистанционном образовании// Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях, бизнесе/Материалы Международной конференции. Гурзуф, 2004. С. 8-11.

28. Кузнецов O.JL, Никитин А.А., Геоинформатика. М.: Недра, 1992. С.302.

29. Кузнецов O.JL, Черемисина Е.Н. Геоинформатика, геоинформация, геоинформационные технологии в природопользовании//Геоинформатика, 2003 №2. С.3-10.

30. Лурье И.К. Обучающие ГИС для наук о Земле//Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. 1998 № 1(13). С. 86-89.

31. Любимова А.В. Компьютерная технология комплексной оценки геоэкологического состояния территории//Геоинформатика, 2002 №3. С. 27-31.

32. Максудова Л.Г., Цветков В.Я. От информации к информационным ресурсам //Геодезия и аэросъемка, 2000 №1. С.146-151.

33. Мамедов Н.М. Экологическая культура и образование//Экологическое образование: концепции и методические подходы. М., 1996. С. 10-23.

34. Носков М. Д., Жиганов А.Н., Истомина Н.Ю. Использование геоинформационно-моделирующих систем в экологическом образование/Информационные технологии в образовании. Северск: Северский государственный технологический институт, 2003.

35. Писецкий В.Б. Концепция геоинформационного образования в геолого-геофизической отрасли//Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 1998 № 2(14). С. 85 86.

36. Поляков А.А. Концепция, информационное обеспечение индустрии образования программы «Научное, научно-методическое, материальнощ. техническое и информационное обеспечение системы образования». М.1999.

37. Программа учебного курса «Геоинформационные системы». Пущино: Пущинский госуниверситет, 1998.

38. Прогулова Т.Б. Геоинформационные технологии в управлении и обучении. М.: Научно-методический сборник тезисов докладов VII Международной выставки-конференции "Информационные технологии в образовании", 1998. С.50.

39. Рабочая программа по дисциплине «Геоинформационные системы в му-ниципальномуправлении».-Таганрог: ТГРУ, 1998.

40. Тагирова С.Б. ГИС-компоненты теоретических курсов и самостоятельных работ по географическим специальностям//Новые информационные технологии в университетском образовании. Новосибирск: НИИ МИОО НГУ, 1998. С. 55-56.

41. Тагирова С.Б. Использование ГИС-моделирования и ГИС-технологий в экологическом образовании. Режим доступа: http://www.cctpu.edu.ru/confl.

42. Талызина Н.Ф. Методика составления обучающих программ. М., 1980. С. 46.

43. Хасаншина Н.З. Геоинформационные технологии как средство интеграции знаний по информатике и географии. Режим доступа: http://www.cctpu.edu.ru/conf/sec2/tez25.html.

44. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998. С.288.

45. Цветков В.Я. Особенности развития информационных стандартов в области новых информационных технологий// Информационные технологии, 1998 №8. С. 2-7.

46. Черемисина Е.Н., Чесалов JI.E. Ситуационный центр МПР России: поддержка принятия управленческих решений в природопользовании. 2004, №З.С.14-17.

47. Черемисина Е.Н., Крейдер О.А., Потемкина С.В. О единой информационно-ресурсной среде системы профессионального образования Московской области/Юбразование Подмосковья, 2005 №4. С.35-38.

48. Чесалов JI.E. Единая информационная среда интеграции информационных ресурсов при решении задач природопользования//Геоинформатика, 2003, №2. С.11-14.

49. Чоговадзе Г.Г. Инфорнация:информация, общество, человек. М.: ООО Дата+, 2003. С.121-135.

50. Чукмаров И.А. Государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования//Информациониый бюллетень ГИС-Ассоциации, 2000 №3(25).