В статията е представена част от изследване за създаване на образователна информационно-комуникационна технология (ИКТ) с ГИС¹ . „Повече от 10 години след първата конференция за ГИС в образованието (1994, САЩ), все още няма доказателства за положителния ефект от използването на ГИС за постигане на целите на географското образование в средното училище“ (Bednarz, 2004). Подкрепата за интегриране на ГИС в средното образование непрекъснато нараства, но все още не са доказани двете конкуриращи се твърдения за въвеждането им. Първото твърдение е образователното – ГИС и тяхната теоретична суперструктура подкрепят преподаването и ученето на география. Второто твърдение е професионалното – то се основава на професионалния опит и гласи, че ГИС са важен инструмент за знаещия работник в информационната икономика на 21 век, който „изпълнява сложни операции; обработва абстракти идеи; ефективно използва нова информация; достатъчно гъвкав е, за да разпознава потребностите от нови парадигми за учене през целия живот“ (Halpern, 1998).

Ползите от ГИС технологията в много професионални области са безспорни. Очевидно е, че разбирането на какъвто и да е вид информация в контекста на географското положение е необходимо в много ситуации за вземане на решения както в бизнеса, така и в обществото. И това са ситуациите, в които големите възможности на „интелигентните дигитални карти“ стават реалност благодарение на ГИС.

Все още обаче много въпроси остават без отговор:

1. Каква е образователната технология с ГИС, чрез която учениците развиват своето пространствено мислене – специфичната поведенска цел на географското образование? Кои са ключовите пространствени умения и съответстващите им дейности с ГИС, които трябва да съдържа технологията с ГИС, за да осигурява развитие на пространствената компетентност на учениците?
2. Кое е различното в потенциала на ГИС за постигане на тази образователна цел, което липсва в традиционните образователни технологии? (Salinger, 1995)

Това са конкретни въпроси, които остават открити и за географското образование в България, включително на поредния етап от реализацията на проекта за въвеждане на ГИС и Интернет в обучението по география и икономика (Стефанов, 2004) и в проекта „ГИС в класна стая“, представен през септември 2005 г. в Министерствоно на науката и образованието (Стефанов и др., 2005).

Каква е образователната ситуация в България, в която се поставят тези въпроси за използване на една от ИКТ – ГИС в обучението по география?
Образователната ситуация може да се коментира в два аспекта – като проблеми и като възможности за развитие.
Проблемите са свързани с някои формулировки, проектирани в нормативните документи за географското образование – Държавни образователни изисквания за учебно съдържание по география и икономика (ДОИ)(2000) и учебни програми.

ДОИ са един от нормативните документи за географското образование в средното училище, които показват задължителното за усвояване учебно съдържание, формулирано като ядра и стандарти. Формулировката на ядрата в тях съвпада повече с научните дисциплини, а не със специфичните области на приложение на географското знание и познание – различните професионални области, в които се използва географско знание. Например, включени са темите „население...; селища – градове и села“, а липсват „планиране и развитие на градовете“, „ландшафтна архитектура“; включена е темата „транспорт“, но не и „пътна навигация с използване на глобалната система за позициониране (GPS)“, и т.н.

Чрез стандартите се определят повече традиционни общоучебни дейности (описва, обяснява,…), а не специфични географски дейности (анализира, прогнозира …). Това може да се разбере и в контекста на факта, че развитието на пространствено мислене не е определено като цел на географското образование. Последица от това е, че проектираните в стандартите дейности не са групирани в съответствие с пространствените измерения на пространственото мислене (Golledge and Stimson, 1997): пространствено визуализиране, пространствено ориентиране, пространствени отношения.

Като възможност за развитие в образователната ситуация може да се определи приетата през 2005 Национална стратегия за интегриране на ИКТ в образованието, с която се конкретизират различни аспекти на интегрирането (Ангелова-Ганчева, 2005).

Една от целите е „ефективното използване на ИКТ за повишаване качеството на образованието чрез обогатяване на предметното съдържание и интегрирането на иновативни образователни технологии“. Изведени са два приоритета:
1) промяна на нормативните документи относно интегрирането на ИКТ в обучението по предмети и
2) адекватни промени в съдържанието и в процеса на обучение. Първите стъпки, които предстои да се предприемат, са за създаване на стандарти, с които ИКТ се интегрират в процеса на обучение, и за съответни промени в програмите, свързани с използването на електронно-базрани учебни материали.

В тази ситуация се прави едно изследване за създавне на образователна информационно-комуникационна технология с ГИС за развитие на географска култура.

Какво е специфично за образователната технология с ГИС?
Образователната технология с ГИС както всяка образователна технология се състои от три части: целева, съдържателно- процесуална и оценъчна (Spencer and Jordan, 1991). Има известна яснота относно конкретизирането на специфичните цели – те може да се дефинират в съответствие с пространствените измерения на пространственото мислене:

• пространствено визуализиране – географски, картографски умения и умения за визуализиране: анализира обекти и мрежи от обекти, вкл. чрез триизмерен анализ; представя географска информация чрез символи на точки, линии, ареали; създава карти;
• пространствено ориентиране: класифицира данни по различни признаци; наблюдава резултатите от класификацията по карта;
• пространствени отношения: разпознава пространственото разпределение и пространствени модели; идентифицира очертания; асоциира и корелира пространствено разположени обекти; разбира и използва пространствени йерархии; регионализира; разбира ефекта от най-близкото съседство в разпределението (т. нар. ефект на буфера); създава карти по вербални описания; сравнява карти.

Известна яснота има и относно оценъчната част на технологията – при създаването и използването на инструмент за регистриране и за оценаване на постиженията при географско изследване с ГИС, т. нар. рубрика (http://www.teach-nology.com/web_tools/rubrics/). Липсва опит относно определяне спецификата на съдържателно-процесуалната част на такава технология. А именно тя е ключовата част и се представя в настоящата статия.

Изследване за определяне – идентификация и спецификация – на съдържателно-процесуалната част на образователна технология с ГИС
За целите на изследването се допуска, че географските понятия и дейностите с ГИС, чрез които те се усвояват, може да се определят като значими и необходими в два аспекта:

• в 27-те професионални области, където използването на „интелигентните дигитални карти“ благодарение на ГИС е един от главните фактори за професионален успех;
• от учители и от ученици, които знаят какво са ГИС и какво може се прави с тях и са разбрали това при подготовката и при провеждането на урок по география с демонстрация на ГИС.
  
  
• Изследването е направено с две групи потребители на ГИС в училище – учители, които са демонстрирали възможностите на ГИС в урок по география, и обучаваните от тях ученици^* (Стефанова и др., 2005).

Двата въпросника – въпросникът за учителите (Прилож. 1) и въпросникът за учениците (Прилож. 2), имат еднаква структура и сходни въпроси:

• Част 1 – собствен опит (мнение) относно ГИС в географското образование в средното училище: готовност за използване на ГИС в урока по география; трудности при използването им; най-полезният начин за тяхното използване; най-подходящите теми, които може да се изучават с ГИС; най-подходящите дейности, които може да се извършват с тях.
• Част 2 – познаване на професионалните области, които са потребители на географска информация и в същото време изискват компетентност в използване на ГИС.

Резултатите се използват за уточняване на съдържателно-процесуалната част на модела на образователна технология с ГИС относно няколко въпроса:

1. Кои от традиционните географски теми според учителите и учениците може да се изучават с ГИС? С кои от 27-те професионални области, потребители на ГИС, са свързани те?
2. За кои от тези 27 професионални области вече е проектирано учебно съдържание в нормативните документи за средното училище?
3. Кои от традиционните дейности в обучението по география (описва, обяснява, анализира, сравнява, визуализира, прогнозира) може да се изпълняват по-ефективно с ГИС?

В контекста на резултатите от изследването:
• относително високо ниво на готовност за използване на ГИС в урока по география - 34 % oт учениците приемат категорично и 57 % отговарят с „повече ДА, отколкото НЕ“, • относително високо ниво на разбиране на операциите с ГИС (за учениците) и на компетентността за извършване на тези операции (за учителите):

• всички операции с ГИС (от № 3 до № 14 в анкетата – Прилож. 2, въпрос 2 – са трудни за относително малка част от учениците -12,5 %;
• 19 от 23 операции (тези, които са специфични за ArcView) се определят като трудни от по-голяма част от учениците (от 12,5 % до 45 %);
• нито една от операциите с ГИС не е трудна за 26 % от учениците (за всеки четвърти ученик).

Специфичните характеристики на географското съдържание в модела може да се определят в три аспекта:

• предпочитаните от ученици и учители теми, които може да се изучават с ГИС;
• въведените вече в учебните програми по география в 9.-12. клас теми от посочените 27 професионални области;
• темите, които ще се изучават по-ефективно, ако се използва ГИС.

1. Предпочитаните от ученици и учители теми, които може да се изучават с ГИС, са:


2. От 27-те професионални области, в които географска информация се използва (обработва, съхранява, ...) чрез ГИС, в учебните програми по география в 9-12. клас е въведено вече учебно съдържание за 9 от посочените професионални области (задача 8.1. в анкетата за учители, прилож. 2) – вж. колона 2 в таблица 2, например:
карст; устойчиво развитие; природни ресурси; природни бедствия.

Учениците смятат, че съдържанието на 14 професионални области (от 27) ще се изучава по-ефективно, ако се използват ГИС (вж. колона 2 в табл. 2). Осем от тези мнения съвпадат с посочени от учителите като „подходящи да се изучават с ГИС“ (вж. потъмнения текст от колона 2 в табл. 2).

Съдържание
Теми	Съдържание от професионални области	Дейности	Операции с ГИС
1	2	3	4
Природа	Крайбрежие; карст; устойчиво развитие; природни ресурси; гори; природни бедствия	Описва Ученик - Учител: III	1. Стартиране на програмата. 2. Отваряне на Проектен файл на АrcView. 3. Подреждане на прозорците на АrcView на екрана 4. Отваряне на прозореца View (изображение). 5. Работа с теми - отделните картни слоеве: 5.1. Изключване и включване на картни слоеве 5.2. Сменяне реда на темите (картите) 5.3. Разглеждане на информация 5.4. Получаване информация за даден обект на картата чрез инструмента “идентифициране”. 5.5. Отваряне на атрибутивна таблица, която съдържа всичките данни за обектите на картата. 5.6. Работа с Атрибутивна таблица 5.7. Избиране на обекти – маркиране. 5.8. Сравнение на информацията от таблиците 6. Разширяване Таблицата на съдържанието на темите. 7. Използване на менюта, бутони и инструменти за отваряне на данни. 8. Работа с командата Зум (увеличение) - преминаване от по-дребен към по-едър мащаб. 9. Въвеждане на бутона Разширение до Пълната площ (Zoom to Full Extent). 10. Въвеждане на бутона за освобождаване от избор 11. Използване на инструмента Zoom Out (преминаване от по-дребен към по-едър мащаб). 12. Въвеждане на бутона Намиране (Find). 13. Въвеждане на бутона за увеличение – Zoom In. 14. Въвеждане на инструмента Влачене (Pan) 15. Отпечатване на карта 16. Затваряне на проекта и излизане от ArcView
Население	Здравеопазване Социално управление	Описва и обяснява Ученик - Учител: III
Култура	Образование	Анализира Ученик: ІІ; Учител: І
Селища	Управление на градове	Сравнява Ученик - Учител: II
Икономика	Земеделие Минно дело Енергетика	Визуализира Ученик: ІІІ; Учител: I
Региони	Местно управление	Прогнозира Ученик: І; Учител: II

3. Различни са мненията на учители и на ученици за това кои от традиционните дейности в обучението по география (въпрос 7 от прилож. 1 и въпрос 5 от прилож. 2) ще бъдат по-ефективни, ако се правят с ГИС (колона 2 в табл. 2). Ако се има предвид относителният дял на учениците и на учителите, посочили съответни дейности, може да се направи едно условно ранжиране на дейностите по посочения признак. Подобно ранжиране според учениците би изглеждало така: най-ефективна при използване на ГИС е дейността „прогнозира“ (на I място), на II е „анализира“ и на III – „визуализира“. Според учителите най-ефективни с ГИС са дейностите „анализира“ и „визуализира“, на II място – „сравнява“ и „прогнозира“ и на III – „описва“ и „обяснява“.


Представените резултати дават основание да се вземат аргументирани решения относно съдържанието в модела на образователна технология с ГИС.
Специфичните процесуални характеристики в модела може да се определят също в три аспекта:
1. Дизайнът на една ситуация в урока по география с ГИС би могъл да изглежда както е посочено в прилож. 3 и 4 (вж. електронния вариант на статията), а именно:

• темата и знанията (понятия, факти, закономерности) като компоненти на учебното съдържание да са от професионални области, в които това географско съдържание се обработва с ГИС;
• дейностите да бъдат от условно ранжираните като най-ефективни, ако се изпълняват с ГИС – анализира, сравнява, визуализира, прогнозира.

2. Относно най-подходящото време за обучение на учениците да работят с ГИС (задача 5 от прилож. 1 и задача 3 от прилож. 2), преобладава мнението (на 2/3 от учителите и 90 % от учениците) това да става по време на урока по география едновременно с изпълнението на конкретните задачи по темата.

3. Относно пакета от материали за използване на ГИС в урока по география (задача 4 от прилож. 1) анкетираните учители, които имат опит в демонстрационно използване на ГИС, посочват като необходим ресурс за учителя и седемте компонента от пакета (Стефанова и др., 2005; Стефанов и др., 2005): указание за работа със софтуеърния продукт за ГИС; модел на урока с използване на ГИС; работен лист на ученика (на хартиен носител или в електронен вариант), който съдържа:

• задачи, указания за използване на ГИС при изпълнение на всяка задача;
• място за представяне на резултатите от изпълнение на задачата по различен начин – в текст, на карта, в таблица, ...;
• еталон на верните отговори;
• рубрика за оценяване на резултатите;
• анкета за проучване мнението на учениците;
• анкета за проучване мнението на учителя. 75 % от учителите посочват, че необходимият за учениците ресурс може да включва само два компонента – работен лист на ученика и анкета за проучване на мнението му.

Резултатите от проведеното изследване за определяне на съдържателно-процесуалната част на образователна технология с ГИС биха могли да се приемат като един от дидактическите аргументи ЗА интегриране на ГИС в обучението по география в средното училище.

Литература

1. Ангелова-Ганчева, Д. Информационните и комуникационни технологии в географското образование в средното училище (първа част). – Обучението по география, 6/2005, с. 38-44.
2. Държавни образователни изисквания за учебно съдържание по география и икономика. – Аз Буки, 3/2000, с. 88-90.
3. Стефанов, П. Експериментално въвеждане на съвременни информационни технологии (ГИС и Интернет) в обучението по география и икономика в средното училище в България. – Обучението по география, 6/2004, с. 51-55.
4. Стефанов, П., Д. Михова, Д. Стефанова. ГИС в класната стая. – Обучението по география, 6/2005, с. 45-51.
5. Bednarz, S.W. Thinking Spatially: Incorporating Geographic Information Science in Pre and Post Secondary Education, 2004.
6. Golledge, R. G. and R. J. Stimson, Spatial Behavior: A Geographic Perspective. New York: Guilford Press, 1997.
7. Salinger, G.L. (1995) The charge from the National Science Foundation. In D. Barstow and M.D. Decker (eds) First Conference on the Educational Applications of Geographic Information Systems (EdGIS), Washington D.C.: National Science Foundation.
8. Spencer, Jordan. Educational ICT. Centre for Advanced Learning Technology -University of Wales Institute, Cardiff (UWIC), 1991.
9. http.nap.edu/catalog/11019html: Halpern - In: Learning to think spatially: GIS as a Support System in the K-12 Curriculum, 1998, p. 112.
10. http://www.minedu.government.bg/Info/Strategia.doc
11. http://www.teach-nology.com/web_tools/rubrics/

---

The paper presents a fragment of an investigation for creating education information-communication technology with GIS. The support for integrating GIS in the Secondary School Curriculum is constantly increasing but still unproved are the competitive statements for bringing them into use: the educational statement and the professional statement.

It is obvious that connecting whatever kind of information with the geography situation is a process applied in many situations of decision-making – in the business and in the society. And these are the situations when the great opportunities of the „intelligent digital maps are possible thanks to the GIS“. Therefore the benefits of GIS technology in many professional areas are beyond dispute. Yet still many questions are without answers: 1) What is the educational technology with GIS through which the students develop their spatial thinking – one of the main aims of the Geography education? Which are the key spatial skills and the relevant activities with GIS that the technology has to consist of so that to provide the student spatial competence development?2) Which are the specific GIS opportunities for achieving this educational aim, impossible for the traditional educational technologies?

The article presents an investigation for identification of that specific geography knowledge – the geography concepts and the activities with GIS, which could be determined as significant and necessary in two aspects: 1) for the 27 professional areas where using the „intelligent digital maps“ possible thanks to GIS is one of the main factors for success;2) from the students who know what GIS are and what GIS can do and the have understood this during a geography lesson wit GIS demonstration. The results are used for specifying the content-procedure part of the education technology with GIS. These results could be accepted as one of the didactic arguments FOR or AGAINST integrating GIS in geography education at the Secondary school.

Приложение 1

Приложение 2

¹ Част от изследването по проблема е представено на Първата международна конференция Картография и ГИС (January 25-28, 2006, Borovets, Bulgaria) на английски език – Educational Information-Communication Technology with GIS for Geography Culture Ddevelopment at the Secondary School.

^* Бел. ред.: Авторката на настоящата статия прави своето изследване въз основа на проведения в 7 български училища експериментален урок по география с ГИС „Живата Земя“, който е част от научно-изследователския проект „Експериментално въвеждане на съвременни информационни технологии (ГИС и Интернет) в обучението по география и икономика в средното училище в България“ (ОХН-1311/03 на МОН).