GIS kasutamine koolides (0)

Referaat
GISi õpetamine koolides (gümnaasiumites, kutsekoolides ja ülikoolides Eestis ja mõnes teises riigis.
Geoinformaatika I
2014

SISUKORD

SISSEJUHATUS 2
1.GIS päev 3
2.GISi õpetamine Eesti koolides 4
2.1 GIS gümnaasiumis 4
2.2 GIS ülikoolis 5
2.3 GIS kutsehariduses 5
3.GISi õpetamine erinevate riikide koolides 5
3.1 Austria 5
3.2 Inglismaa 6
3.3 Soome 6
3.4 Norra 7
3.5 Taani 7
3.6 Türgi 8
3.7 Rahvusvaheline GISAS projekt 8
KOKKUVÕTE 8
KASUTATUD KIRJANDUS 9

SISSEJUHATUS

Geograafiline infosüsteem (GIS) on omavahel seotud kogum tarkvarast ja andmetest, mida kasutatakse geograafilise info vaatamiseks ja haldamiseks , ruumiliste seoste analüüsimiseks ning ruumiliste protsesside modelleerimiseks. GIS annab raamistiku ruumiandmete ja nendega seotud informatsiooni kogumiseks ja haldamiseks selliselt , et seda saab visualliseerida ja analüüsida. (Allikas: GIS-päev kodulehekülg )
Referaadi läbivaks teemaks on kuidas erinevad õppeasutused on rakendanud GIS tarkvara õpetamist ja kasutamist koolitöös. Võrreldud GISi õpetamist erinevates kooliastmetes- gümnaasiumis, ülikoolis ja kutseharidusasutuses. Veel käsitlen GIS-i tarkvara kasutamist erinevates maailma riikides.

GIS päev

Selle päeva tähistamise mõte sai alguse 1987.aastal USA-s, kui sealne Rahvuslik Geograafia Selts otsustas Geograafia Teadlikkuse nädala jooksul edendada koolides, organisatsiooides ja ühiskonnas geograafilist kirjaoskust. GIS päev on globaalne sündmus, mida tähistati esmakordselt 1998.aastal. Eestis toimus esimene „GIS-i ehk geograafia päev“ 1999.aastal. Iga aasta novembri kolmanda nädala kolmapäeval toimub teabepäev, mille raames toimub palju huvitavaid üritusi igale vanuserühmale. Selle raames tehakse ülevaade geograafia ja kartograafia valdkonnas toimuvast arengust ning GIS-tehnoloogiale rajatud teenustest ja uuringutest. Alates 2011. a korraldab seda Eesti Geoinformaatika Selts, koostöös erinevate õppeasutuste ning erinevate selles valdkonnas tegutsevate inimestega. Teabepäeva käigus korraldatakse ka noortele joonistamis- ja kaardi koostamise võistluseid, mille eesmärgiks on lastes kaartide ja GIS-i vastu huvi äratamine.

GISi õpetamine Eesti koolides

2.1 GIS gümnaasiumis

Gümnaasiumi õppekoormuseks on 96 kursust, millest 63 on kohustuslikku. Neist 11 kursust peab kool võimaladama piirkondliku eripära rõhutamiseks ning 39 kursust valdkonniti. Kool võib valikkursusena pakkuda nii riiklikus õppekavas kui ka enda kooli poolt kirjeldatud valikkursusi. Geoinformaatika valikkursuse lisamine õppekavva sai alguse sihtasutuse Archimedes TeaMe abil. Selle käigus loodi erinevad õppekomplektid. Geoinformaatika valikkursuses osalenu saab ülevaate geoinformaatika (GI) valdkonna põhimõistetest ja geoinfosüsteemide (GIS) rakendustest . Õpilane oskab leida erinevaid ruumiandmeid ning anda hinnang nende kvaliteedile, lõimida ruumiga seotud andmeid maailma ja Eesti kohta ning mõistab ja väärtustab GISi vajalikkust ja tõhusust ruumi haldamises ning planeerimisees. See arendab õpilase graafilist, matemaatilist ja ruumilist mõtlemist. GISiga seotult käsitletakse põhjalikumalt temaatilisi kaarte, kaardi mõõtkava, erinevaid kordinaatsüsteeme ja projektsioone. Kursuse eelduseks on õppeasutuses arvutiklassi, GI tarkvara ning interneti olemasolu.
Tartu Ülikooli Teaduskool pakub 11. või 12. klassi õpilastele geoinformaatika valikkursust. Õppetöö toimub Moodle e-õppe keskkonnas. Kursus annab esmased teadmised ja oskused geoinfosüsteemide (GIS) ja asukoha määramise süsteemi (GPS) kasutamiseks. Ülevaate GIS rakendusvõimalustest erinevates valdkondades. Käsitleb GISiga seotult elektrooniliste kaartide loomist ja kaustamist. Annab ülevaate geoinfosüsteemides kasutatavates andmetest, tutvustab lihtsamaid andmepäringuid ja GIS analüüse. Võimaldab õpilastel tundma ja rakendama õppida GIS vabavaralist tarkvara QuantumGIS ning ESRI tarkvara ArcGIS ja GISil põhinevaid veebiteenuseid.

2.2 GIS ülikoolis

Eesti ülikoolid on sõlminud piiramatu ülikoolilitsentsi lepingud . Eestis sõlmis esimesena piiramatu ülikoolilitsentsi Esri GIS- tehnoloogia kasutamiseks Tartu Ülikool. Järgmisena tegi sarnase lepingu ka Tallinna Ülikool. See annab võimaluse kasutada piiramatult Esri tooteid ning rakendada GIS-töövahendeid mitmesugustes teadus- ja õppetööga seotud tegevustes. Lepingu on sõlminud ka Eesti Maaülikool ja Tallinna Tehnikaülikool. Eesti Maaülikoolis õpetatakse GIS programme keskkonna erialadel . ArcGIS valdkonnad on digitaalsete geoandmete loomine, vektorandmete analüüs, rasteranalüüs ja arvutikaartide kujundamine.
Tartu Ülikooli geograafia õppekava pakub, erinevaid võimalusi GIS programmide õppimiseks. Erinevad bakalauruseõppe kohustuslikud ja valikained GIS-i ja kartograafia ainetele. Erinevad ESRI tarkvara kursused, kõigile huvilistele. ArcGIS I on kõige populaarsem tarkvara kursus, kus saadakse esmased teadmised andmete toimetamisest, päringute tegemisest ja kaardi koostamisest . Eesti Lennukadeemias on õppeaine ´GIS rakendused lennunduses´, mis pakub esmaseid teadmisi GISi kasutsmise kohta. Tartu Ülikooli Eesti mereinstituudis on teostatud tähtsamaid rakendusuuringuid GIS modelleerimise ja merepõhja liikide ja koosluste leviku kaardistamise kohta.

2.3 GIS kutsehariduses

„Kutsehariduse sisuline arendamine 2008-2013“ programmi raames töötati välja õppematerjale. Riiklikus programmis on pakutav õppekava Maamõõtmine. „GISi ja kartograafia alused“ on koostatud õppematerjal maamõõtmise eriala riikliku õppekava geoinformaatika ja kartograafia moodulite sisust lähtuvalt, mis sisaldab teemaga seotud praktiliste harjutuste vihikut ja sinna juurde kuuluvaid digitaalses andmefomraadis näitisandmeid. Raamat on ette nähtud eelkõige kutseõppe asutuste aineõpetajatele ja õpilastele ning on kasutatav ka üldhariduskoolide ja ülikoolide GIS-i, geoinformaatika ja kartograafia valdkondi käsitlevates õppeainetes. Õppematerjal on tasuta ja kõigile allalaetav. Esimene kutseharidus asutus, kes maamõõtmise õpetamist alustas oli 1994.a Kehtna Majandus-ja Tehnoloogiakool. Kasutati AutoCAD ja ArcView tarkvara.

GISi õpetamine erinevate riikide koolides

3.1 Austria

Austrias alustati arvutipõhise õppega juba 1980.a keskpaigast. Õppekavasse on GIS sisse kirjutatud kaudselt , kuid GI kasutamist alustatakse seal juba varakult. Juba 5.klassi õpilased kasutavaad veebipõhiseid interaktiivseid kaarte ja virtuaalseid gloobusi. Austria on GIS-i rakendamisel Euroopas esirinnas. Kõrgkoolid toetavad igati GIS-i rakendamist koolides. Peamiseks keskuseks on Salzburgi Ülikool. Kõrgkoolidega koostöös arendadatkse portaali Education Highway, mille kaudu saab alla laadida juhendeid, tunnikavasid jne. Toimuvad ka regulaarsed konverentsid teemal : Learning with Geoinformation. 2008/2009 aastal loodi GISi kompetentsikeskus Digital :Earth- See suunab ja toetab eelkõige GI alast õpet Austrias. Võimalus suhelda erinevate inimestega. Tehakse GISi alaseid uurimusi, korraldatakse õpetajatele erinevaid kursusi, luuakse õppematerjale. Võimalus levitada GIS-alast infot ja olla kursis erinevate üritustega.

3.2 Inglismaa

Inglismaal hakati 2007-2009 aastal loodud uues õppekavas pöörama suurt rõhku GIS-ile. Geograafia on seal kohustuslik vaid 5-14 aastastele ning edaspidi on see vabatahtlik. GIS laiendab aga õpilaste väli- ja kursusetööde tegemise võimalusi. Väga oluline vahend andmete töötlemiseks ja analüüsiks. Peamiseks GIS-i roll on geograafia-alase uurimistöö tegemine, mis arendab geograafia- alaste küsimuste esitamise oskust, uurimisoskust ning kriitilise mõtlemise oskust. Inglismaal on paljudes koolides väga head võimalused arvuti kasutamiseks. Koolidele on riigi poolt eraldatud suured summad , et muretseda õppimiseks vajalik tarkvara, GIS tarkvara. Ordnance Survey on Suurbritannia kaardifirmasi, mis pakub digikaarte, GIS tarkvara, andmeid ning juhendeid kaarditööks koolidele. Võimalusi GISi kasutamiseks on palju, kuid siiski on jäänud selle kasutamine tagasihoidlikuks . Aktiivset kasutab koolis GIS-i suhteliselt vähe koole , peamiselt keskkoolid. Korraldatakse erinevaid kursuseid õpetajatele, kuid need on liialt akadeemilised ja see on üks takistusi GIS-i rakendumisel.

3.3 Soome

Soome õppekavas on GIS gümnaasiumi geograafia neljandas kursuses ja geograafia valikkursuses. Kahjuks on vaid vähestel koolidel tasuta GIS tarkvara. Helsingi Ülikooli Viikki õpetajakoolituse harjutuskool kasutab ArcView tarkvara. Peamiseks takistuseks on koolides arvutiklassi vähene kasutamise võimalus ja halb andmete kättesaadavus. Peamiselt kasutatakse GIS-i koolides ruumiandmete visualiseerimiseks. Vähe kasutatakse GIS-i andmete analüüsiks, päringute tegemiseks, andmete kogumisel ja nende põhjal kaartide tegemiseks. Õpetajatele on korraldatud mitmeid GIS kursusi. Õpetajad vajaksid pikemaid kursusi, head juurdepääsu andmetele ja häid õppematerjale kasutamiseks. Soomes on loodud veebipõhine õpikeskkond PaikkaOppi, mis on mõeldud gümnaasiumiõplastele GIS-i õppimiseks ja rakendamiseks loodusainetes. Peamiselt koosneb praktiliste tööde juhenditest ja veebipõhisest GIS rakendustest, mis võimaldavad andmeid vaadata ja luua. Võimalus kasutada valmis kursusi, ülesandeid, projekttööde kavasid. See keskkond on loodud mitmete organisatsioonide koostööna.

3.4 Norra

Norras on GIS õppekava kohustuslik osa. Õppekavas pole aga täpsustatud, milliseid GIS-i alaseid oskusi peavad õpilased omandama. Tõlgendamisvõimalus on väga suur. Väga vähesed Norra koolid kasutavad professionaalset tarkvara nagu ArcView, Idris või MapInfo. Paljud arvavad , et koolis piisab ka lihtsamatest GIS programmidest nagu AEJEE, Geomatica, QGIS jt. geoNorge- digitaalne Norra, kus pakutakse erinevaid interaktiivseid kaarte, GIS andmeid ning satelliidipilte ja nendega seotud rakendusi.

3.5 Taani

Taanis pööratakse õppekavas suurt tähelepanu uurimusoskuste arendamisele eriti keskkoolis . Keskkoolis tuleb geograagias teha vähemalt kaks uurimust . GIS on nüüd ka gümnaasiumi geograafia kohustuslikke osi. Loodi interdistsiplinaarne loodusõpetuse kursus gümnaasiumis. Selle kursusel viiakse läbi õpilasuurimusi ning seoses sellega tutvustatakse ja kasutatakse ka GIS-i. Taanis uuriti doktoritöö raames, kuidas õpilased saavad hakkama uurimuslike projekttöödega, kus on vaja GIS-i kasutada. Õpilastele koostati juhendid nelja uurimistöö läbiviimiseks, kus õpilased pidid ise koguma andmeid, et neid visualiseerida ja analüüsida. Projekttöö koosnes umbes 4-6 õppetunnist ning seda katsetati kolmes koolis 14-15 aastaste õpilastega. Teostamiseks kasutati ArcGIS tarkvara. Esimene projekt oli Kauplused ja nende tagamaad , mille käigus uuriti kaupluste tagamaid, ala, kust inimesed käivad poes sisseoste tegemas. Igas poes küsitleti 20 ostjat, pandi kirja nende elukoha indeks, mis muutus automaatselt x ja y koordinaadiks. Andmefail laeti ArcGIS-i ja koostati punktkaart, mis näitas, kus ostjad elasid. Teostati GIS analüüs, arvutati puhvertsioon kolme kaupluse ümber, mis näitas tagamaad. Teiseks teemaks oli Inimeste arvamused oma ümbruskonnast- uuriti kuidas inimesed hindavad oma elukoha lähedast keskkonda. Tehti küsimustik, mille andmed sisestati ArcGIS-i. Iga aspekti kohta koostati üks kaardikiht, mille abil sai luua temaatilisi kaarte. Kolmandaks oli Liiklus ja ohutus- kus oletati, et liiklusõnnetused sõltuvad tee liigist, liikluskoormusest ja teede ohutustingimustest. Andmeid koguti 80 teelõigu kohta, kus loendati liiklusvahendeid 15minuti jooksul. Koostati kaardikihid eri liiklusvahendite liiklusintensiivsuse kohta, võrreldi õnnetuste esinemise sagedust. Neljandaks uurimusteemaks oli Mikrokliima - kus õpilased uurisid temperatuuri erinevusi kooli lähiümbruses. Võeti arvesse erinevaid tegureid, mis seda mõjutavad. Õpilased mõõtsid temperatuuri 15 kohas ja asukoha koordinaadid registreeriti GPS-ga. Andmed sisestati ArcGIS-i ja koostati punktkaardid .

3.6 Türgi

Türgis on GIS õppekavas alates 2005.aastast. Projektipõhine õpe, milles osalesid 9. ja 10. klassi õpilased, kes kogusid andmeid kõnnitee olukorra kohta. Üheks eesmärgiks oli välja selgitada kuidas puuetega inimesed saavad kõnniteel liigelda. Kõnniteede olukord kaardistati enam kui 3000 punktis.

3.7 Rahvusvaheline GISAS projekt

2003-2006 aastal viidi läbi GISAS (Geographical Information Systems Applications for Schools ) projekt, milles osales 35 õpetajat ja 220 õpilast kaheksast Euroopa riigist: Soome, Belgia, Kreeka, Prantsusmaa, Ungari, Itaalia, Rootsi, Läti. Projekti koordineeris Helsingi Ülikool. Projekti eesmärgiks oli GIS tehnoloogiate rakendamine gümnaasiumi geograafia ja keskkonna hariduses. Koguti andmeid jõgede ja kanalite vee kvaliteedi kohta. Angmed sisestati maakasutuse , kuivendussõsteemide, loomastiku, mulla ja teiste looduskomponentide kohta, mis võivad vee kvaliteeti mõjutada. Kogutud andmete abil analüüsiti vee kvaliteeti uuritud aladelt . Igalt uuringu alalt viis link selle koha fotole ja andmetabelile. Esitati päringuid ja pandi kaardikihte kohakuti, et selgitada vee kvaliteedi erinevusi. GIS-i kasutati uurimusliku õppe vahendina, et tutvustada oma lähiümbrust veidi teisel viisil. Projektis kasutati ArcView 8.3 desktop GIS tarkvara. (Liiber,GIS-koolitunnis)

KOKKUVÕTE

GIS programmide kasutamine on viimastel aastatel muutunud järjest populaarsemaks . AlphaGIS teeb koostööd paljude Eesti üldhariduskoolidega ja ülikoolidega, mis annab võimaluse kasutada Esri ArcEditor tarkvara litsentse kooli arvutiklassides. On olemas palju erinevaid õpikuid ja juhendeid (GIS ja kartograafia alused) , mis aitavad paremini GISi maailmaga tutvust teha nii algajatel kui ka tippspetsalistidel. GISi kasutamine arendab õpilaste ruumilsit mõtlemist, laiendab teadmisi kartograafia vallas, arendab nende analüüsi ja otsuste tegemise oskusi. Tingimused GIS tarkvara kasutamiseks on paljudes koolides loodud, kuid vajaka jääb õpetajatest, kes seda rakendaks. Seetõttu tuleks rohkem tegeleda õpetajate teadlikuse tõstmisega GIS- tehnoloogias ja läbi selle tõsta ka õpilaste huvi antud teemale.

KASUTATUD KIRJANDUS

M.Maadla.Mis on GIS? http://www.geo.ut.ee/kartool/geoinfo/ref/Maadla.pdf

EstGis. Gis päevast. http://www.gispaev.ee/gis-paevast/gis-paevast/

GIS päev kodulehekülg. http://www.gispaev.ee/

EstGIS.Eesti Geoinformaatika Selts. http://www.estgis.ee

Geoinformaatika gümnaasiumile.
http://taurus.gg.bg.ut.ee/geoinformaatika/?page_id=21

Tartu ülikooli Eesti mereinstituut. Merebioloogia osakond . http://www.sea.ee/struktuur/merebioloogia-osakond/

Mõisja,K. Geoinformaatika õpetamisest Tartu Ülikoolis http://www.alphagis.ee/data/img/esri11/Esri2011_Moisja.pdf

Liiber,Ü. GIS koolitunnis – erinevate riikide kogemusi.Tartu Ülikool. http://www.gispaev.ee/arhiiv/2012-2/kava-ja-ettekanded-2/

Roosaare,J. Geoinformaatika gümnaasiumi valikainena. Tartu Ülikool.
http://www.gispaev.ee/arhiiv/2011-2/kava-ja-ettekanded/

http://www.alphagis.ee/tartu-ulikool-ja-tallinna-ulikool-solmisid-ulikoolilitsentsi-lepingu-esri-ga/