Что такое географическое моделирование
Географическое моделирование как ресурс развития элементов системного мышления школьников
Разделы: География
Школьный курс “география” переживает бурное преобразование, что преимущественно связано с общей перестройкой системы образования. Содержательный же план школьной географии во многом остается прежним. Описательно-объяснительное направление школьной географии остается доминирующим. Мне, как и многим другим учителям, относящимся к своей работе не формально, это не нравится.
“Всякая попытка воспитателя – учителя внести в ребенка познание и нравственные нормы, минуя собственную деятельность ребенка по овладению ими, подрывает сами основы здорового умственного и нравственного развития ребенка, воспитания его личностных свойств и качеств” (Рубинштейн С.Л. Проблемы общей психологии. М., 1976).
Не всегда это интересно ребятам, поэтому слова учителя «А сейчас мы выполним практическую работу» часто вызывают уныние на лицах учеников. Я предлагаю новую (или хорошо забытую старую) форму проведения практических работ – ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.
Поток географической информации увеличивается с каждым годом и на уроках учащиеся часто сталкиваются с процессами и объектами незнакомыми в их непосредственных ощущениях. Знания, неподкрепленные эмоциями, воспринимаются поверхностно, не вызывают интереса, поэтому не становятся частью их личности. Целью современной школы является не столько обогащение знаниями, сколько овладение способами деятельности. Здесь и приходит на помощь моделирование – создание географических ситуаций на уроках. К сожалению, ни в методической литературе, ни в Интернете я не смогла найти описания подобного вида деятельности учеников. Поэтому, заинтересовавшись этой темой, мне пришлось буквально по крупицам находить материал, а чаще – придумывать и создавать его самой.
Учебная ситуация – это такая организация, клеточка деятельности, в которой дети с помощью учителя обнаруживают предмет своего действия, исследуют его, совершая с ним разнообразные учебные действия, переформулируют, частично запоминают. Разрабатывая учебный курс, я исходно планирую учебные ситуации. Содержание учебного предмета, учебный курс, последовательность учебных ситуаций – все это по завершении образования, как правило, забывается. Что же остается у ученика, когда он заканчивает школу? У него остается способность действовать в соответствии с той наукой, с которой он знакомился в школе, то есть предметные способы действий. То есть на уроках я развиваю у детей базовые предметные, а зачастую и межпредметные компетентности. Образованный человек, таким образом, может действовать «географически» – и это моя конечная цель.
В целом же, цели подобной работы весьма созвучны с целями образования вообще.
Исходя из вышесказанного, хочу предложить разработанную мной классификацию географических моделей, применяемых мной на уроках, и коротко охарактеризовать каждый из его видов. Понятно, что не все модели описаны в этой работе, многие остались за рамками Вашего, читатель, внимания. Но хочу сказать, что готова делиться с заинтересованными коллегами всеми своими наработками.
Работа с моделями начинается в 6 классе при демонстрации явлений природы и ребята быстро включаются в подобную деятельность. Так, после демонстрации перехода воды из одного состояния в другое и плавания айсбергов домашним заданием для желающих было провести в домашних условиях опыт «Круговорот воды в кастрюле». Шестиклассникам очень нравится такой вид деятельности, они придумывают все новые и новые модели. И чем неожиданнее будут используемые подручные продукты, тем интереснее. Например, многие родители на собрании делились информацией о том, что дети дома продемонстрировали движение литосферных плит с помощью сгущенки и печенья, которое двигалось по ее поверхности, как литосферные плиты по верхней части мантии. Результатом этой работы в прошлом году стало выступление ученицы 7 класса Оли Чураевой на городском конкурсе «Тропа открытий», проводимом ДНТТМ, где, представив стендовый доклад, она заняла 1 место. Модель вулкана, созданную шестиклассницей Настей Хичевой, я использую на уроках уже не первый год.
Работа с объемными действующими моделями интересна и в старших классах. Так, действующие модели солнечной, ветровой и водной электростанций, созданные учениками 8 класса Мишей Гусевым, Никитой Соколовым и Сашей Леоновым под руководством учителя физики Комаровой И.Ю., были представлены на уроках по теме «Энергетика» в 9 и 10 классах. Я преследовала цель, чтобы преобразование энергии текущей воды, ветра и солнца в электрическую, перестало быть для детей чем-то непонятным. И цели этой добилась. К тому же у восьмиклассников вызывает гордость тот факт, что они «обучают» старшеклассников.
А в 10 классе, при изучении темы «Нефтяная промышленность мира» действующая модель была представлена как поверхность океана с разлившейся из танкера нефтью, которую ребятам предстояло собрать, предотвратив, таким образом, экологическую катастрофу. Ведь сколько ни рассказываешь о загрязнении Мирового океана, сколько ни показываешь слайдов (кстати, в работу по созданию презентаций ребята охотно включаются уже с 6-7 класса), такой наглядности, как с моделью, достигнуть не удается. Этот урок, проведенный совместно с учителем химии Калининой О.Н., заставил десятиклассников реально задуматься об угрозе экологическому состоянию океана и всей планеты.
Модели-аппликации я применяю на уроках и в проектной деятельности старшеклассников довольно часто. Это может быть коллективная практическая работа, как в примере с «Положением материков на поверхности Земли в различное геологическое время», индивидуальная домашняя практическая работа, как «Создание макета новой денежной купюры» или проектная работа «Кто кормит москвичей». Идею создания купюры я вычитала в любимом мной журнале «География». Спасибо учителю, поделившемуся такой замечательной идеей. С пищевой промышленностью получилось так, что ребятам не хватило отведенного на уроке время, чтобы разобраться во всех тех вопросах, которые возникли у них. Два класса (примерно 60 учеников!) собрали этикетки с продуктов питания, которые их семьи используют в повседневной жизни, группа из 6 ребят систематизировала всю эту информацию и свои выводы представила на окружных конференциях «Диалог культур», «Экономическая мастерская» и «Дети – творцы 21 века», где была отмечена призовыми местами как лучшая проектная работа школьников. Представляли модель зрителям ученицы 9 класса Ильина Александра и Чечкова Дарья Теперь данная модель служит наглядным пособием при изучении темы «Пищевая промышленность». Не удивлюсь, если у следующих девятиклассников возникнет желание выполнить модель, касающуюся химической или какой-либо другой отрасли промышленности. К таким идеям я всегда готова, кабинет открыт до вечера для тех, кто любознателен. Для успешной познавательной деятельности учащихся, на мой взгляд, необходимо их естественный первоначальный интерес к окружающему миру преобразовать в личную убежденность его активного познания. Принцип “малых географических открытий”, открытий не ради оценки, а “для себя”, должен стать основополагающим в новой концепции школьного географического образования.
Еще одна модель – аппликация из года в год изменяется и первоначальное задание обрастает подробностями, придуманными ребятами. Это заключительный урок по теме «Климат» в 8 классе. Задание – спроектировать город на конкретном участке местности с учетом климатических факторов. Казалось бы, учитывая преобладающее направление ветра, разместить промышленные предприятия таким образом, чтобы дым из труб заводов и фабрик не шел на жилые кварталы… Но у наших городов по инициативе ребят появляются названия, функции, и особенные черты, сообразные этим функциям. Так, в городе-курорте ученики проектируют фонтаны, прогулочные аллеи, летние театры… Уточняют продукцию, выпускаемую на заводах, продумывают способы поставки сырья и вывоза готовой продукции, хотя это темы 9 класса. Неоднократно были попытки вынести промышленную зону за пределы города, и тогда разгорается настоящий спор о том, как люди будут добираться на работу и сколько это займет времени, и т.д. Как правило, времени урока не хватает на защиту моделей, но никто из ребят не стремится убежать на переменку и «построенные» города еще долго обсуждаются восьмиклассниками…
Модели-ситуации я использую на уроках очень по-разному. Иногда это несколько минут, например, ролевая игра «Трудоустройство» Всего 2 действующих лица – работодатель (владелец фирмы) и молодой человек, ищущий в этой фирме работу. Диалог идет 3-4 минуты, затем, после обсуждения плюсов и минусов, игра повторяется с немного измененными условиями. Конечно, в 8 классе, при прохождении темы «Рынок труда» у ребят нет еще опыта трудоустройства и фантазия иногда их заводит в диалогах очень далеко… И все же, я считаю, опыт этот весьма полезен и пригодится им в дальнейшей жизни.
Некоторые модели – ситуации требуют длительной подготовки, и тогда класс разбивается на команды, каждая из которых получает задание и делит его между членами группы. В течение отведенного времени (неделя, иногда 2), я работаю с каждой группой индивидуально, чтобы для остальных учеников класса был элемент сюрприза в выступлении каждой группы. Важно сразу оговорить время выступления, иначе урок может не принести должных результатов, а превратиться в увеселительное мероприятие. Так проходит урок страноведения в 7 классе «Приглашение в Африку» «Путешествие по Антарктиде» и некоторые другие. Здесь допустимы костюмы, сценки, вещи и сувениры, привезенные из стран региона, музыкальные заставки национальных песен, «подарки с полей» и т.д. Такие уроки ребятам нравятся, они и на уроки-то не похожи, а какую смысловую нагрузку несут! Конечно, все эти «превращения» строго оговорены правилами. Резонанс таких уроков огромен – семиклассники написали статью в школьной газете, спрашивают, когда еще будет подобное задание, старшеклассники возмущаются «А почему не у нас» и т.д. Кстати, подобная деятельность легко из урочной превращается во внеклассную. Пример тому – урок в 7 классе «По следам Магеллана» (тема «Великие географические открытия») перерос не без помощи детей в КВН между 7 классами «Морской бой», где фантазия ребят вышла за рамки урока.
Ну, и, наконец, полевые практики. О проведении «Экологической тропы» я подробно говорила на защите Гранта в 2007 году, выступала на августовской конференции перед учителями округа, проводила учебу молодых специалистов округа, делилась опытом на «круглом столе» в рамках 13 Всероссийской конференции учителей географии и везде получала положительный отзыв. Не буду подробно останавливаться на этом виде географической модели, скажу только, что проведение таких практик учит детей понимать природу, вызывает желание ее сохранить для следующих поколений. В любое время года «Экологическая тропа» и фантазия учителя предлагают ребятам разнообразные виды деятельности от простейших (измерение температуры) до связанных с определенным риском (измерение толщины льда на замерзшем пруду), от обычных (измерение степени вытоптанности территории) до экстремальных (измерение глубины снежного покрова), от индивидуальных (измерение скорости течения речки) до коммуникабельных (социологический опрос людей, гуляющих в парке). И конечно, здесь раздолье для того, чтобы проанализировать полученные данные, построить таблицы, графики, диаграммы, войти в науку не гостем, а полноправным географом!
В моих дальнейших планах – освоить компьютерное моделирование. Думаю, большую помощь в этом могут оказать учителя информатики и ИКТ. Некоторые темы для подобных моделей уже в работе.
Работа с моделями очень интересна. Я уже несколько лет занимаюсь этой темой. Что-то не получается, что-то отбрасываю, многие уроки с использованием географических моделей «вынашиваю» и продумываю очень долго, многие идеи подсказывают ребята. Я очень хочу, чтобы из «падчерицы» учебного процесса география превратилась в любимый и необходимый предмет школьной программы, и всячески пытаюсь это сделать хотя бы в масштабах своей школы. Радует, что таких «неуспокоенных фанатов» много у нас в стране и обмен опытом на конференциях различного уровня – от районной до всероссийской – дает толчок к новым виткам творчества.
МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГЕОГРАФИИ: КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.
Моделирование географических систем основывается на применении математических методов в географии. Создание на основе географических данных различных математических моделей позволяет сформулировать развитие того или иного процесса во времени, дать прогнозную оценку потенциала географического пространства. Научная общественность проявляла большой интерес к географическому моделированию в 60-70 годы прошлого века, однако потом интерес к данному направлению иссяк, так как математические схемы того, времени были слишком далеки реальных потребностей географии. Сейчас же наблюдается возрождение интереса к данному направлению, так как география больше не рассматривается как наука, развивающая отдельные направления, а как комплексная наука, включающая экономические, экологические, экономически и социальные составляющие. Ученые всерьез задумываются над созданием комплексных перспективных планов развития мини-территорий, и здесь не обойтись без математических моделей.
Математическое моделирование сейчас выступает как форма обоснования научных выводов, обеспечения однозначности суждений, повышения достоверности научно-исследовательских результатов, как основа проверки гипотез и создания теоретической базы географической и смежных наук.
Классы моделей
любое описание выполняющее функцию замещения объекта в процессе его использования
Элементы и связи исследуются с помощью геометрических фигур и стрелок
Модели, где процессы и связи исследуются с помощью математических символов
Графические модели
n Блоковые модели занимая важное место в ряду наилучшим образов отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и ее окружением. Они выразительно, в явной форме и наглядно отражают идею исследователя. Обострилась потребность в блоковых моделях в период развертывания массовых стационарных исследований.
n Картографические модели. Весь картографический материал должен создаваться с учетом опыта картографии в плане подбора способов картографического изображения. Необходим такой подбор способов изображения или их комбинаций, который позволяет графически выразительно отображать сущность явлений, по возможности с указанием связей с другими элементами. Например, при создании ландшафтных картс использованием их историко-генетической классификации по В. А. Николаеву необходимо соответствующее графическое отображение морфологии групп, типов, родов ландшафтов с показом иерархии и внешних связей как между элементамиодного уровня, так и с системами более высоких или низких ступеней. Достигнуть этого можно не только при разработке легенды, но и выбором наглядных способов изображения, комбинацией цветов или штриховок, передающих логику классификации.
n Аэроснимки и космические снимки.Речь идет о результатах различного вида дистанционных съемок (фото, тепловой, лазерной, радарной). Они, бесспорно, выступают для исследователя моделями – заместителями местности. В то же время это модели особого рода. Отделение существенных и несущественных черт осуществляется в них с помощью приборов, разрешающая способность которых определяет меру «замещения» местности. Снимки богаты содержанием. Но все же пока они чаще занимают место в ряду: местность – блоковая модель – снимок – карта. Иными словами, они выполняют функцию модели-инструмента, модели-протокола.
Математические модели
n Математические модели представляют собой набор символов. К ним должна быть приложена программа для дальнейшей обработки данных на ЭВМ. Эти модели широко применяются в ландшафтоведении. Особенно интенсивно этот процесс стал развиваться в 80-е гг. ХХ-го столетия, что связано с внедрением персональных компьютеров, позволяющих оперативно обрабатывать получаемую разнородную информацию и выдавать ее потребителю в удобном для него виде
В географии широко распространилось имитационное моделирование. Хорошим и простым примером может служить имитация развития системы населенных мест
В основу эксперимента закладывались правила развития системы, и на ЭВМ»проигрывались» пути их реализации с помощью алгоритма статистических испытаний (метода Монте-Карло). Результат, полученный И. С. Матлиным, не только имитирует сеть поселений, но и подчеркивает их иерархию, связанную с основным положением теории центральных мест Кратко метод Монте-Карло заключается в следующем. Исследуемое явление представляется как некая абстрактная система, которая может находиться в нескольких различных состояниях. При этом считается, что нахождение системы в каком-либо из состояний случайно и вероятность этого факта подчиняется определенному закону распределения, который характеризует как саму систему, так и связи между различными ее состояниями. С помощью таблиц случайных чисел или датчиков псевдослучайных величин моделируются конкретные реализации состояний для исследуемой системы. Обрабатывая полученную таким образом информацию о системе методами математической статистики, получают требуемые численные результаты.
Моделирование географических процессов в глобальных масштабах, ставшее актуальным в последние десятилетия, отличается наибольшей сложностью. На основании математических моделей глобального климата при задании различных сценариев ядерной войны некоторые американские и советские ученые пришли к выводу о реальной опасности «ядерной зимы». При численном моделировании в глобальных масштабах неизбежен ряд допущений, влияние которых на результаты расчетов не поддается экспериментальной проверке. Одно из существенных ограничений связано с невозможностью учета всех региональных различий в протекании процессов, стимулируемых предполагаемым воздействием.
географическое моделирование
Смотреть что такое «географическое моделирование» в других словарях:
СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия
Экономическая география — экономическая и социальная география, общественная наука, изучающая закономерности территориального размещения общественного производства, условия и особенности его развития и размещения в различных странах и районах. Предмет исследования … Большая советская энциклопедия
Конъюнктура — (Conjuncture) Конъюнктура это сформировавшийся комплекс условий в определенной области человеческой деятельности Понятие конъюнктуры: виды конъюнктуры, методы прогнозирования конъюнктуры, конъюнктура финансового и товарного рынков Содержание… … Энциклопедия инвестора
Замятин, Дмитрий Николаевич — Дмитрий Николаевич Замятин Дмитрий Замятин на 6 м Московском международном открытом книжном фестивале 1 … Википедия
Терра Нова (экспедиция) — У этого термина существуют и другие значения, см. Терра Нова. Иное название этого понятия «Британская антарктическая экспедиция»; см. также другие значения. Британская антарктическая экспедиция … Википедия
Арктическая экспедиция Пири (1908—1909) — Арктическая экспедиция Пири Отряд Пири на Северном полюсе, 6 апреля 1909 года Слева направо: Укеа, Ута, М. Хенсон, Эгингва, Сиглу Фото Р. Пири … Википедия
Антарктида — Антарктида … Википедия
Герд, Александр Сергеевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Герд. Александр Сергеевич Герд Дата рождения: 23 июня 1936(1936 06 23) (76 лет) Научная сфера … Википедия
Метод главных компонент — (англ. Principal component analysis, PCA) один из основных способов уменьшить размерность данных, потеряв наименьшее количество информации. Изобретен К. Пирсоном (англ. Karl Pearson) в 1901 г. Применяется во многих областях,… … Википедия
2.2 Конспект для ученика по теме «Географические модели»
В статье рассматривается вопрос «Географические модели. Географическая карта, план местности». Материал стати актуален для подготовки к ЕГЭ.
Географические модели
Поверхность Земли невозможно изобразить на бумаге, из-за её больших размеров, поэтому её изображают в виде моделей.
К моделям Земли или поверхности относят:
Наиболее точно изображена поверхность планеты на глобусе:
Изображение Земли на карте
Чтобы изобразить поверхность земли на карте используется градусная сетка: это параллели и меридианы, расположенные перпендикулярно друг к другу.
Параллели расположены горизонтально (параллельно экватору), меридианы вертикально протягиваются от северного полюса до южного.
Для удобства определили нулевой меридиан (Гринвичский) от которого идут меридианы на расстоянии 10° друг от друга, т.е. нулевой меридиан является началом полушарий, который протягивается до 180°( меридиан 180° является границей полушарий).
На восток считается восточная долгота, на запад – западная. Параллели также идут на расстоянии 10°. Для удобства экватор выбран нулевой параллелью.
К северу отсчитывается северная широта, к югу – южная. С помощью градусной сетки можно наносить объекты на карту, а также находить их месторасположения, то есть координаты. Для определения координат необходимо знать долготу и широту местности.
Географические координаты
Виды карт
Карты отличаются друг от друга по нескольким критериям:
Масштаб бывает численный, линейный (используется при измерении расстояния от точки А до точки В) и именованный.
Чем мельче масштаб карты, тем большую территорию на ней можно изобразить. Карты полушарий, материков и океанов, карты государств это мелкомасштабные карты. Среднемасштабные карты в пределах от 1:200000 до 1:1000000. И крупномасштабные (топографические) карты (1:10 000, 1:25 000 и 1: 50 000).
По содержанию карты бывают:
Карты также бывают комплексные, синтетические и аналитические. Комплексные карты несут множество информации об изображенной местности. На синтетических картах показано целостное изображение, но не дается представления об отдельных объектах местности. На климатической карте изображены типы климатов, но мы не узнаем из этой карты ни температуры, ни господствующих ветров. Аналитические карты дают представление об одной характеристике территории, например, о распаханности земель.
Условные обозначения
Для того чтобы уметь читать карту и находить на ней информацию, надо знать условные обозначения и уметь их правильно читать. Все карты изображены с помощью условных знаков. Для каждой карты характерны свой набор знаков. На карте полезных ископаемых, изображен рельеф с помощью изолиний и цветовой окраски. По цветовой окраске мы определяем вид рельефа, изолинии (линии соединяющие точки с одинаковой высотой) дают более точную информацию о высоте поверхности над уровнем или ниже уровня моря. Месторождения полезных ископаемых обозначаются специальными значками.
Графическими условными знаками изображают границы, ареалы, автодороги, направления ветра, течений.
Знаковые – обозначают полезные ископаемые, растительный и животный мир.
Точечные обозначения применяются для обозначения плотности населения, городов.
Цифровыми знаками могут обозначать высоту гор, глубину впадин, года, температуру и т.д.
Буквенными знаками изображают название городов, рек, озер, стран и т.д.
Условные знаки на географических картах
Условные знаки на географических картах передают количественные и качественные характеристики объектов, показывают явления, не воспринимаемые органами чувств (магнитные склонения), области, недоступные взору человека (строение земной коры на больших глубинах), представляют научные понятия, обобщения, абстракции. Чтобы правильно передать нужную информацию на карте картограф должен разбираться в способах отображения.
В настоящее время для передачи содержания на географических картах применяются следующие способы картографического изображения:
Значковый способ
Используют для обозначения находящихся на местности, но не выражающихся в масштабе объектов: населённых пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, залежей полезных ископаемых и др. Значковый способ чаще применяют на социально-экономических картах. Количественные характеристики передаются величиной значков, их линейными, площадными или объёмными размерами. Качественные характеристики передаются цветом, штриховкой и формой значков.
Используют три вида значков: