АНКЕТНО ИЗСЛЕДВАНЕ НА РЕЗУЛТАТИТЕ ОТ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЕН УРОК ПО ГЕОГРАФИЯ С ПРИЛАГАНЕ НА ГИС, ПРОВЕДЕН В БЪЛГАРСКИ УЧИЛИЩА

Диляна Стефанова*, Димитрина Михова**, Надежда Илиева*

* Географски институт на БАН
1113 София, ул. „Акад. Г. Бончев“ бл. 3,
e-mail:dili_stefanova@abv.bg
** Faculty of Education, Yamaguchi University, Japan
1677-1 Yoshida., Yamaguchi, 753-8513 Japan,
е-mail: didi@yamaguchi-u.ac.jp

С въвеждането на уроци по география, използващи ГИС, се прилага много актуалния конструктивен метод на обучение (преподаване чрез научно търсене). Той провокира учениците сами да откриват нещата, като учителят само ръководи техните изследователски търсения, в случая използвайки специална компютърна програма и предварително подготвени компютърни карти и бази данни. Едновременно с това той учи учениците как да работят с ГИС и какви са възможностите на тази информационна система.

Приложението на ГИС в часовете по география предлага редица предимства в процеса на обучението:

• чрез ГИС по-лесно и ефективно се обясняват и възприемат от учениците териториалните особености на изучваните обекти и явления;
• чрез ГИС се правят научни търсения, като учениците сами достигат до крайните резултати – една от най-сложните задачи, залегнали в обучението по география;
• чрез ГИС бързо, лесно и нагледно се показват връзките и взаимодействията между обектите и явленията и се обяснява тяхното териториално разположение;
• използването на ГИС в часовете по география ги прави по атрактивни и мотивира учениците към активно участие в хода на урока (т.н. активно учене);
• чрез ГИС се постига по-голяма самостоятелност в работата на учениците;
• широкото използване в ежедневието на компютри от учениците и техния все по- засилващ се интерес към ИКТ позволява да се постигне по голяма мотивация в процеса на обучение. Това е едно от най-важните условия за повишаване на успеваемостта и достигане в най-висока степен на стандартите, заложени в държавните образователни изисквания в учебните програми по география.

За целите на експеримента беше подготвен и изнесен пилотен урок „Живата Земя“, който обхваща материала за природните бедствия по учебната програма и учебника по География за осми клас. В урока с помощта на ГИС се изследва географията на земетресенията и вулканите по света, прави се връзка с плейт-тектониката и се обяснява образуването на най-големите земни форми. Очертават се районите с най-голям риск. В хода на урока се прави връзка – пак с използване на ГИС – между броя на населението – държави и градове, и местоположението на най-опасните земетръсни и вулкански райони по света. На базата на тези взаимовръзки учениците оформят хипотеза за географията на земетресенията и вулканите и търсят кои големи градове в света са най-застрашени и защо. В края на урока се оценява мястото на България и потенциалната опасност в страната от тези природни катаклизми.

В хода на урока постепенно се въвеждат нови функции на ГИС, с което се разкриват и неограничените възможности на тази информационна технология и се засилва интереса на учениците към нея.
На този етап от експеримента урокът е демонстративен - с ГИС работи само учителят, а учениците виждат това, което той прави на компютъра си, върху екран чрез мулти-медиен прожектор (Mikhova et al., 2004). В този случай ГИС се превръща в демонстративно средство, но същевременно дава възможност за първи път учениците да използват много карти, изображения и данни, при това бързо сменящи се, комбиниращи се и налагащи се, с промяна на мащаби, проекции и т.н. Всичко това прави и тезата на учителя много по-интересна и убедителна. Независимо, че приложеният демонстративен подход се различава от същинското използване на ГИС в класната стая, прилагано напр. в САЩ, Канада, Австралия и някои европейски страни, като първи експеримент за въвеждане на ГИС в българското училище е допустим, още повече, че на този етап е и единствено възможен.

Цел на анкетното проучване
То е съществена част от научноизследователския проект за въвеждане на ГИС и Интернет в средното образование1 (Стефанов, 2004) и оценява:

• мястото на новите информационни технологии и в частност на ГИС в учебния процес и тяхното възприемане от учениците;
• ефективността на този начин на обучение (с използване на ГИС) и на отношението на учениците към него.

Оценката се основава на:

• степента на готовност на учениците за работа с компютър;
• нагласата на учениците за използването на компютри в клас;
• доколко при този начин на преподаване учениците са успели да овладеят нужните знания според учебната програма;
• доколко са успели да усвоят същността на ГИС;
• доколко такъв урок е по-интересен за учениците в сравнение с обикновен урок;
• ефективността от приложението на ГИС в класна стая.

Технология на подготовката и провеждането на анкетното проучване
Анкетата, заедно с работния лист на ученика, са задължителни компоненти от експерименталния урок с ГИС. Резултатите от неговото провеждане са анализирани и оценени чрез специално подготвени анкетни карти (Мikhova et al., 2004) със 17 въпроса, на които учениците писмено отговарят в края на урока. За целите на експеримента в българските училища тези карти са адаптирани, като във въпрос № 11 е прибавена и България, а към въпрос № 12 е приложена и карта на Балканския полуостров с границите на страната. Използването на аналогични анкетни карти в японските и българските училища позволява обективна сравнителна оценка на нивото на българските ученици с това на техните японски връстници относно готовност за използване на компютри и интерес към преподаване на география с ГИС. Резултатите от анкетата са показателни за силните и за слабите страни на експерименталното въвеждане на ГИС в часовете по география - както в подготовката на урока, така и в неговото провеждане.

Анкетирани са общо 167 ученика от седем училища в България (табл. 1). От тях 69 са момчета и 98 - момичета. С анкетното проучване по време на проведения пилотен урок едновременно се анализира личното мнение на учениците за провеждането на уроци по география с ГИС и се сравни с резултатите от аналогичния експеримент, проведен в японско училище в гр. Ямагучи (Мikhova et al., 2004).


Анализ на резултатите
1. Готовност на учениците за работа с компютър
Успехът при използване на ГИС в обучението по география се определя и от нагласите на учениците да използват компютри, нивото на тяхната компютърна грамотност, честотата на използване на компютрите, обезпечеността на училищата с компютърна техника. Ето защо първите въпроси, включени в анкетата, са насочени към това да съберат отговорите на учениците в тази насока. На обобщаващият въпрос „Смятате ли, че всички трябва да знаят да работят с компютри?“ 89,2 % от анкетираните в България отговарят положително, 6,6 % отрицателно и 4.2 % нямат мнение. Най-висок процент с отговор „да“ (96 %) има в ПМГ – Благоевград, а най-нисък – в 7 СОУ-София (72 %). Това, което различава анкетираните български ученици от японските, е по-голямата категоричност при отговор „не“, който при учениците от 7 СОУ достига 20 %. В японската паралелка 30 % от анкетираните ученици са без мнение по този въпрос. Положителен резултат е, че на въпроса „Използвате ли компютри?“, от 167 анкетирани в българските училища само двама ученика са дали отговор, че не използват компютри.

При все-още ниската степен на снабденост с компютри в страната, анкетираните ученици имат достъп до компютри при висока честота на ползване, което показва силно желание за достъп до съвременни ИКТ (фиг. 1).


Отговорите на въпрос „Колко често използвате компютър?“ са израз от страна на учениците на желание и на висока готовност за работа с компютри при умерена такава в японското училище (39 %). Положителен момент е голямата честота на използване на компютрите, като 65,9 % посочват, че използват компютрите всеки ден, а 21,6 % - два-три пъти в седмицата. Тук се наблюдава по-малка честота на използване на компютрите в Гимназия за чужди езици в Ловеч, като процентите за отговори 1 и 2 са съответно 43,5 и 43,5 %. Причините за това са може би във факта, че част от учениците живеят в общежитие.

От отговорите в анкетите проличава добра снабденост на обхванатите в експеримента български ученици с компютри. Както се вижда от диаграмата (фиг. 2), 72 % от анкетираните посочват, че използват компютри както в къщи, така и в училище (във всички училища, в които е проведен експеримента, са оборудвани компютърни зали).


Уменията за работа с компютър българските ученици придобиват самостоятелно и в училище. (фиг. 3).


Отговорите на въпрос „За какви дейности използвате компютрите?“ са обобщени на фиг. 4. Като тенденция те се доближават до нагласите на японските ученици, а именно – главно Интернет и компютърни игри и по-малко текстообработка и други специализирани форми. Специфичното при анкетираните български ученици, чe за всички дейности, посочени на фиг. 4, те много по-често използват компютри. Това до голяма степен се дължи и на прилаганите в клас от участващите в експеримента учители ИКТ.


Показаната степен на готовност на българските ученици за работа с компютри е добра стартова база за ГИС и Интернет в класната стая. Тя е благоприятна основа за учителя по география за едновременно преподаване на ГИС и с ГИС.

2. Използването на компютрите в клас
За пълноценното използване на компютрите в клас и за изясняване степента на готовност на учениците за такъв тип обучение, в анкетата са предвидени друга група въпроси. В получените отговори преобладава положителното отношение и нагласа на учениците към преподаването с използване на ИКТ (фиг. 5).

1. Да, защото могат да обяснят урока по-добре;
2. Да, защото могат да направят урока по-интересен и приятен;
3. Да, защото могат да накарат учениците да мислят, да се досещат за отговори на въпроси, да правят изследване в класа заедно с учениците, като използват компютъра и данни и карти;
4. Да, но аз не разбирам добре урока;
5. Да, но само за отделни уроци (не много);
6. Не, защото аз се разсейвам при толкова много илюстрации и пропускам най-важното от урока;
7. Не, защото се губи време докато се оперира с компютъра и ако това време се използва за устни обяснения, аз ще разбера по-добре;
8. Аз просто не харесвам този начин на преподаване;
9. Нямам мнение;
10. Други коментари по този въпрос.

(Получените резултати надвишават 100%, тъй като на този въпрос учениците могат да посочат по-вече от един отговор)
Ясно се вижда, че относителният дял на положителните отговори (от 1 до 3) е доминиращ. Много малка част от учениците не възприемат и оценяват отрицателно този начин на преподаване, като това тяхно мнение е отразено чрез отговори от 6 до 8. Общо те са 6 % от анкетираните, но като се има предвид, че са давани повече от един отговор (процентите са 205,5), това реално представлява съвсем малка част от анкетираните.

Емоционалните нагласи на учениците към използването на ГИС са изразени чрез друг въпрос от анкетата (фиг. 6).

1. Напълно спокоен;
2. Както винаги, нищо особено;
3. Малко заинтригуван;
4. Това, което учихме ме развълнува;
5. Малко неудобно, защото не можах да разбера всичко;
6. Малко неспокойно, защото имахме гости;
7. Неспокойно, защото бях разсеян;
8. Неспокойно, защото имах собствени проблеми.

Отговорите, отразени в графиката, показват, че приложението на ГИС в този урок не предизвиква напрежение в учениците при възприемане на навия материал. Голяма част от тях отговарят, че са заинтригувани и че начинът на преподаване е предизвикал техния интерес към преподаваната тематика (отговори 3 и 4). Само 16,8 % изразяват по-скоро безразличие и не намират разлика между традиционния метод на преподаване и този с приложение на ГИС (отговор 2). При този въпрос отговорите в различните паралелки са с доста големи различия. Така например отговор 3 се движи в границите между 4,00 и 37,04%, а отговор 4 между 12,00 и 47,83 %.

Красноречив факт за необходимостта от използването на компютри в клас и подходящ за целите на урока софтуер, са отговорите на други два въпроса: „Бихте ли искали да научите повече за земетресенията и вулканите в бъдеще?“ и „Бихте ли желали да се научите да работите сами с ГИС?, на които учениците отговарят по-скоро положително (фиг. 7 и 8).

1. Не, мисля че знам достатъчно за тях. Имам и други интереси;
2. Малко повече би било добре;
3. Да, но няма време, има толкова много неща да се учат;
4. Да, бих желал да науча повече за платформите, земетресенията и вулканите;
5. Да, искам много да науча повече за земетресенията и вулканите.

1. Не:
2. Може би, но аз нямам време;
3. Може би, но е много трудно;
4. Да, но сега е невъзможно, защото (моля, посочете причината);
5. Да, аз определено искам да се науча да работя с ГИС.

От диаграмата на фиг. 8 ясно се вижда, че преобладават отговорите, отразяващи желание за изучаване на ГИС (отговори от 2 до 5). Като основни причини, с които учениците аргументират отговор 4 (че сега е невъзможно изучаването на ГИС), са липсата на време, заетостта в училище, липсата на компютри, оборудвани със съответния софтуер, липсата на часове за изучаване на ГИС. Ясно е, че целта на експерименталния урок да събуди любопитство към използване на ГИС, е постигната, тъй като само 9 % от анкетираните ученици са заявили, че не проявяват допълнителен интерес към този начин на преподаване.

3. Ефективност от приложението на ГИС
Тази група въпроси в анкетата е насочена да установи доколко ефективен е бил проведеният демонстративен урок с приложение на ГИС. Основните цели на урока се свеждат до две: 1. Разбиране на същността на ГИС, и 2. Придобиване на допълнителни знания и умения за характеризиране на вулканите, земетресенията и тектонските плочи. Постигането на първата цел се осъществява в два етапа: в началото на урока, когато се обяснява накратко какво представлява програмата Arc View, и в хода на урока, когато се показват нейните възможности. Независимо от ограниченото време, с което разполагаха преподавателите за изнасянето на урока, голяма част от учениците възприеха правилно същността на ГИС. На въпроса „Разбрахте ли какво е ГИС“ 75,5 % отговориха положително, 14,4 % имат нужда от още обяснения и само 7,8 % от отговорите са отрицателни. В отделните класове се наблюдават нюанси. Най-висок е процентът (90,91) на отговарящи с „да“ в 137 СОУ, а най-нисък (60 %) – в 7 СОУ, София. Реалната оценка се разкрива чрез отговорите на въпроса „Какво според вас е ГИС?“, показани графично на фиг. 9. Предложените отговори в анкетата са верни в един или друг аспект, но едни от тях описват по-пълно истинската същност на ГИС, а други засягат само някои нейни елементи. Положителното е, че дори само след един демонстрационен урок по-голяма част от анкетираните български ученици дават най-пълните и правилни отговори (отговори 8 и 9, съответно 52,6 и 73,6 %) и разбират идеята за ГИС. За сравнение, в японското училище тези показатели са съответно по 10 %.

Друг важен акцент в проведената анкета е установяване на ефективността от усвояването на преподавания материал с приложение на ГИС. Оценката се прави на базата на отговорите от комбинация на няколко въпроса и практически задачи върху приложената контурна карта в анкетния лист. Реалните резултати, постигнати по първия поставен проблем, се виждат от отговорите на въпроса „Разбрахте ли как и защо стават земетресенията и вулканските изригвания?“ (фиг. 9) – 93 % от учениците посочват отговори 1 и 2, които могат да се обединят в една група на положителен отговор.

1. Една карта;
2. Компютърна карта;
3. Сбор от илюстрации;
4. Сбор от карти;
5. Няколко карти, таблици и илюстрации;
6. Сбор от компютърни карти, таблици и илюстрации;
7. Компютърна програма;
8. Компютърна програма за работа с географски данни;
9. Компютърна програма, с която компютърни карти, таблици и илюстрации са свързани и могат да се анализират заедно, за да се отговори на географски въпроси;
10. Компютърна програма, която чертае карти;
11. Компютърна програма за презентация на уроци по география. (в анкетата са попълвани три отговора).

Само 0,6 % от анкетираните отговарят на този въпрос отрицателно. Високият процент на отговор „да“ до голяма степен се крие и във факта, че предлаганият материал не е нов за учениците. По-скоро обезпокоителен е друг факт, че за сравнително наскоро взет учебен материал, 25,75 % от всички анкетирани ученици отговарят с отговор 2 – „да, но има още неща, които не разбирам“ (този отговор е между 16 и 36,36 % в различните паралелки, участващи в експеримента).

1. 1. Да;
2. 2. Да, но има още неща, които не разбирам;
3. 3. Не съм сигурен;
4. 4. Разбрах малко;
5. 5. Не, не разбрах

Постигането на стандарта включва визуализиране на зоните с повишена вулканична и сеизмична активност и очертаването на границите на тектонските плочи върху контурната карта, приложена в анкетата. Анализът на резултатите показва, че над 50 % от учениците се справят със задачата отлично и много добре и само 6 % не се справят (Фиг. 11)


Втората и третата хипотеза, която учениците трябва да направят в хода на урока, е да обяснят териториалното разположение на вулканите и земетресенията и да направят предположение за границите на големите тектонски плочи, като вземат предвид установените вече закономерности в разположението на земетресенията и вулканите. Въпреки доброто разбиране и обяснение на териториалното разположение на вулканите и земетресенията и взаимовръзката с тектонските плочи, твърде малка част от учениците успяват да начертаят правилно границите на тектонските плочи в района на Япония и на Балканския полуостров. Като причини за това могат да се посочат: поради ограниченото време картата на тектонските плочи и по конкретно на тези два региона, се показваха на екрана за по-кратко време в сравнение с картите на вулканите и земетресенията; времето, с което учениците разполагаха за работа с контурната карта, също е недостатъчно; демонстративният характер на урока, който не позволява на учениците сами да работят с ГИС и информацията. Тези регистрирани слабости са отстраними на следващия етап на експеримента, когато се предвижда учениците активно да бъдат включени в урока чрез пряка работа с компютрите. В края на анкета учениците имат възможността да направят оценка и свободни коментари по проведения урок. 98 % от учениците изразиха положително отношение към този начин на преподаване и го определиха като: интересен, приятен, не особено натоварващ, увлекателен, заинтригуващ, лек за поднасяне и възприемане. Тяхното желание е ГИС да се прилага по-често в обучението по география, дори дават препоръки този метод на преподаване да се прилага и в други учебни предмети. Отрицателни моменти са отразени само в четири анкети: липсата на достатъчно време предвид заложените 1,5 часа седмично в учебната програма по география, голямото разстояние между учениците и екрана.

Обобщение
Анализът на резултатите от проведената анкета във връзка с осъществения експериментален урок с приложение на ГИС позволява да се направят следните изводи:

• българските ученици са с положителна нагласа и висока степен на готовност за работа с компютри в класната стая;
• българските ученици потвърждават необходимостта и полезността от използването на ИКТ в клас;
• българските ученици бързо възприемат същността и възможностите на ГИС и оценяват положително предимствата на тази информационна система при работа в часовете по география;
• в българското училище има голям потенциал за овладяване на нужните знания, заложени в учебната програма по география и икономика, с използване на ГИС и ИКТ;
• компютърната грамотност и желанието и възможностите на българските ученици за работа с ИКТ и ГИС е на високо ниво, като по някои показатели в сравнение с техните връстници в Япония напр., е дори по-високо.

Получените резултати дават основания за по-нататъшна работа по използване на ГИС в обучението в различните степени на българското образование.
Авторите разглеждат този първи експеримент като начален етап, а внимателния анализ на резултатите от анкетата - като основа за усъвършенстване на постигнатото и развитие на нови идеи за приложението на ГИС в обучението по география.

Благодарности
Колективът на проекта благодари на българските учители по география Маргита Силянова, Нели Маринова, Елизабет Бойдева, Виктория Карънлъкова, Ася Богоева, Антон Драгоев и Наталия Петкова за техния професионализъм и всеотдайността, с която се включиха в експеримента. Тяхното мнение и оценка за подготовката и провеждането на демонстративния урок с използване на ГИС ще бъдат изложени в отделна статия. В нея ще се съдържа и анализ на резултатите от работните листи на учениците.

ЛИТЕРАТУРА

1. Михова, Д. Географски информационни системи в средното и основното образование – Възможности, реалности и проблеми Обучението по география, 2002, № 4, с.41-48.
2. 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, 2004, № 6, с. 51-55.
3. Мikhova, D., N. Sadakata, K. Misumi, Y. Yoshikawa. Експериментален урок по социални науки с използване на ГИС в младшата гимназия (Япония), Обучението по география, 2004, № 6, с. 39-50.

SUMMARY
The survey evaluates the level of computer literacy of Bulgarian pupils and their attitude to the new Information technologies (IT). It makes an attempt to find out the possibilities of using IT in class, as well as the effectiveness of a Geographic lesson with the use of GIS. The survey contains 17 questions and 167 pupils have been questioned.
The general conclusion is that the Bulgarian pupils have a positive attitude to IT technologies used in class. Even in a single demonstrational lesson they showed quick understanding of the GIS principles (73.6% correct answers) and 98% of the surveyed wish to use GIS in class. The Bulgarian survey results come very close to those obtained from an analogical survey held in Japan, where IT use in class has a longer history. This shows the great potential of Bulgarian schools for introduction of the new Information technologies and especially GIS.
This paper reports the results of a survey held in seven 9 grade classes in 5 schools in Sofia, one in Lovech and one in Blagoevgrad. The survey reflects the results from an experimental Geography lesson (demonstrational version) with the use of GIS (Geographic Information System). This project has been supported by the Bulgarian Ministry of Education aiming at experimental introduction of GIS and Internet in Bulgarian schools.

Бел. Ред. През първата половина на м. септември 2005 г. научният колектив на проекта „Експериментално въвеждане на съвременни информационни технологии (ГИС и интернет) в обучението по география и икономика в средното училище в България“ ще направи в София публично представяне на проекта и на експерименталния урок „Живата Земя“ с използване на ГИС. Мястото, датата и часът на представянето ще бъдат оповестени в сайта на сп. „Обучението по география“.

---

1 Научно-изследователски 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 Ф „НИ” - МОН.