Цифровые карты и ГИС: поиск, анализ и проверка географических данных
Цели и задачи
- Цель урока: к концу занятия ученики смогут объяснить назначение цифровых карт и ГИС, подобрать тематические слои для заданной географической задачи, выстроить порядок анализа территории и сравнить обеспеченность двух районов школами по числу жителей на одну школу.
- Образовательная задача: раскрыть роль цифровой карты, поиска объектов, тематических слоёв и основных компонентов ГИС на примерах заданий рабочего листа.
- Развивающая задача: формировать умение классифицировать источники данных, упорядочивать действия анализа и обосновывать выводы на основе числовых и картографических сведений.
- Развивающая задача: развивать критическую оценку цифровых данных с учётом даты обновления, точности и возможности сопоставления нескольких тематических слоёв.
- Воспитательная задача: формировать ответственное отношение к использованию географической информации и уважение к обоснованным мнениям одноклассников.
Планируемые результаты
Личностные
- Ученик проявляет интерес к использованию цифровых карт для решения повседневных и учебных географических задач.
- Осознаёт, что географический вывод зависит от качества, даты и полноты использованных данных.
- Выбирает и объясняет подходящий способ поиска географической информации.
- Проявляет ответственность при использовании сведений о территориях и населённых пунктах.
- Принимает аргументированное мнение одноклассника и корректно уточняет собственную позицию.
Метапредметные
- Ученик извлекает сведения из условных обозначений, тематических слоёв и текстового описания цифровой карты.
- Классифицирует источники географических данных на дистанционные и собранные непосредственно на местности.
- Составляет последовательность действий для анализа обеспеченности районов школами.
- Вычисляет показатель «число жителей на одну школу» и использует его для сравнения двух территорий.
- Проверяет обоснованность вывода, учитывая дату обновления данных и ограничения отображения карты.
Предметные
- Ученик объясняет, что цифровая карта позволяет менять масштаб, просматривать разные участки и искать объекты.
- Различает тематические слои и подбирает слои дорог, водных объектов и населённых пунктов для конкретной задачи.
- Соотносит данные, программные средства, оборудование и специалистов с их ролью в ГИС.
- Приводит примеры сведений об объекте, которые можно хранить в ГИС, и способов их представления.
- Оценивает надёжность картографических сведений и формулирует вывод о сравнительной обеспеченности районов школами.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Ученик соотносит изучение цифровых карт с личными задачами: поиском маршрута, объектов и сведений о территории.
- Определяет, зачем ему важно уметь проверять дату и точность географических данных.
- Проявляет самостоятельность при выборе способа решения задания.
- Осознаёт значимость достоверных географических сведений для принятия решений.
- Оценивает собственный вклад в парное обсуждение и общую работу класса.
Регулятивные УУД
- Ученик формулирует цель работы с цифровой картой и планирует поиск нужных сведений.
- Располагает этапы анализа территории в логической последовательности.
- Сверяет вычисление жителей на одну школу с образцом и исправляет ошибку.
- Контролирует выполнение задания по критериям: верный слой, точное вычисление, обоснованный вывод.
- Оценивает, какие действия уже выполняет самостоятельно, а где требуется уточнение.
Познавательные УУД
- Ученик извлекает и группирует сведения о возможностях цифровых карт и компонентах ГИС.
- Сравнивает дистанционные данные с данными, собранными непосредственно на местности.
- Моделирует работу с картой как последовательность выбора задачи, слоёв, данных и способа анализа.
- Использует деление общего числа жителей на число школ для получения сравнительного показателя.
- Анализирует ограничения карты и отличает отсутствие объекта на изображении от доказательства его отсутствия на местности.
Коммуникативные УУД
- Ученик формулирует уточняющие вопросы о назначении карты, слоя и источника данных.
- Объясняет партнёру, почему для заданного вопроса выбран определённый тематический слой.
- Аргументирует вывод при сравнении районов, опираясь на расчёт, а не только на число школ.
- Распределяет роли при парной проверке: решающий объясняет ход действий, проверяющий сверяет вычисление и аргументы.
- Уважительно обсуждает расхождения и предлагает проверить данные или расчёт.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить рабочий лист с заданиями о цифровой карте, поиске объектов, слоях, компонентах ГИС, источниках данных, анализе районов и надёжности сведений — по одному экземпляру на ученика.
- Подготовить презентацию или крупное изображение условной цифровой карты с поисковой строкой, элементами изменения масштаба и переключателями слоёв.
- Если доступен интернет, заранее открыть цифровую карту; проверить работу поиска, изменения масштаба и включения слоёв. Подготовить офлайн-скриншоты на случай отсутствия сети.
- Подготовить карточки для парной работы: «дороги», «реки и озёра», «названия населённых пунктов», «спутниковые снимки», «полевые наблюдения», «опрос жителей».
- Вывести на доску или слайд памятку: «задача → нужные слои → источник и дата данных → сравнение → вывод» и формулу: «жители на одну школу = число жителей ÷ число школ».
- Подготовить для разбора задачи карточку с данными: район А — 12 000 жителей и 6 школ; район Б — 20 000 жителей и 8 школ.
- Приготовить маркеры или магнитные подписи для группировки источников данных и фиксации правильных ответов.
- Проверить наличие проектора или интерактивной доски и ноутбука; при работе учащихся с устройствами подготовить одно устройство на пару либо предусмотреть работу по распечатанным изображениям.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить учеников в работу через практическую ситуацию и актуализировать интерес к цифровым картам.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: «Здравствуйте, ребята. Сегодня нам предстоит не просто поговорить о картах, а выяснить, как с их помощью решать реальные задачи. Приготовьте рабочий лист и ручку. Посмотрите на экран: перед вами карта, на которой нужно найти город, проложить путь и понять, достаточно ли школ в двух районах». | Готовят лист и ручку, рассматривают изображение; предполагают, что для поиска города понадобится поисковая строка или названия объектов. |
2 мин | Учитель показывает карту с несколькими переключателями слоёв и задаёт проблемный вопрос: «Представьте, что вы планируете поездку между двумя городами. Как быстро найти путь и одновременно увидеть реки, дороги и названия населённых пунктов? Можно ли получить всё необходимое, если карта показывает только один вид сведений? Подумайте самостоятельно полминуты, затем обсудите ответ с соседом». | Обдумывают вопрос 30 секунд, обсуждают в паре 1 минуту; предлагают варианты: «включить дороги», «найти город через поиск», «добавить слой рек». |
1 мин | Учитель фиксирует две-три идеи: «Я записываю ваши способы: поиск объекта, выбор слоёв, проверка сведений. Сегодня проверим, как эти действия работают и что нужно учитывать, чтобы не сделать поспешный вывод». | Сверяют свои предложения с записью на доске, формулируют ожидание: научиться выбирать данные и оценивать их надёжность. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что одной карты недостаточно описать все задачи одинаково. Сейчас вспомним, как читать карту и какие сведения помогают находить нужные объекты».
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (6 мин)
Цель этапа: опереться на знакомые элементы карты и обнаружить, какие новые действия нужны при работе с цифровыми ресурсами и ГИС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает бумажную карту или её изображение: «Назовите, что помогает читать обычную карту. Где мы смотрим условные знаки? Что показывает масштаб? Как находим нужный населённый пункт? Вспомните, что остаётся неизменным, если перед нами бумажная карта». | Отвечают: «легенда», «масштаб», «подписи и условные знаки»; замечают, что бумажную карту нельзя приблизить кнопкой или быстро переключить на другой тематический вид. |
2 мин | Учитель предлагает выполнить задание на выбор из двух коротких действий: «На рабочем листе найдите задание о возможностях цифровой карты и задание о поиске города. Сначала отметьте, какое утверждение о цифровой карте верно. Затем запишите или проговорите действие, которое поможет быстрее всего найти город». | Индивидуально отмечают, что цифровая карта позволяет менять масштаб и просматривать разные участки; указывают поиск по названию города или поисковой строке. |
2 мин | Учитель задаёт вопросы для фиксации затруднения: «Почему нельзя утверждать, что цифровая карта всегда показывает только один участок? Если мы нашли город, означает ли это, что уже знаем, где проходят дороги и где находятся водоёмы? Чего нам не хватает для разных вопросов?» | Отвечают: «можно менять масштаб», «нужны разные виды сведений», «нужно включить подходящие слои»; формулируют затруднение: не всегда понятно, какие данные и слои выбирать. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили масштаб, условные знаки и поиск, но обнаружили новую задачу: нужно подбирать сведения под вопрос. Давайте сформулируем цель и план нашего исследования».
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно наметить алгоритм работы с цифровой картой и географическими данными.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране три задачи: «Найти автомобильный путь между городами; увидеть реки и озёра; сравнить обеспеченность двух районов школами. Как думаете, получится ли ответить на все вопросы одним и тем же набором сведений? Что следует сделать сначала?» | Обсуждают варианты; предполагают, что задачи требуют разных слоёв и сначала нужно определить, какие сведения нужны. |
2 мин | Учитель организует приём «Снежный ком»: «Каждый назовите соседу одно действие, необходимое для решения задачи. Объедините идеи и предложите классу общий порядок. Я запишу ваши шаги на доске, а в конце урока проверим, всё ли учли». | Сначала каждый называет действие, затем пары объединяют идеи; предлагают последовательность: определить вопрос, выбрать слои, найти и проверить данные, сравнить, сделать вывод. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Наша цель — научиться подбирать слои и источники под географический вопрос и обосновывать вывод. Теперь проверим на примерах, что такое слой и из чего складывается работа ГИС».
Этап 4. Открытие нового знания: слои и компоненты ГИС (10 мин)
Цель этапа: раскрыть назначение тематических слоёв и определить, как данные, программы, оборудование и специалисты участвуют в работе ГИС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует условную карту и по очереди включает подписи населённых пунктов, дороги и гидрографию: «Посмотрите, основа карты остаётся, а поверх неё появляются разные сведения. Такой набор тематической информации называют слоем. Слой дорог помогает увидеть транспортные пути, слой водных объектов — реки и озёра, слой подписей — названия. Обязательно ли при включении одного слоя должны исчезнуть остальные? Почему?» | Наблюдают за переключением слоёв; отвечают: «нет, слои могут отображаться вместе или настраиваться», «каждый слой показывает свой вид информации». |
3 мин | Учитель раздаёт парам карточки с названиями слоёв и задач: «Подберите пару к каждой задаче. Чтобы увидеть автомобильный путь, выберите дороги; чтобы найти реки и озёра — водные объекты; чтобы прочитать названия — слой населённых пунктов или подписи. Обсудите выбор и объясните его одним предложением». | В парах соотносят: автомобильный маршрут — слой дорог; реки и озёра — слой водных объектов; названия — слой подписей населённых пунктов. Объясняют выбор партнёру. |
2 мин | Учитель обращается к заданию о компонентах ГИС: «Геоинформационная система — не только изображение карты. В ней нужны географические данные, программные средства для хранения и анализа, оборудование для работы и люди, которые собирают и интерпретируют сведения. Соотнесите эти понятия с их ролью; если не уверены, задайте вопрос партнёру». | Заполняют соответствия в рабочем листе: данные содержат сведения об объектах; программы помогают хранить, отображать и анализировать их; оборудование обеспечивает ввод и обработку; специалисты собирают, проверяют и используют данные. |
2 мин | Учитель предлагает мини-модель: «Представьте школу, которая хочет понять, где живут её ученики и как они добираются. Какие сведения можно хранить об объекте? Это может быть точка на карте, название, числовая характеристика или описание. Какие сведения вы бы добавили и в каком виде их представили?» | Предлагают примеры: местоположение школы — точка; название и адрес — текст; число учеников — число; маршруты подхода — линии. Фиксируют, что ГИС связывает объект на карте с его атрибутами. |
Запись в тетрадях
- Цифровая карта позволяет изменять масштаб, просматривать разные участки и искать объекты.
- Тематический слой отображает определённый вид географической информации: дороги, водные объекты, населённые пункты и другие сведения.
- ГИС объединяет географические данные, программные средства, оборудование и работу специалистов.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы выяснили, что слой выбирают под вопрос, а ГИС объединяет данные и средства их анализа. Теперь применим это к источникам информации и порядку исследования территории».
Этап 5. Источники данных и алгоритм анализа территории (7 мин)
Цель этапа: научиться различать способы получения географических данных и выстроить порядок сравнения районов с помощью ГИС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель размещает карточки «спутниковый снимок», «аэрофотосъёмка», «полевое наблюдение», «измерение на местности», «опрос жителей»: «Разделите источники на две группы. Какие сведения получают дистанционно, не находясь непосредственно у объекта? Какие собирают прямо на местности? Не ориентируйтесь только на название: объясните, как именно получены данные». | Распределяют карточки: снимки и аэрофотосъёмка — дистанционные данные; полевое наблюдение, измерение и опрос — собранные непосредственно на местности. Обосновывают классификацию. |
2 мин | Учитель выводит задачу: «Нужно сравнить обеспеченность двух районов школами. Расположите действия в разумном порядке: выбрать нужные сведения и слои; определить границы районов; получить число жителей и школ; вычислить показатель; сопоставить результаты и сформулировать вывод. Почему нельзя начинать с вывода?» | В парах нумеруют шаги и объясняют последовательность: определить районы и вопрос, подобрать данные и слои, получить значения, рассчитать показатель, сравнить и сделать вывод. |
2 мин | Учитель уточняет ограничения: «Если карта показывает слой школ, но не показывает один объект, можно ли сразу заявить, что школы там нет? Какие ещё причины возможны? Что стоит проверить перед выводом?» | Отвечают: «слой может быть неполным», «данные могли устареть», «объект могли не нанести»; предлагают проверить дату обновления и сопоставить сведения с другим слоем или источником. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы научились различать способы получения сведений и составили порядок анализа. Сейчас используем этот порядок и сами вычислим показатель для двух районов».
Этап 6. Практическая работа и первичное закрепление (8 мин)
Цель этапа: применить алгоритм анализа и вычислить число жителей на одну школу в каждом районе.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель записывает условие на доске: «В районе А живут 12 000 человек и работают 6 школ. В районе Б живут 20 000 человек и работают 8 школ. Вычислите число жителей на одну школу в каждом районе и выберите, где обеспеченность школами выше». Учитель напоминает: «Сначала делим число жителей на число школ. Меньшее число жителей на одну школу означает более высокую обеспеченность при прочих равных». | Записывают условие и формулу «жители на одну школу = число жителей ÷ число школ». |
4 мин | Учитель организует самостоятельное решение: «Решите задачу в рабочем листе. Запишите оба вычисления и только после этого выберите вывод. Проверяйте, что делите жителей на школы, а не школы на жителей. Если готовы раньше, объясните соседу, почему меньший показатель означает более высокую обеспеченность». | Вычисляют: район А — 12 000 ÷ 6; район Б — 20 000 ÷ 8. Записывают результаты 2 000 и 2 500 жителей на школу; делают вывод, что обеспеченность выше в районе А. |
3 мин | Учитель открывает эталон и просит пары провести взаимопроверку: «Сверьте не только итог, но и направление деления. Если ответ отличается, найдите шаг, на котором появилась ошибка. Затем оцените вывод: подтверждается ли он расчётами? Обсудим, какие дополнительные сведения могли бы сделать сравнение точнее». | Сверяют расчёты, исправляют возможную ошибку, объясняют: «в районе А на одну школу приходится на 500 жителей меньше»; называют возможные дополнительные данные — вместимость школ, возрастной состав населения, доступность по расстоянию. |
Эталон решения
Район А: 12 000 ÷ 6 = 2 000 жителей на одну школу. Район Б: 20 000 ÷ 8 = 2 500 жителей на одну школу. Поскольку в районе А на одну школу приходится меньше жителей, по данному показателю обеспеченность школами выше в районе А. Это сравнение не учитывает вместимость школ, распределение жителей и расстояние до школ, поэтому вывод ограничен заданными данными.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы получили обоснованный ответ и увидели, что даже верный расчёт не описывает всю ситуацию целиком. Осталось оценить надёжность цифровых сведений и проверить, чему каждый научился».
Этап 7. Проверка надёжности, рефлексия и домашнее задание (6 мин)
Цель этапа: закрепить критическое отношение к картографическим данным, оценить достижение цели урока и объяснить домашнюю работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает задания о надёжности данных: «Оцените три утверждения. Первое: перед использованием полезно проверить дату обновления. Второе: любая цифровая карта всегда содержит самые новые и полностью точные данные. Третье: для вывода можно сопоставить несколько тематических слоёв. Отметьте верные и неверные утверждения и объясните выбор». | Отмечают первое и третье утверждения как верные, второе — как неверное; поясняют, что данные могут иметь разную дату, точность и полноту. |
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор» и «Билет на выход»: «Покажите цвет: зелёный — могу подобрать слой и объяснить выбор; жёлтый — нужна ещё практика; красный — пока затрудняюсь. На листке завершите фразу: “Чтобы сравнить территории с помощью ГИС, я сначала…, а перед выводом проверю…”». | Показывают карточку или обозначают цвет пальцами; индивидуально записывают два шага алгоритма и сдают учителю билет на выход. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: «Выберите базовый уровень как обязательный; желающие могут добавить повышенный или продвинутый. Для всех вариантов используйте один знакомый населённый пункт или район и опишите, какие сведения нужны для ответа на выбранный вопрос. Не делайте категоричных выводов только по отсутствию объекта на карте». | Записывают выбранный уровень и уточняют, что именно нужно представить: слои, источники, вычисление или оценку надёжности. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены задания о возможностях цифровой карты и поиске объекта, правильно определены слои и компоненты ГИС, источники данных распределены без ошибок, порядок анализа логичен, оба расчёта выполнены верно и вывод обоснован.
- «4» — основная логика заданий верна, расчёты и итоговый вывод правильные, но допущена одна неточность в подборе слоя, классификации источника или объяснении надёжности данных.
- «3» — ученик с опорой на памятку подбирает хотя бы два подходящих слоя, правильно вычисляет показатель для одного района и формулирует вывод с помощью учителя или партнёра.
- При взаимопроверке учитываются не только выбранные ответы, но и пояснение, почему выбран данный слой, источник или способ расчёта.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой слой вы выберете, чтобы увидеть автомобильные дороги, реки и названия населённых пунктов? | Проверка понимания назначения тематических слоёв и умения соотнести слой с задачей. |
Какой показатель мы вычисляли при сравнении районов и почему меньший показатель означает более высокую обеспеченность? | Выявление понимания расчёта и интерпретации числа жителей на одну школу. |
Что вы проверите, прежде чем использовать сведения цифровой карты для вывода? | Оценка сформированности критического отношения к дате, точности и полноте данных. |
Какой шаг работы с ГИС пока вызывает у вас затруднение? | Получение обратной связи для планирования повторения и адресной поддержки. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы выяснили, что цифровая карта помогает менять масштаб, находить объекты и включать тематические слои, а ГИС позволяет связывать карту с данными и анализировать их. Мы сравнили районы не по общему числу школ, а по числу жителей на одну школу, и обосновали вывод расчётом. Помните о типичной ошибке: отсутствие объекта на карте не доказывает, что его нет на местности; важно проверить обновление и полноту данных. На следующем уроке продолжим применять географические данные для решения задач о территориях."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Для одного выбранного населённого пункта или района составить краткий план поиска трёх сведений: ближайшие дороги, водные объекты и названия населённых пунктов. Для каждого сведения указать подходящий слой и записать один способ проверки даты или источника данных. | Закрепляет подбор тематических слоёв и привычку проверять актуальность сведений; при проверке обратить внимание на соответствие слоя задаче. |
Средний (повышающий) | Составить таблицу из двух районов: указать условные данные о населении и числе школ, вычислить число жителей на одну школу и сформулировать сравнительный вывод. Добавить, какие ещё сведения нужны, чтобы оценка была полнее. | Закрепляет вычисление показателя и аргументацию; проверить деление, единицы смысла и оговорку об ограничениях вывода. |
Продвинутый (дополнительный) | Для выбранного вопроса о территории разработать мини-план анализа в ГИС: сформулировать вопрос, указать не менее трёх нужных слоёв или видов сведений, назвать возможный дистанционный и полевой источник, описать проверку качества и ожидаемый вывод. | Развивает планирование исследования и критическую оценку данных; проверить, что каждый слой и источник связан с вопросом, а вывод не выходит за пределы имеющихся сведений. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какой слой нужен для поиска автомобильного пути? Как вычислить число жителей на одну школу? Почему дату обновления карты следует проверять? Можно ли считать отсутствие объекта на карте доказательством его отсутствия на местности?»
