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  Home > Praxis > Beispiele > Verbesserung der Studien über die lokale Wasserqualität mit geographischen Informationssystemen  

Verbesserung der Studien über die lokale Wasserqualität mit geographischen Informationssystemen

Tino Johansson aus der Geographieabteilung der Universität Helsinkis in Finnland ist Projektmanager des GISAS Projektes (Geographical Information Systems Applications for Schools – geographische Informationssystemanwendungen für Schulen). Er erklärt kurz die Ziele, Aktivitäten und Resultate des Projektes, das zahlreiche europäische Schulen umfasst.

GISAS sieht vor, geographische Informationssysteme (GIS) in mehreren Schulen der unteren und oberen Sekundarstufe in acht europäischen Ländern einzuführen.

In den Partnerschulen wird GIS als Hilfsmittel für die Verbesserung der Studien über die lokale Wasserqualität der Flüsse gebraucht. Die Resultate der biologischen und chemischen Wasserqualitätsanalysen werden in eine GIS-Datenbank eingegeben, wo diese Ergebnisse zu Untersuchungszwecken mit verschiedenen Umweltdaten verglichen werden können. Die Standorte der Wasserqualitätsproben werden in geographische Koordinatensysteme eingegeben, die mit Empfangsgeräten eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) ausgerüstet sind. Diese Standorte können dadurch auf einer Kartenplattform sichtbar gemacht werden, zusammen mit anderen durch Koordinaten lokalisierten Umweltdaten.

Die Wasserqualität ist nur eines der Themen, die dank der GIS in Schulen untersucht werden können. Die Wasserqualität kann im Geographieunterricht untersucht werden und bietet gleichzeitig zahlreiche Möglichkeiten für den Umweltunterricht. Das Projekt begann damit, die Anwendung der GIS mit einem den Schulen bereits vertrauten Thema zu verbinden. Die Schulen erweiterten später die Anwendung der GIS auf die Untersuchung des Verkehrs, der Vegetation, städtischer Strukturen, historischer Standorte oder anderer menschlicher oder natürlicher Phänomene auf lokaler und globaler Ebene.
 
Ziele
Die Ziele des Projektes mit den Schulen sind die folgenden:
- die Einführung der GIS in europäische Schulen der unteren und oberen Sekundarstufe;
- die Erschaffung eines Modells über die Einbeziehung der GIS in den Geographie- und Umweltunterricht auf diesen Bildungsebenen;
- die Anwendung der GIS als Hilfsmittel zur Verbesserung der Studien über die lokale Wasserqualität in Europa;
- die Organisation virtueller Lehrgänge am Arbeitsplatz über die GIS für die LehrerInnen der Partnerschulen;
- die Erschaffung von pädagogischem Material, Übungen und einer webbasierten Lernumgebung für LehrerInnen und ihre SchülerInnen;
- der Test und die Entwicklung der Resultate in konkreten Klassensituationen mit der Hilfe der LehrerInnen der Partnerschulen;
- Untersuchungen anstellen über die Art und Weise, wie GIS in der unteren und oberen Sekundarstufe angewandt werden;
- die Entwicklung und Unterstützung einer internationalen Zusammenarbeit zwischen LehrerInnen und SchülerInnen in einer webbasierten Lernumgebung.


Aktivitäten
Die Partnerschulen benutzen die ArcView 8.3 GIS Software zur Erstellung, Veranschaulichung und Analyse der gesammelten Daten über die lokale Wasserqualität. Sie analysieren die Wasserqualität in den lokalen Flüssen zweimal im Jahr mit der biologischen Analysemethode des Biotischen Indexes für die Sekundarstufe (BISEL) und mit Werkzeugkasten für die chemische Wasseranalyse. Jeder Standort einer Wasseranalyse wird mit den GPS-Empfangsgeräten festgelegt und dank der GIS Software auf den Grundkarten sichtbar gemacht. Die Resultate der Wasseranalysen werden in die Attributdatenbanken eingegeben, in denen jede Reihe ein Objekt der Karte darstellt, nämlich die Standorte der Wasseranalysen, die als Punkte auf der Karte erscheinen. Die Attributdatenbanken enthalten Kolonnen, in denen die Analysenwerte eingegeben werden. Die SchülerInnen können neue Kolonnen und Reihen hinzufügen, falls sich die Zahl der Standorte erhöht oder neue Werte analysiert werden.


 Herr György Borián erklärt den SchülerInnen in Barcs, Ungarn die Funktionen der ArcView 8.3. Software (Foto: Zoltán Palotai 2005).


Die meisten Partnerschulen haben bei der Analyse der Wasserqualität Schwankungen an verschiedenen Analysestandorten festgestellt. Die nächste Frage des auf der Untersuchung basierten Unterrichts ist, wieso es Unterschiede zwischen den verschiedenen Analysestandorten am gleichen Fluss gibt. Die SchülerInnen arbeiten in kleinen Gruppen zusammen und fangen an, die Funktionen der GIS Software einzusetzen, um die Antwort zu finden. Sie sammeln weitere Umweltdaten aus der lokalen Umgebung und laden diese auf einer getrennten Ebene in die GIS Datenbank hoch. Sie erstellen Datenbanken über die Landbenutzung, den Lebensraum für Wildtiere, Schmutzstoffe, den Boden und so weiter. Anschließend vergleichen sie zwei oder mehrere Schichten und benutzen die Buffer Tools um herauszufinden, welche Faktoren sich in einem bestimmten Radius von den Analysenstandorten befinden. Sie können die Untersuchung dadurch fortsetzen, dass sie die wichtigen Faktoren sichtbar und die unbedeutenden Umweltfaktoren unsichtbar machen. Als Resultat können sie den Standort und die Eigenschaften der wichtigen Faktoren einsehen und darüber diskutieren, welche den größten Einfluss auf die Wasserqualität an diesem Ort hat. Am Ende können die SchülerInnen mit der GIS Software eine thematische Karte entwerfen, um ihre Ergebnisse für die ganze Klasse zu dokumentieren.

Lehrgänge am Arbeitsplatz für die LehrerInnen
Zu Beginn bot das GISAS Projekt Lehrgänge am Arbeitsplatz für LehrerInnen an. Die LehrerInnen der Partnerschulen erhielten während der Projektversammlungen eine praktische Ausbildung über die GIS Software und führten mit der BSCW-Groupware monatliche eLearning Aufgaben durch. Die eLearning Aufgaben waren auf die illustrierten Benutzerhandbücher aufgebaut, die den LehrerInnen Schritt für Schritt die Aktivitäten erklärten. Jede eLearning Aufgabe ergab eine neue Datenbank für das Projekt, die zur Durchsicht an den Projektmanager geschickt wurde. Die LehrerInnen lernten die Anwendung der GIS Software dank dieser Übungen kennen und erhielten Handbücher, die sie benutzen können, um die gleichen Übungen im Unterricht mit ihren SchülerInnen durchzuführen.

Der interaktive webbasierte Atlas
Die lokalen GIS Datenbanken über die Beobachtungen und Analysen der Schüler werden acht Kartenebenen enthalten. Diese Datenbanken werden mit der GIS Software in Schulen sichtbar gemacht und stehen allen Partnern in einem interaktiven webbasierten Atlas in einem Webbrowser zur Verfügung. Der webbasierte Atlas ermöglicht es den Partnern, ihre Daten mit anderen Schulen zu teilen und bietet Material aus acht Ländern für den auf die Untersuchung basierten Unterricht. Die Lernaktivitäten im webbasierten Atlas konzentrieren sich nicht nur auf den Geographie- und Umweltunterricht, sondern auch auf andere Inhalte wie z.B. die digitale Photographie und Texte. Diese, in Verbindung mit den Kartenobjekten, ermöglichen es auch, andere Kulturen und Sprachen kennen zu lernen.

Über GIS
GIS sind moderne Hilfsmittel zur Erstellung, Leitung, Analyse und Veranschaulichung räumlicher Informationen aller Art. Die Software des Systems verbindet die tabellenähnlichen Attributdatenbanken mit einer digitalen Karte. Der Benutzer kann die Sichtbarkeit und den Umfang jeder Kartenebene auf der Plattform sowie den optischen Stil (Symbole, Farben und Größen) der Kartenobjekte jeder Ebene selbst bestimmen. Die Möglichkeit, an jedes Kartenobjekt Attributdaten anzuhängen, ermöglicht es dem Benutzer, Suchanfragen auf Basis des Standortes oder der Attribute dieser räumlich angelegten Objekte durchzuführen. Die Suchanfragen können Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen gewissen Kartenelementen enthüllen und ein Hilfsmittel für den auf die Untersuchung basierten Unterricht darstellen.

 

Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die GISAS Website: http://www.edu.fi/gisas

Sie können auch zusätzliche Informationen über GISAS und andere Projekte zum wissenschaftlichen Unterricht in der EU auf dem Xplora Portal finden: http://www.xplora.org/ww/en/pub/xplora/eu_projects_new.htm

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