Мидоренко Д.А., ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет», Методический центр компьютеризации учебного процесса, e-mail: midorenko@tversu.ru, web: http://geoportal.tversu.ru
Integration of ArcGIS Online services into an educational GIS Course in Tver University
В статье рассказывается об опыте внедрения облачной инфраструктуры ArcGIS Online в учебную программу курса подготовки бакалавров естественнонаучного направленияТверского государственного университета. Дано описание авторской методики преподавания и разработанных упражнений, приведены примеры выполненных заданий.
В современном мире образовательные учреждения любого уровня уже не могут эффективно функционировать без информационных технологий. И всё чаще образовательные услуги предоставляются через Интернет или корпоративную сеть.
Такой подход хорошо укладывается в концепцию дистанционного обучения, связанную с разработкой моделей смешанного обучения (blended learning), подразумевающих «смесь» традиционных классических и дистанционных образовательных технологий, в том числе и с применением облачных вычислений.
«Облако» является по своей сути большой группой соединенных по сети серверов и персональных компьютеров и служащих для решения каких-либо задач. «На выходе» облачные технологии можно представить как некоторый набор моделей обслуживания клиентов или сервисов (облачных сервисов), доступных через web-браузер или при помощи специального интерфейса прикладного программирования (API).
На сегодняшний день для образовательных целей наибольший интерес представляет категория облачных вычислений, называемая «программное обеспечение как услуга» – возможность пользоваться программными продуктами как услугой и делать это удаленно.
Федеральные государственные образовательные стандарты 3-го поколения предполагают сокращение аудиторных часов и увеличение часов, отводимых на самостоятельную работу бакалавров и магистров (домашние задания, курсовые работы, рефераты и др.). В методических рекомендациях на это предлагается отводить до 50% учебной нагрузки.
Таким образом, при использовании программного обеспечения в учебных целях требуется комплексное решение, совмещающее offline и online режимы обучения, позволяющее осуществлять администрирование пользовательских геоданных и имеющее элементы системы управления обучением (LearningManagementSystem). И роль облачных вычислений здесь будет только возрастать.
В этой связи, одним из наиболее перспективных вариантов в области геоинформационного образования является использование связки настольных продуктов ArcGIS for Desktop и облачного ресурса ArcGIS Online.
В 2012–2013 учебном году в Тверском государственном университете была предпринята попытка адаптации облачной инфраструктуры ArcGIS Online в учебный курс «Географические информационные системы», читаемый для бакалавров направления «Экология и природопользование».
Тверской госуниверситет является участником специальной программы компании Esri по поддержке ВУЗов практически с момента её появления в России. В настоящее время для аудиторной работы используется учебная лицензия ArcGIS for Desktop версии 9.3, развёрнутая в двух компьютерных классах факультета географии и геоэкологии ТвГУ.
Процесс адаптации ArcGIS Online в учебный процесс потребовал решения ряда дополнительных задач:
- обеспечения технологической и учебно-методической базы для внедрения элементов облачных вычислений в учебный процесс;
- разработки и внедрения методики преподавания облачных вычислений в рамках учебного курса;
- разработки web-карт и картографических web-приложений учебного назначения.
Для организации учебного процесса были созданы Public accounts студентов 3 курса направления подготовки бакалавров «Экология и природопользование» Тверского государственного университета.
Для взаимодействия зарегистрированных пользователей (преподавателя и бакалавров) и упорядочения образовательных элементов (web-карт и картографических web-приложений) в среде ArcGIS Online была образована официальная группа «34 группа «Экология и природопользование». Общий статус группы обеспечил эффективный контроль со стороны преподавателя в процессе внеаудиторной работы бакалавров (рис. 1).
Рис. 1. Схема взаимодействия преподавателя и бакалавров в среде ArcGIS Online.
В учебную и рабочую программы курса был внесён ряд изменений, затронувший как теоретическую, так и практическую составляющие; добавлены упражнения для аудиторной и самостоятельной работы. Вот краткое описание предлагаемых упражнений.
Упражнение 1. Знакомство с интерфейсом облачного сервиса. Регистрация в системе. Обзор личной страницы пользователя Мои ресурсы.
Создание карты в режиме online. Основные элементы интерфейса вьюера карт ArcGIS.com. Вкладки меню Детали. Выбор базовой карты.
Добавление слоя из файла (сжатый shp-файл). Меню слоя. Переименование слоя. Настройка прозрачности слоя. Настройка и свойства всплывающих окон. Настройка атрибутов: изменение псевдонимов полей. Мультимедиа во всплывающем окне: добавление диаграмм и гистограмм.
Изменение символов. Градуированные цвета (метод картограмм). Применение встроенных схем классификации.
Сохранение web-карты. Просмотр информации об элементе. Добавление итоговой информации и описания.
Упражнение 2. Создание карты в режиме online. Добавление слоя из файла (текстовый файл CSV). Настройка атрибутов: форматирование поля, содержащего дату. Мультимедиа во всплывающем окне: добавление изображения.
Создание карты в режиме online. Добавление примечаний к карте (редактируемый слой). Создание новых пространственных объектов. Редактирование геометрии пространственных объектов. Добавление и редактирование атрибутов. Изменение и настройка символов.
Упражнение 3. Организация общего доступа к элементам. Ссылка на web-карту в социальных сетях. Встраивание web-карты. Создание картографических web-приложений по шаблонам. Просмотр и публикация.
Понятие группы. Присоединение к группе. Приглашение пользователей. Добавление элементов в группу. Поиск элементов и групп. Галерея ресурсов. Структурирование элементов группы.
В качестве исходных геопространственных данных на территорию Тверской области в упражнениях использовались:
- открытая база данных показателей муниципальных образований Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации;
- данные некоммерческого web-картографического ресурса OpenStreetMap;
- авторские разработки сотрудников Тверского государственного университета.
Разработка картографических web-приложений учебного назначения базируется на использовании готовых шаблонов.
Шаблоны представляют собой удобный способ публикации web-карт без необходимости написания исходного кода, объединяя геоданные с web-приложениями, а также обеспечивая мультимедийные и интерактивные функции.
Шаблоны картографического ресурса Storytelling with maps компанииEsri, такие как StorytellingMapTourTemplate и StorytellingShortlistTemplate, использовались бакалаврами в качестве основы для курсового проектирования по геоинформатике (рис. 2).
Рис. 2. Пример бакалаврской работы, выполненной на основе готового шаблона Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.(http://geoportal.tversu.ru/Atlas/hatlon/index.html).
Параллельно преподавателями ведётся разработка интерактивных учебно-методических материалов для других географических дисциплин ВУЗа (Геоморфология, География Тверской области, Туризм) и школьных курсов географии и краеведения (рис. 3).
Рис. 3. Примеры учебно-методических web-приложений, разработанных с использованием облачной инфраструктуры ArcGIS Online.
В качестве основных недостатков облачного сервиса, выявленных в процессе его адаптации в учебный курс можно назвать:
- Отсутствие в Public accountбазовой функции всех облачных решений (и просто незаменимой в образовании) –возможности совместного редактирования web-карт в режиме online.
- Кроме того, в процессе создания тематических карт методом картограмм отсутствует функция задания пользовательских значений границ интервалов, что затрудняет внедрение общепринятых схем классификации (например, при составлении карт людности).
- Не достаточные пока возможности редактирования в результате добавления примечаний к карте (поузловое редактирование пространственных объектов; отсутствие функций объединения/разъединения объектов, создания/удаления колец и др.).
В целом, облачная инфраструктура ArcGIS Online зарекомендовала себя как простой для изучения, интуитивно понятный и удобный ресурс.
В наших планах на следующий учебный год предусмотрено тестирование доступа на уровне Subscription (подписки), а также расширение практической базы курса за счёт добавления новых упражнений и дальнейшая интеграция ArcGIS Online в курсовое и дипломное проектирование.
Рис. 4. Образовательный геопортал Тверского госуниверситета предоставляет свободный on-line доступ к разноплановым учебным, научным и справочным пространственным данным по территории Тверской области на основе геоданных и геосервисов. В 2011 году на Конгрессе-выставке «Global Education – Образование без границ» этот проект был награждён Дипломом Лауреата.
Использованные материалы
- Риз, Дж. Облачные вычисления. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 288 с.
- Склейтер, Ник.Облачные вычисления в образовании. Аналитическая записка института по информационным технологиям в образовании ЮНЕСКО. Москва, 2010. – 12 с.
- Сообщество EsriStorytelling with maps. [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – Режим доступа: http://storymaps.esri.com/home/
