4.3.2. Картографічно-геоінформаційні моделі

До картпографічно-геоінформаційних моделей як групи ГЗГНМ на­лежать такі типи моделей, як (мал. 4.2):

1. картографічні навчальні моделі: географічні карти, у тому числі картограми, картографічні перетинно-секційні моделі (поперечні профілі, вертикальні розрізи і блок-діаграми), топоплани та комбіновані картогра­фічні моделі;

2. геоінформаційні навчальні моделі як комплекс різноманітних мо­делей, що створюються за допомогою комп'ютеризованих просторово- аналітичних програмно-спеціалізованих засобів навчання (передусім ГІС- інструментарію) (п. 4.1.1).

Квінтесенцією картографічних ГЗГНМ є, зрозуміло, такий вид мо­делей, як географічні карти, що посідають провідне й домінантне місце у процесі навчання географії.

Отже, географічна карта - це графічно-знакова навчальна модель, що є математично визначеним (через систему картографічних проекцій та географічних і прямокутних координат), зменшеним і генералізованим зо­браженням поверхні Землі, яке показує розташовані або спроектовані на неї об'єкти у прийнятій системі умовних знаків.

При цьому варто нагадати, що карти відображають не тільки об'єкти на поверхні, а й форму Землі, для чого, власне, і розроблено набір способів, які називають картографічними проекціями та які призначено для зобра­ження з прийнятною точністю сферичної поверхні Землі на плоскому но­сії. У буквальному розумінні процес створення проекції подається як зна­ходження джерела світла всередині прозорого глобуса, на якому розміщу­ються непрозорі земні об'єкти, та проектування їх контурів на двовимірну поверхню, що розташована поруч або оточує такий глобус (мал. 4.18).

Карта є найважливішим модельним унаочнювальним засобом навчання геогра­фії і використовується при вивченні всіх розділів і тем шкільних курсів. У процесі навчання географічна карта сприяє вико­нанню одного з найважливіших завдань - упорядкування географічних знань і полег­шення їх засвоєння. Крім того, вона дає по­штовх для розвитку самостійної пошукової діяльності та творчого ставлення до пред­мета і об'єкта вивчання. Оскільки географічна карта є моделлю поверхні Землі, вона створює можливість для учнів вивчати закономірності розміщення географіч­них об'єктів, процесів і явищ у межах цієї поверхні. Варто зазначити, що така модель, з одного боку, зберігає досліджувані особливості довкілля як об'єкта-оригінала, а з другого, дає змогу використовувати її як засіб уна­очнення. Отже, географічна карта має майже необмежені інформаційні можливості.

Формування знань, умінь і навичок учнів у сфері розуміння географіч­них карт має бути спрямоване на засвоєння основних властивостей карти як картографічної моделі ([335]), які тісно поєднані одна з одною, зокрема таких властивостей, як:

• просторово-часова подібність географічному об'єкту-оригіналу, що вивчається. Розрізняють три основні форми подібності - геометричну, ча­сову та взаємовідношень (взаємного розміщення об'єктів, їх зв'язків з те­риторією і між собою);

• об'єктивна відповідність - науково обґрунтоване зображення гео­графічного об'єкта-оригіналу і головних типових особливостей його еле­ментів з урахуванням їх походження, супідрядності та структури;

• змістова відповідність - адекватність об'єкту-оригіналу інформа­ційної моделі як джерела побудови картографічної;

• поєднання конкретності й абстрактності (джерелом останньої є ге­нералізація вихідної географічної інформації);

• поєднання вибірковості й синтетичності;

• однозначність картографічного зображення;

• несприйнятливість просторової неповноти інформаційної бази (тоб­то, наприклад, на відміну від вербальних засобів навчання, карта не може відображати інформаційну ситуацію на зразок «великі міста - Київ, Харків і інші», а має відтворити весь набір тематично обраних міст тощо);

• наочність - відображає однойменний принцип навчання географії (п. 4.1.2) і як властивість зумовлена здатністю передати образ географічно­го об'єкта, процесу та явища шляхом візуалізації (графічно-знакового від­творення, відображення) інформації щодо них;

• оглядовість, яка як властивість зумовлюється наочністю;

• читабельність (карта, за її ефективного дизайну, є такою, що чита­ється, аналізується та інтерпретується);

• наявність «словника» - легенди карти, яка будується відповідно до логіки відтворення картою як картографічною моделлю географічного простору об'єкта-оригінала, що вивчається.

Як відомо, географічні карти виконують важливі функції, основними з яких є:

1. накопичувально-інформаційна - функція зберігання й відтворення (повідомлення) географічної інформації;

2. оцінювально-рекомендаційна - функція сприяння вирішенню при­кладних завдань соціально-економічного розвитку, охорони довкілля тощо;

3. пізнавальна - функція здобуття нових знань;

4. прогностична - функція наукового передбачення плину чи розви­тку географічних об'єктів, процесів і явищ.

Проте, функціональне спрямування географічних навчальних карт ди­ференціюється дещо по-іншому. Так, по-перше, ці карти розглядають як джерело знань про розміщення географічних об'єктів вивчання, зміну їх місцезнаходження й атрибутів та розвиток. По-друге, навчальні карти ви­конують функцію засобів оволодіння картографічним методом навчально- пізнавальної діяльності школярів, а по-трете, їх функцією є сприяння формуванню просторового мислення учнів як основи їхнього бачення гео­графічного світу.

Слід пам'ятати, що інформаційна місткість карти (обсяг інформації на одиницю площі) у десятки й сотні разів перевищує інформативність друкованого тексту. Адже географічна інформація, яку несе навчальна кар­та, визначається її явним і прихованим змістом. Явний зміст карти пере­дається за допомогою безпосереднього сприймання змісту різноманітних умовних позначень, а прихований зміст - через виявлення структурно- функціональних особливостей і просторових відношень між зображеними на карті географічними об'єктами вивчання (їх взаємного розташування та впливу, взаємозв'язків, просторових залежностей тощо).

Уміння учнів працювати з географічними картами визначається пе­редусім здатністю школярів опановувати явний і прихований зміст карт. Ця здатність формується в процесі засвоєння прийомів і способів роботи з картографічним зображенням.

Наприклад, коли «картографічно підготовлений» учень бачить на карті пун­сон населеного пункту поруч із річкою та залізницею, то може отримати інформа­цію не тільки щодо атрибутів трьох просторових об'єктів (зокрема, щодо кількості населення, ширини річки та класу залізниці), а й щодо того, що населений пункт є, ймовірно, важливим транспортним вузлом. Цей приклад і є простою ілюстрацією до вже наведеної тези про те, що інформативні властивості карти як джерела знань є незрівнянно більшими, ніж такого самого за інформаційною місткістю друкова­ного тексту.

До обов'язкових елементів географічних навчальних карт належать:

• власне картографічні зображення;

• математична основа: масштаб (чисельний, вербальний або графіч­ний), картографічна проекція та система координат;

• легенда карти як система впорядкованих умовних позначень.

Географічні карти у цілому доволі часто систематизують, зважаючи на

особливості їх змісту, призначення та залежно від масштабу. З огляду на таке та спираючись на відповідні цим ознакам пропозиції Ю. Г. Баришевої ([22]) з певною їх модифікацією, доцільно дотримуватись таких трьох під­ходів до систематизації географічних навчальних карт.

І. Систематизація навчальних карт за змістом. Згідно з нею шкільні карти поділяють передусім на такі типи, як:

1. загальногеографічні;

2. тематичні.

Для загальногеографічних карт головним об'єктом зображення є ба­зисні елементи відображення поверхні Землі, такі як рельєф, гідрографія, головні кордони і населені пункти тощо (мал. 4.22).

Утім, у процесі навчання географії частіше використовують тематич­ні карти, які за змістом, у свою чергу, диференціюються на такі види, як:

• карти природних географічних об'єктів вивчання (наприклад, ґрун­тів, рослинності, ландшафтів, клімату тощо) (мал. 4.23);

• карти соціально-економічних географічних об'єктів вивчання (на­приклад, карти населення, політико-адміністративні, економічні тощо);

• карти взаємодії природних і соціально-економічних об'єктів вивчан­ня (або комплексні тематичні карти)]

• спеціальні та інші карти, у тому числі карти природоохоронного спрямування (мал. 4.24) тощо.

Практично всі види тематичних карт можуть бути подані і за допо­могою такого різновиду карт, як картограми, які зазвичай використову­ють різну інтенсивність, колір чи вид заливки або штрихування катего- рованих кількісних та якісних характеристик певних замкнутих тематичних контурів на карті (якими можуть бути, наприклад, контури одиниць адміністративно-територіального поділу, фізико-географічного району­вання тощо) (мал. 4.25).

Загалом, як свідчать результати аналізу шкільної практики, найбільш значущими є дидактичні можливості комплексних тематичних карт, оскільки вони дають змогу детально аналізувати зв'язки географічних об'єктів вивчання та визначати закономірності у результатах поєднання природного та соціально-економічного середовища.

II. Систематизація навчальних карт за аудиторним призначенням. Згідно з таким підходом, з одного боку, шкільні карти поділяють на такі типи, як:

1. карти для початкових класів;

2. карти для середніх і старших класів.

Для кожного з цих типів визначено вимоги до змісту й оформлення - відповідно до вікових особливостей і рівня картографічної підготовки учнів (п. 4.3.6).

З другого боку, шкільні карти за аудиторним призначенням можна поді­лити на:

1. настінні карти;

2. настільні карти.

Настільні карти, зрозуміло, призначено переважно для індивідуально­го користування учнями. Вони мають невеликий формат і масштаб у 4-5 разів дрібніший, ніж відповідні настінні карти. Тому вчителю слід врахо­вувати особливості таких карт при їх паралельному зіставленні зі змістом відповідних настінних карт.

Окремим специфічним різновидом настільних географічних навчаль­них карт є контурні карти, комплекти яких створено для кожного шкіль­ного курсу географії. Контурні карти зазвичай мають обмежену картогра­фічну інформативність, зокрема, на них може бути нанесено лінії меридіа­нів і паралелей, обриси материків, морів, океанів, річок і озер, горизонталі, пунсони певних міст, кордони держав тощо.

У шкільній практиці контурні карти мають використовувати переваж­но з метою організації самостійної практичної діяльності учнів у процесі набування географічних компетенцій (мал. 4.26). З огляду на це, контурні карти найдоцільніше застосовувати:

• при вивченні географічної номенклатури (надписуючи об'єкти, що вивчаються, та ін.);

• для створення певних комбінованих графічно-знакових географіч­них моделей (див. далі);

• для виконання заданих шкільною програмою практичних робіт від­повідного спрямування тощо.

Доволі часто такі карти вчителі-практики використовують також під час контролю навчальних досягнень школярів. У цілому ж, як самостійно- тренувальні, так і контрольні завдання на контурних картах дають змогу формувати практичні вміння учнів і застосовувати їх на різних рівнях складності.

III. Систематизація навчальних карт за масштабом. За цією ознакою карти доцільно розподіляти на:

3. великомасштабні (або топографічні) (більші за 1: 200 000);

4. середньомасштабні (1: 200 000 - 1:1 000 000);

5. дрібномасштабні (дрібніші за 1:1 000 000).

Застосування різномасштабних карт у процесі формування картогра­фічних вмінь учнів є обов'язковим і виконує такі функції, як:

• забезпечення усвідомлення масштабу як складника математичної основи карти;

• сприяння розумінню залежності між вибором масштабу та розміром території, що зображена на карті;

• розширення й поглиблення різноманітних картографічних умінь.

Навчальні топоплани (топографічні плани) - ще один вид картогра­фічних ГЗГНМ, який, як і карти, є зменшеним зображенням поверхні Землі на площині. Утім, на відміну від карт, топоплани є вельми великомасш­табними (зазвичай більші за 1: 10 000), використовують лише власні пря­мокутні координати і не ґрунтуються на певній картографічній проекції чи визначеній системі координат. Вони відзначаються також нескладною легендою та й загалом неускладненою компоновкою, оскільки застосову­ються на першому етапі формування картографічних умінь учнів, забез­печуючи подальший перехід до вивчення вже карт, насамперед загально- географічних.