ملخص رسالة نظم معلومات جغرافية

فعالية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المفاهيم والمهارات الجغرافية لدى طلاب كلية التربية
( ملخص رسالة دكتوراه )

د/ حسين محمد أحمد عبد الباسط
مدرس المناهج وطرق تدريس الدراسات الاجتماعية
كلية التربية بقنا- جامعة جنوب الوادي

مشكلة البحث :
تشهد المجتمعات الإنسانية مع بداية الألفية الثالثة ثورة هائلة في المعلومات الجغرافية ، والتي أتاحت للإنسان الفرصة في إدارة العديد من الظاهرات الجغرافية بتوقعها وتوجيهها لخدمة المجتمع ، الأمر الذي جعل من هذه المعلومات مطلباً لاغنى عنه للحياة البشرية ولبقاء الإنسان ورفاهيته .
لذا سعى المهتمون بتدريس الجغرافيا إلى البحث عن استراتيجيات وأساليب تدريسية تتناسب والتقدم العلمي الهائل في المعلومات الجغرافية من ناحية والتطورات التكنولوجية الحديثة من ناحية أخرى ، وتُعد نظم المعلومات الجغرافية والمعروفة بـ GIS إحدى أهم الاستراتيجيات والأساليب التدريسية التي تم التوصل إليها ، حيث يمكن توظيفها في إعداد وتنظيم المقررات الجغرافية بما يتناسب مع فلسفتها وأهدافها ، وذلك لأنها تمتلك القدرة على تخزين و استكشاف وتحليل البيانات المكانية بسرعة ودقة فائقة و إصدار قرارات سليمة بشأن ترشيد استخدام واستثمار الموارد الطبيعية والبشرية المتاحة ، وبما يتناسب مع فلسفة وأهداف العلوم الجغرافية ، ويمثل استخدامها كتقنية حديثة أحد متطلبات سوق العمل لخريجي أقسام وشعب الجغرافيا .
من هنا تم القيام بتكثيف وزيادة الإطلاع في مجال نظم المعلومات الجغرافية للتعرف على المزيد عن كيفية توظيفها والاستفادة منها في تعليم وتعلم الجغرافيا ، كما تم القيام بمقابلة بعض طلاب وخريجي الجغرافيا لمناقشتهم حول نظم المعلومات الجغرافية كتقنية ، ومفهوم ، ومكونات ، وأهمية توظيفها في دراسة المقررات الجغرافية من ناحية ، واستخدامها في دراسة الظاهرات الطبيعية والبشرية المحيطة من ناحية أخرى ، فتبين أن هناك قصوراً في إدراك الطلاب لماهية نظم المعلومات الجغرافية من حيث جميع النقاط السابقة .
كما تم القيام بإجراء مقابلات شخصية مع بعض السادة أعضاء هيئة التدريس بأقسام الجغرافيا والمناهج وطرق تدريس الدراسات الاجتماعية لمناقشتهم حول أهمية نظم المعلومات الجغرافية في إعداد طلاب أقسام وشعب الجغرافيا ، فأكدوا أهميتها في تعليم وتعلم الجغرافيا .
وبالرغم من أن بعض الدراسات أشارت إلى قدرة نظم المعلومات الجغرافية على تدعيم وتفعيل عملية تعليم وتعلم الموضوعات الجغرافيا ، إلا أنها أشارت أيضا إلى عدم وضوح أسباب وكيفية وفعالية استخدامها في تدريس الموضوعات الجغرافية على تنمية بعض الجوانب التعليمية المتضمنة بها .
من هنا تتحدد مشكلة البحث في التعرف على كيفية وفعالية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المفاهيم والمهارات الجغرافية لدى طلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية .
أهمية البحث :
يعتبر البحث الحالي بمثابة محاولة لمسايرة الاتجاهات الحديثة في الاهتمام بنظم المعلومات الجغرافية ، وذلك من خلال تدريب طلاب كلية التربية على بعض مهارات استخدامها في الكشف عن بعض الموارد الطبيعية والبشرية المرتبطة بالمقررات الجغرافية التي هم بصدد دراستها .
يسعى البحث الحالي إلى التعرف على فعالية توظيف نظم المعلومات الجغرافية في بناء وتدريس المقررات الجغرافية ، وأثر ذلك في تنمية بعض المفاهيم والمهارات الجغرافية لدى طلاب كلية التربية .
يهتم البحث الحالي بتدريب طلاب الجغرافيا بكلية التربية على بعض المهارات الجغرافية المرتبطة باستخدام نظم المعلومات الجغرافية في دراسة الجغرافيا، الأمر الذي ينعكس بصورة أو بأخرى على إعداد جيل من المعلمين لا يكتفي بمجرد استخدام هذه التقنية بل ومساعده تلاميذهم على المشاركة في تصميم وتنفيذ وتوجيه بعض برمجياتها نحو الكشف عن بعض الموارد الاقتصادية وترشيد استخدامها .
يسهم البحث الحالي في إكساب الطلاب بعض المهارات الجغرافية التقنية القادرة على أن تفتح أمامهم أبواباً وظيفية واسعة للعمل في المستقبل .
يسعى البحث الحالي إلى تنمية بعض المفاهيم والمهارات الجغرافية لدى طلاب كلية التربية ، الأمر الذي يمدهم بالأدوات والفنيات الضرورية لمعالجة بعض القضايا والظاهرات الجغرافية واتخاذ قرارات واقعية بشأنها .
حدود البحث :
التزم البحث الحالي بالحدود التالية :
- مرحلة الدراسة : اقتصر على مجموعة من طلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية بسوهاج حيث لا يوجد ذلك التخصص في كلية التربية بقنا .
- موضوع الدراسة :أقتصر على وحدة النشاط الاقتصادي بمقرر جغرافية مصر ، ، وذلك لأنها تتضمن على عدد من البيانات والمعلومات الجغرافية ، والخرائط ، والجداول الإحصائية والرسوم البيانية ، والتي تٌعد من المكونات الأساسية لنظم المعلومات الجغرافية .
- أسلوب التدريس : التعلم بمصاحبة البرمجية المُعدة باستخدام نظم المعلومات الجغرافية GIS لمجموعة البحث .
- أدوات GIS المستخدمة : التزم البحث الحالي في تجهيز وتنفيذ البرمجية الحالية ، وفي ضوء الإمكانات المتاحة باستخدام ما يلي :
الكمبيوتر الشخصي Personal Computer .
الشاشات Monitors .
الماسح الضوئي Scanner .
- تطبيقات GIS المستخدمة : التزم البحث الحالي في إعداد البرمجية الحالية وفي ضوء الإمكانات المتاحة بتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية التالية :
صياغة وتنفيذ الأنشطة المتضمنة بالبرمجية باستخدام أرك فيو جي أي اس 3.2 ArcView 3.2 ® GIS ، مايكروسوفت أوفيس Microsoft Office 97 ( Access - Excel – Word – PowerPoint ) .
إعداد وتجهيز الخرائط باستخدام أوتوكاد ماب AutoCAD Map 2000I
إعداد وعرض بعض الأشكال البيانية والجداول الإحصائية والنصوص الجغرافية باستخدام حزم مايكروسوفت أوفيس Microsoft Office .
أسئلة البحث :
تحددت أسئلة البحث في السؤال الرئيسي التالي :
ما فعالية استخدام تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المفاهيم والمهارات الجغرافية لدى طلاب كلية التربية ( مجموعة البحث ) ؟ ويتفرع منه الأسئلة الفرعية التالية :
1. كيف يمكن استخدام تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية في بناء برمجية تعليمية لتدريس مقرر جغرافية مصر لدى مجموعة البحث ؟
2. ما فعالية استخدام تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المفاهيم الجغرافية المرتبطة بمقرر جغرافية مصر لدى مجموعة البحث ؟
3. ما فعالية استخدام تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المهارات الجغرافية المرتبطة بمقرر جغرافية مصر لدى مجموعة البحث ؟
إجراءات وخطة البحث :
تحددت خطة وإجراءات البحث في الإجابة عن أسئلة البحث ويمكن عرض ذلك تفصيلياً على النحو التالي : -
أولا : الجانب النظري : -
للإجابة عن السؤال الأول تم القيام بدراسة نظرية فيما يلي :
نظم المعلومات الجغرافية وتعليم وتعلم الجغرافيا ، وفيها تم تناول الجوانب التالية :
- التعريف بنظم المعلومات الجغرافية : من حيث ما يلي : لمحة تاريخية عن نشأتها ، وماهيتها وفكرة عملها ، وعلاقتها بالمجالات العلمية الأخرى ، وأدواتها ومكوناتها .
- استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تعليم وتعلم الجغرافيا من حيث الجوانب التالية : أسباب ، و فؤائد ، وتطبيقات ، ومتطلبات ، وأنماط ، وأساليب استخدامها في تعليم وتعلم الجغرافيا ، وبناء البرمجيات التعليمية المُعدة بها .
استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية المهارات الجغرافية ، من حيث ما يلي :
- مفهوم المهارات الجغرافية ، ومكانتها في تعليم وتعلم الجغرافيا .
- تحديد وتحليل المهارات الجغرافية من حيث :
- تحديد المهارات الجغرافية الرئيسة إلى مهارات :
- طرح الأسئلة والاستفسارات الجغرافية .
- الدراسة الميدانية .
- استخدام المصطلحات الجغرافية .
- الخريطة .
- الجداول الإحصائية والرسوم البيانية .
- الأطلس ونموذج الكرة الأرضية .
- قراءة المصادر الثانوية للبيانات الجغرافية .
- تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الجغرافية .
- معالجة البيانات والمعلومات الجغرافية .
- الإجابة عن الأسئلة والاستفسارات الجغرافية .
- تحليل المهارات الجغرافية الرئيسة إلى مهاراتها الفرعية .
- تحديد المحاور ( الجوانب التعليمية ) للمهارات الجغرافية .
- استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية المهارات الجغرافية.
ثانياً : الجانب التجريبي :-
في ضوء ما تم استخلاصه من الجانب النظري للبحث – تم القيام بما يلي :
(( أ )) إعداد قائمة بالمهارات الجغرافية :
- إعداد قائمة مبدئية بالمهارات الجغرافية .
- عرض القائمة المبدئية للمهارات الجغرافية على مجموعة من السادة المحكمين
- مناقشة آراء مجموعة من السادة المحكمين في القائمة المبدئية للمهارات الجغرافية .
(( ب )) استخدام نظم المعلومات الجغرافية في بناء وحدة دراسية في شكل برمجيـة تعليمية : ووفقاً للخطوات التالية :
الخطوات التربوية لأعداد برمجية استخدام نظم المعلومات الجغرافية :
- تحديد المقرر الدراسي المناسب مع طبيعة وخصائص ومكونات نظم المعلومات الجغرافية \" مقرر جغرافية مصر \" .
- تحديد الوحدة الدراسية في مقرر جغرافية مصر .
- بناء وحدة النشاط الاقتصادي بمقرر جغرافية مصر في شكل برمجية باستخدام نظم المعلومات الجغرافية :
1. تحليل محتوى الوحدة من حيث \" ماهية وأهداف ووحدة وضبط تحليل محتوى الوحدة لتحديد المفاهيم والمهارات الجغرافية المتضمنة بها \".
2. تحديد أهداف البرمجية .
3. إعادة تنظيم وصياغة محتوى البرمجية .
- تحديد المحتوي .
- تنظيم المحتوى .
- تحديد طرق التدريس والأنشطة والوسائط التعليمية
- إعداد مستويات وأساليب التقويم .
الخطوات التقنية لإعداد برمجية استخدام نظم المعلومات الجغرافية :
- تصميم البرمجية .
- إعداد خريطة تدفق البرمجية .
- تصميم المراحل الأساسية للتابع المنطقي .
- تصميم واجهات المستخدم .
- تحديد الوظائف الأساسية لمكونات البرمجية .
- تنفيذ وتجريب البرمجية .
إعداد دليلي استخدام البرمجية :{ دليل المعلم – دليل الطالب }
ضبط وتطوير البرمجية ودليلي الاستخدام : وذلك من خلال ما يلي :
- عرضهم على مجموعة من السادة المحكمين بهدف ضبطهم موضوعياً .
- إجراء تجربة استطلاعية للبرمجية .
(( ج )) إعداد أدوات القياس : من إعداد الباحث
وتشتمل على :-
( 1 ) اختبار المفاهيم الجغرافية :-
حيث تم إعداد اختبار للمفاهيم الجغرافية وذلك في ضوء تحليل محتوى الوحدة والبرمجية وجوانب التعلم المتضمنة بهما وذلك وفقاً لما يلي :
الهدف من الاختبار : قياس مدى تمكن طلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية لبعض المفاهيم الجغرافية المتضمنة ببرمجية جغرافية مصر .
بناء الاختبار : من خلال الخطوات التالية :
- تحديد نوع ومفردات الاختبار : تحديد الاختبارات الموضوعية ، كما تحديد نوع أسئلة الاختبار من نمط \"الاختيار من متعدد\" .
- صياغة مفردات الاختبار : صياغة مفردات الاختبار بحيث تقيس أحد جوانب المفهوم ( أسمه– تعريفه – رمزه –خصائصه – أمثلته الموجبة – أمثلته السالبة ).
- تصنيف مفردات الاختبار : تصنيف أسئلة الاختبار بحيث تقيس الجوانب المعرفية الست للمفهوم \" تذكر- فهم- تطبيق- تحليل- تركيب- تقويم\" .
- صياغة تعليمات الاختبار : في جمل بسيطة وواضحة توضح كيفية الإجابة عن أسئلة الاختبار .
- تصحيح الاختبار : تخصيص طريقة أتوماتيكية لتصحيح الاختبار بحيث يتعرف الطالب على مجموع درجاته بمجرد الانتهاء من الإجابة على أسئلة الاختبار.
- ضبط الاختبار إحصائياً وذلك من خلال :
- إعداد الصورة المبدئية للاختبار وعرضها على مجموعة من السادة المُحكمين لضبطه موضوعياً .
- إجراء التجربة الاستطلاعية للاختبار لضبطه إحصائياً بحساب ( الصدق – الثبات - الزمن ) .
( 2 ) قياس المهارات الجغرافية : -
تم استخدام أسلوبين في قياس المهارات الجغرافية هما : تقويم المهارة في ضوء النتاج النهائي للأداء ( من خلال اختبار المهارات الجغرافية ) ، تقويم العمليات والإجراءات التي يتبعها الطالب في الأداء (بطاقة ملاحظة المهارات الجغرافية ) .
( أ ) اختبار المهارات الجغرافية :
تم إعداد اختبار للمهارات الجغرافية وفقاً لما يلي :
الهدف من الاختبار : قياس مدى تمكن طلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية لأداء بعض المهارات الجغرافية اللازمة لدراسة جغرافية مصر.
بناء الاختبار : من خلال الخطوات التالية :
- تحديد نوع مفردات الاختبار : من نمط \" أسئلة المقال \" .
- صياغة مفردات الاختبار : صياغة مفردات الاختبار بحيث تنتمي كل مفردة لمهارة معينة من المهارات الجغرافية المراد قياسها ، ووضوح ودقة كل مفردة ومناسبتها لطلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية ، وتوفير بعض تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية اللازمة لأداء المهارة .
- تصنيف مفردات الاختبار: تصنيف أسئلة الاختبار بحيث تشتمل مهارات ( استخدام المصطلحات الجغرافية – قراءة المصادر الثانوية للبيانات الجغرافية – الخريطة – تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الجغرافية – الجداول الإحصائية والرسوم البيانية ) .
صياغة تعليمات الاختبار : في جمل بسيطة وواضحة توضح كيفية الإجابة عن أسئلة الاختبار .
تصحيح الاختبار : تم تقدير درجة لكل مفردة من مفردات الاختبار بحيث تصبح الدرجة الكلية للاختبار ( 130 ) درجة .
ضبط الاختبار إحصائياً وذلك من خلال :
- إعداد الصورة المبدئية للاختبار وعرضها على مجموعة من السادة المُحكمين لضبطه موضوعياً .
- إجراء التجربة الاستطلاعية للاختبار لضبطه إحصائياً بحساب ( الصدق – الثبات - الزمن ) .
( ب ) بطاقة ملاحظة أداء المهارات الجغرافية : -
تم إعداد بطاقة لملاحظة أداء المهارات الجغرافية وذلك وفقاً لما يلي :
تحديد الهدف من البطاقة : قياس أداء مجموعة البحث لبعض المهارات الجغرافية واللازمة لاستخدام نظم المعلومات الجغرافية في دراسة النشاط الاقتصادي بجغرافية مصر .
بناء البطاقة : من خلال الخطوات التالية :
- تحديد مكونات البطاقة : تحديد مكونات البطاقة بحيث تتضمن قياس مهارات { الخريطة –الجداول الإحصائية و الرسوم البيانية – تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الجغرافية }.
- صياغة مفردات البطاقة : صياغة مفردات البطاقة بتحديد المهارات الجغرافية وتحليلها إلى أفعال سلوكية متدرجة .
- تحديد مستويات الأداء : على نحو { جيد – متوسط – ضعيف – لم يقم بالأداء – لم تتم الملاحظة } بحيث تصبح الدرجات على الترتيب ( 3 – 2 – 1 – صفر ) .
- تحديد تعليمات البطاقة: في جمل بسيطة وواضحة توضح كيفية استخدام المعلم للبطاقة في قياس أداء المهارات الجغرافية لمجموعة البحث .
- ضبط البطاقة : من خلال ما يلي :
- تحديد صدق البطاقة :بعرضها على مجموعة من السادة المحكمين في مجال الجغرافيا وطرق تدريس الدراسات الاجتماعية .
- تحديد ثبات البطاقة بتطبيقها استطلاعياً ، وإيجاد معامل الارتباط بين درجات البنود الفردية ودرجات البنود الزوجية للبطاقة .
- حساب زمن البطاقة : عن طريق حساب متوسط زمن إجابة طلاب المجموعة الاستطلاعية ، والذي بلغ ( 55 ) دقيقة .
(( د )) الدراسة التجريبية :
تم إجراء الدراسة التجريبية وفقاً للخطوات التالية :
- اختيار مجموعة البحث : وتكونت من مجموعة واحدة \" تجريبية \" من طلاب شعبة الجغرافيا بكلية التربية بسوهاج ، وبلغ عددها ( 26 ) طالب وطالبة .
- تحديد التصميم التجريبي للبحث .
- تحديد متغيرات البحث .
- تنفيذ الإجراءات الإدارية والعملية لتنفيذ تجربة البحث .
- التطبيق القبلي لأدوات القياس ( اختبار المفاهيم الجغرافية – اختبار المهارات الجغرافية – بطاقة ملاحظة أداء المهارات الجغرافية ) على مجموعة البحث .
- تطبيق البرمجية المُعدة باستخدام نظم المعلومات الجغرافية على مجموعة البحث في الفترة من 15/10/2003م إلى 1/12/2003م .
- التطبيق البعدي لأدوات القياس ( اختبار المفاهيم الجغرافية – اختبار المهارات الجغرافية – بطاقة ملاحظة أداء المهارات الجغرافية )على مجموعة البحث .

نتائج البحث وتفسيرها :
- وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى 0.01 بين متوسطات درجات مجموعة البحث على اختبار المفاهيم الجغرافية في التطبيقين \" القبلي – البعدي \" لصالح التطبيق البعدي ،كما أشارت إلى فعالية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المفاهيم الجغرافية .
ويرجع ذلك إلى خصائص التعليم والتعلم باستخدام نظم المعلومات الجغرافية والتي تتميز عن أساليب التعليم والتعلم الأخرى بمجموعة من المميزات أهمها (( إضفاء النشاط والحيوية على التعلم - إيجاد علاقات بين البيانات والمعلومات الجغرافية التي تتضمنها - ربط الطلاب بالمصادر المختلفة والحديثة للبيانات - صبغ المقررات والموضوعات الجغرافية بصبغة التقانة الحديثة -إتاحة الفردية في التعلم )) .
- كما أشارت إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى 0.01 بين متوسطات درجات مجموعة البحث على اختبار المهارات الجغرافية وبطاقة ملاحظة أداء المهارات الجغرافية في التطبيقين \" القبلي – البعدي \" لصالح التطبيق البعدي ،كما أشارت إلى فعالية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تنمية بعض المهارات الجغرافية .
ويرجع ذلك إلى الخصائص والمميزات التي تتصف بها نظم المعلومات الجغرافية من ناحية والبرمجيات المُعدة التعليمية باستخدامها من ناحية أخرى والتي من أهمها (( تخزين وتجهيز واسترجاع ومعالجة المعلومات والبيانات المكانية والجغرافية بدقة وبسرعة فائقة - عرض البيانات والمعلومات والخرائط من خلال الكمبيوتر – تتيح التعامل مع عدد كبير ومتنوع من أدوات وملحقات الكمبيوتر - تتيح التعامل مع البرمجيات المتخصصة فيها –تتيح التعرف على أساسيات إنتاج الخرائط باستخدامها )) .