Статья: Доступный космос: геоинформационные технологии для школьников

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Одним из стратегических принципов образовательного центра «Сириус» является «использование опыта лучших российских школ с целью создания национального методического и учебного центра, разрабатывающего тиражируемые профессиональные программы. Эти программы в дальнейшем смогут использовать педагоги из субъектов Российской Федерации, прошедшие повышение квалификации в Центре» (https://sochisirius.ru/o-siriuse/obschaja- informatsija). Существует система подготовки пе- дагогов-наставников для регионов, что позволяет распространять инновационные образовательные технологии по всей России, в сеть региональных детских центров, создаваемых по модели «Сириуса». Среди партнеров, участвующих в проведении профильных образовательных смен аэрокосмического направления,-- государственные учреждения, корпорации, наукоемкие компании.

Во внедрении новых образовательных технологий активно используется потенциал всероссийских детских центров «Океан», «Смена», «Артек».

В 2014 г. «разработана Концепция развития Международного детского центра «Артек» -- «Артек 2.0. Перезагрузка», цель которой -- превратить детский центр в лучшую международную площадку по созданию, апробации и внедрению инновационных программ общего и дополнительного образования» (https://artek.org/ob-arteke/obshaya-informaciya), что среди прочих задач подразумевает новое содержание педагогической деятельности. ГК «Роскосмос» при поддержке ГК «СКАНЭКС» в апреле 2018 г. организовал космическую смену «Астероид № 1956» с целью вовлечения детей в космическую тематику и реализации ряда проектов, направленных на освоение космоса и решение практических задач при помощи космических технологий.

ГК «СКАНЭКС», отвечавшая за реализацию направления «Основы ДЗЗ», предложила артековцам поучаствовать в освоении земель Дальнего Востока России. Столь пристальное внимание к этому региону вызвано тем, что он является одним из крупнейших по площади и в то же время -- наименее заселенным регионом страны. Для привлечения внимания и ресурсов граждан к освоению территорий Дальнего Востока Правительством Российской Федерации в 2016 г. был утвержден законопроект, в рамках которого любой гражданин Российской Федерации сможет получить на Дальнем Востоке свой гектар земли. Но рациональное использование земель Дальневосточного федерального округа (ДФО) невозможно без детального анализа территории, который, в свою очередь, невыполним без использования методов спутникового мониторинга. Основываясь на теоретических знаниях, полученных в ходе вводных лекций, и материалах высокодетальной спутниковой съемки, под руководством специалистов ребята разрабатывали собственную стратегию развития Дальневосточного региона. Защиты проектов показали осознанный взрослый профессиональный подход к проблеме, большой интерес к изучению методов ДЗЗ и освоению современных информационных технологий в целом. Такие методы обучения послужат стимулом познавательного интереса школьников к космической отрасли, мотивацией к творческой деятельности, качественной учебе и развитию своих собственных исследовательских проектов в будущем.

высшее образование: вузовские центры

космического мониторинга

ГК «СКАНЭКС» оснастила ряд высших учебных за-

ведений России (свыше 20), не только столичных, но

и региональных, станциями приема космической информации и программным обеспечением для приема и обработки снимков. «На базе этих станций созданы научно-образовательные центры космического мониторинга, которые обеспечивают подготовку и переподготовку специалистов, обладающих современными знаниями в области дистанционного зондирования Земли и геоинформационных систем, обучение технологиям для поддержки принятия управленческих решений на основе спутниковой съемки в реальном времени. Такие специалисты будут с каждым годом все более востребованы как федеральными и региональными структурами управления, так и на уровне отдельных предприятий (сейчас таких квалифицированных специалистов в России крайне мало). Многие из упомянутых центров активно работают с будущими абитуриентами» [6].

На данный момент в России насчитывается 22 университета, занимающихся подготовкой кадров для аэрокосмической отрасли, плюс к этому огромное количество учебных заведений готовят преподавателей географии.

Как описывалось выше, большое количество образовательных учреждений, заинтересованных работать по-новому, нуждаются в методических разработках и технологических решениях. В описываемом нами сегменте -- применение геоинформационных технологий в обучении -- текущая ситуация такова.

Во-первых, существующие решения в области обработки данных дистанционного зондирования Земли достаточно дороги и крайне сложны для освоения как педагогами, так и детьми. Они в первую очередь предназначены для использования в профессиональной сфере. Потребителям от образования, говоря языком рынка, нужен простой инструмент для применения в практике уже подготовленных данных. Иными словами, школьники и педагоги нуждаются в функциональных и недорогих программах, приложениях, открытых ресурсах, и эти современные технологические решения должны отвечать возможностям и запросам этого конкретного потребителя.

Во-вторых, налицо нехватка качественных учебно-методических комплексов и пособий, основанных на новых формах и методах изложения материала.

Эти проблемы может помочь решить взаимодействие наукоемких инновационных компаний с образовательными учреждениями. «В России одним из препятствий к созданию новых знаний и технологий, которые могут быть внедрены в образовательный процесс с самых низших ступеней, является недостаточно эффективное взаимодействие коммерческого сектора НИОКР с государственным» [3]. Однако надо отметить движение в этом направлении. В частности, Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия инновациям), созданный как государственная некоммерческая организация, содействует реализации проектов и созданию программных продуктов для решения задач в сфере образования. Ряд продуктов и технологий уже доступен российским школам и учреждениям дополнительного образования, некоторые находятся в разработке, ожидают выхода на образовательный рынок.

«Цифровой глобус»

Эта разработка компании «Мультискан» (входит в группу компаний «СКАНЭКС») в сотрудничестве с Московским государственным университетом геодезии и картографии (МИИГАиК) и ООО «Цифровая земля» представляет собой методический комплекс для обучения основам геоинформатики, состоящий из собственно программы для ПК -- трехмерной модели Земли, демонстрационного тематического геопортала (веб-сайта) и проектно-ориентированного методического пособия.

Что смогут делать пользователи с помощью «Цифрового глобуса»:

получать в оперативном режиме информацию по положению космических аппаратов в текущий момент времени;

просматривать разнообразную тематическую геоинформацию, например данные о перемещении воздушных судов и космических аппаратов, различные климатологические и метеорологические данные, информацию о движении воздушных потоков, о пожарах, разнообразные характеристики атмосферы: озон, аэрозоли и т.д.;

выполнять геопоиск и визуализацию по данным публичных сервисов, таких как Bing Maps, Mapbox, Google Earth, OpenStreetMap;

публиковать собственные геопространственные данные;

за счет совмещения различных источников данных (собственные данные и данные внешних сервисов) -- создавать и публиковать контекстную информацию для «точек интереса»;

создавать различные наборы геоданных как для собственных проектов, так и для публичного доступа;

с использованием цифровых моделей рельефа получать первичную оценку об интересуемой территории (например, возможность использования в сельском хозяйстве или при проведении строительных работ);

наложение 3D-моделей объектов позволит моделировать ситуацию «в натуре», прогнозируя возможное состояние территории.

С целью обучения и выполнения творческих и исследовательских проектов разновозрастными группами учащихся в геопортал интегрированы уникальные наборы разновременных космических снимков. Также для пользователей «Цифрового глобуса» разработано проектно-ориентированное учебно-методическое пособие, включающее в себя, помимо базовой информации в области геоинформатики, кейсы задач и методики их решения.

Данное техническое решение способно обеспечивать реализацию одного из условий новой образовательной программы в российской школе -- использование в образовательном процессе современных технологий деятельностного типа. А разработанная уникальная проектно-ориентированная методика позволит учащимся (школьникам, студентам, слушателям курсов повышения квалификации) в игровой форме творчески осваивать самые современные формы, методы анализа и применения пространственных данных (http://fasie.ru/press/fund/razvitie- nti-vzglyanut-na-zemlyu-iz-kosmosa-pomozhet- tsifшvaya-3d-model-muШskan).

Использование «Цифрового глобуса» в образовательных и научно-практических целях позволит повысить качество обучения, качество восприятия материала за счет более наглядного представления геопространственной информации. Это комплексный продукт, демонстрирующий возможности использования современных космических и геоин- формационных технологий, оперативного доступа к пространственным данным. Он преимущественно ориентирован на рынок образовательных услуг, а именно на оснащение лабораторий в школах и вузах; может быть использован для работы тематических проектных смен в образовательных центрах; является инструментом для эффективного освоения навыков работы с пространственной информацией разного типа [7].

Лаборатория «Геоателье»

В 2019 г. в рамках реализации всероссийской программы «Дежурный по планете» [организаторами программы являются Образовательный фонд «Талант и успех» (центр «Сириус»), Сколковский институт науки и технологий, Фонд содействия инновациям и госкорпорация «Роскосмос»] был запущен еще один масштабный совместный проект -- открытие направления «Геоателье» в образовательном центре «Сириус». «Главным ресурсом „Геоателье” стал аппаратно-программно-методический комплекс (АПМК). Комплекс включает в себя земную приемную станцию, под технические характеристики которой разработано программное обеспечение для автоматической обработки данных ДЗЗ, образовательный геопортал с оперативно обновляемыми спутниковыми данными, методические материалы (проектно-ориентированное учебно-методическое пособие и программа повышения квалификации для наставников)» (http ://www.scanex.ru/company/news/ tekhnologii-geoatele-pomogayut-provodit-nauchnye- issledovaniya-mirovogo-urovnya-). Разработчиком АПМК является ООО «ЦРИТ» из группы компаний «СКАНЭКС».

Аппаратно-программно-методический комплекс «Геоателье» создается для системы кружкового движения. Лаборатория, оснащенная современными космическими и веб-ГИС технологиями, позволит эффективно осуществлять не только образовательную, научно-исследовательскую, но и практико-ориентированную производственную деятельность, решать прикладные и фундаментальные научные проблемы, а также задачи государственного уровня, учиться применять оборудование и программное обеспечение, используемое в крупнейших организациях России. Образовательные мероприятия лаборатории будут направлены на то, чтобы учащиеся могли в игровой форме творчески осваивать самые современные методы анализа и применения данных ДЗЗ для эффективного принятия управленческих решений.

Технологии лаборатории будут применяться для реализации научно-исследовательских, социально значимых проектов с целью решения прикладных задач на различных территориальных уровнях для нужд отраслей народного хозяйства и экономики, таких как морская отрасль, сельское и лесное хозяйство, ЧС, мониторинг природно-территориальных комплексов и др.

«Геоателье» будет способствовать созданию, развитию и продвижению передовых отечественных технологий, продуктов и услуг, совершенствованию системы образования для обеспечения перспективных кадровых потребностей динамично развивающихся компаний, научных и творческих коллективов, участвующих в создании новых глобальных рынков.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОНКУРСЫ для школьников «АгроНТИ» - всероссийский конкурс для учащихся сельских школ

Конкурс «АгроНТИ» стартовал весной 2018 г. и будет проводиться ежегодно (http://kids.agronti.ru). Его цель: привлечь детей и молодежь из села в проектно-исследовательскую деятельность в области технологий сельского хозяйства, способствовать их ранней профессиональной ориентации в мире возникающих новых профессий. Этот формат изучения дисциплин естественнонаучного цикла выводит участников конкурса из-за парт в «поле». Дети 5-10х классов участвуют в мастер-классах, которые проводят специалисты ведущих профильных компаний, создающих наукоемкие продукты для сельского хозяйства, в течение лета занимаются на онлайн-курсах, изучают новые программы обработки данных, получают дистанционную поддержку в работе над своими проектами, а осенью вновь встречаются на мастер-классе и меряются силами и накопленными знаниями в формате конкурса, выполняя практические задания, ориентированные на решение конкретных проблем в области агротехнологий.

Конкурс проводится по следующим «направлениям: „гроКоптеры -- применение беспилотных летательных аппаратов для решения задач в сельском хозяйстве; АгроРоботы» -- автоматизированные системы управления сельскохозяйственной техникой; АгроКосмос -- использование космических снимков и веб-ГИС технологий в сельском хозяйстве; Агро- Метео -- прогнозирование погоды, создание архива погоды, аналитика» [8].

Кураторы конкурса считают, что школьники нередко способны предложить оригинальные и эффективные решения той или иной практической задачи, достойные внедрения и могущие дать заметный экономический эффект в аграрном секторе (http://www.sib-science.info/ru/grants/ segodnya-startoval-12052018). Важен и социальнообразовательный аспект: работая над проектами, ребята на личном опыте почувствуют, что технологии, казавшиеся фантастикой, доступны в их родном селе, что их можно буквально создавать своими руками и, получив образование, работать по новым, востребованным и высокооплачиваемым специальностям.