Теорія і практика впровадження інформаційно-освітньої системи з основ дистанційного зондування Землі в освітній процес Малої академії наук України

Abstract

У дисертаційному дослідженні досягнута мета, яка полягає у науковому обґрунтуванні теоретичних засад та результатів практичного впровадження інформаційно-освітньої системи з основ дистанційного зондування Землі в освітній процес Малої академії наук України. В роботі обґрунтовано та експериментально перевірено модель інформаційно-освітньої системи природничо-наукової підготовки учасників освітнього процесу МАНУ до застосування технологій ДЗЗ. Вирішено завдання дослідження, а саме: здійснено теоретичний аналіз поняттєво-термінологічного апарату проблеми впровадження технологій ДЗЗ в освітній процес у психолого-педагогічній, науково-методичній літературі; обґрунтовано ІОС з основ ДЗЗ як освітньо-наукову інновацію; визначено смислове поле термінів «інформаційно-освітня система з основ дистанційного зондування Землі» та «освітньо-наукова інновація»; обґрунтовано теоретичний базис: сутність, зміст і зв’язки-залежності ІОС з основ ДЗЗ; окреслено технологію практичної реалізації ІОС з основ ДЗЗ в МАНУ; визначено організаційно-педагогічні умови впровадження ІОС з основ ДЗЗ; обґрунтувань модель інформаційно-освітньої системи природничо-наукової підготовки учасників освітнього процесу МАНУ до застосування технологій ДЗЗ; практично перевірено ефективність впровадження моделі в систему МАНУ за етапами освітньо-наукової інновації. Окреслено методику дослідження ІОС з основ ДЗЗ через етапи впровадження освітньо-наукової інновації, зокрема: виявлення суперечності, зародження ідеї, щодо подолання цієї суперечності, розробка інновації, апробація інновації, перевірка ефективності інновації, корегування інновації у відповідності до результатів попереднього етапу масштабування, перевірка ефективності інновації у масштабуванні, удосконалення інновації, органічна інтеграція або стагнація. У рамках дослідження розроблено та апробовано навчально-методичний комплекс «Основи Дистанційного зондування Землі», який складається з рівнів за темами: «Основи ДЗЗ: історія та практичне застосування», «Основи ДЗЗ: аналіз космічних знімків в ГІС», «Основи ДЗЗ: обробка та аналіз супутникових знімків на платформі Google Earth Engine». Навчально-методичний комплекс розроблений для методичної підтримки освітнього процесу МАНУ, визначено та обґрунтовано засоби, форми та методи застосування технологій ДЗЗ у дослідницькій діяльності учнів МАНУ. В процесі і результаті цього дослідження в структурі Національного центру МАНУ організовано роботу лабораторії «ГІС та ДЗЗ» та мережі секцій «ГІС та ДЗЗ» у 14 її територіальних відділеннях.

The Doctoral Thesis has achieved its goal, which is to scientifically substantiate the theoretical foundations and results of the practical implementation of an information-educational system (IES) based on remote sensing in the educational process of the Junior Academy of Sciences of Ukraine. In the research the model of the information-educational system for geoscientific training of the participants of the educational process of the Junior Academy of Sciences of Ukraine (JASU) for the application of remote sensing technologies was theoretically substantiated and experimentally verified. The research tasks were solved, namely: theoretical analysis of the conceptual-terminological apparatus of the problem of implementation of remote sensing technologies in the educational process in psychological-pedagogical and scientific-methodological literature was carried out. The IES based on remote sensing as an educational innovation was substantiated. The semantic field of the terms "remote sensing information-educational system" and "educational innovation" was defined. The theoretical basis was substantiated: the nature, content and interdependencies of the remote sensing based IES. The technology for the practical implementation of remote sensing IES in JASU was outlined. The organisational-pedagogical conditions for the implementation of remote sensing IES were determined. The model of the information-educational system for geoscientific training of the participants of the educational process of JASU for the application of remote sensing technologies was substantiated. The effectiveness of the implementation of the model in the JASU system was practically verified through the stages of pedagogical-scientific innovation. The research methodology of the IES based on remote sensing through the stages of implementation of the pedagogical-scientific innovation was outlined, including: identification of the contradiction, genesis of the idea to overcome this contradiction, development of the innovation, testing of the innovation, verification of the effectiveness of the innovation, adjustment of the innovation in accordance with the results of the previous stage, verification of the effectiveness of the innovation in scaling, improvement of the innovation and organic integration or stagnation. Within the framework of the research the pedagogical-methodological complex "Fundamentals of Remote Sensing " was developed and tested, consisting of thematic levels: "Fundamentals of Remote Sensing: History and Practice", "Fundamentals of Remote Sensing: Analysis of Space Images in GIS", "Fundamentals of Remote Sensing: Processing and analysis of satellite images on the Google Earth Engine platform". The pedagogical-methodological complex was developed for the methodical support of the educational process of JASU, and the tools, forms and methods of application of remote sensing technologies in the research activities of JASU students were determined and substantiated. In the process and as a result of this research, the work of the "GIS and Remote Sensing" laboratory and the network of "GIS and Remote Sensing" scientific clubs in 14 of its territorial branches was organised within the structure of the National Centre of JASU.