Xây Dựng và Sử Dụng WebGIS Trong Dạy Học Địa Lí Lớp 11

Tài liệu nghiên cứu Xây dựng và sử dụng webgis trong dạy học địa lí lớp 11, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về giáo dục.

• Đề tài: Xây Dựng và Sử Dụng WebGIS Trong Dạy Học Địa Lí Lớp 11

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ WEBGIS TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ LỚP 11
• 1.1. Tổng quan về WebGIS
• 1.1.1. Giới thiệu về Web
• 1.1.2. Hệ thống thông tin địa lí (GIS)
• 1.1.3. Khái niệm WebGIS
• 1.1.4. Phân loại WebGIS
• 1.1.5. Kiến trúc 3 tầng của WebGIS
• 1.1.6. Quy trình xây dựng WebGIS
• 1.1.6.1. Bước 1: Xác định mục đích, yêu cầu
• 1.1.6.2. Bước 2: Xác định các lớp bản đồ, lớp thông tin cần thiết
• 1.1.6.3. Bước 3: Thiết kế và biên tập dữ liệu
• 1.1.6.4. Bước 4: Lựa chọn công nghệ WebGIS
• 1.1.6.5. Bước 5: Xây dựng cấu trúc và giao diện WebGIS
• 1.1.6.6. Bước 6: Kiểm thử
• 1.1.6.7. Bước 7: Hoàn thiện và thực nghiệm
• 1.1.7. Ưu và nhược điểm của WebGIS
• 1.1.7.1. Ưu điểm của WebGIS
• 1.1.7.2. Nhược điểm của WebGIS
• 1.1.8. Vai trò của WebGIS trong dạy học địa lí
• 1.1.9. Bản đồ giáo khoa trong dạy học địa lí
• 1.1.9.1. Khái niệm về bản đồ giáo khoa
• 1.1.9.2. Phân loại bản đồ giáo khoa
• 1.1.10. Cơ sở thực tiễn về việc sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí
• 1.1.10.1. Nội dung chương trình Địa lí lớp 11 theo chương trình giáo dục phổ thông 2018
• 1.1.10.2. Đặc điểm tâm lí học của học sinh lớp 11
• 1.1.10.3. Thực trạng sử dụng và khai thác bản đồ trong dạy học Địa lí ở trường THPT
• 1.2. Tổng quan nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3.1. Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lí (GIS)
• 1.3.2. Phương pháp thu thập và xử lí tài liệu
• 1.3.3. Phương pháp chuyên gia
• 1.3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 1.3.5. Phương pháp thống kê số liệu
• 1.4. Cấu trúc của khóa luận tốt nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG WEBGIS PHỤC VỤ DẠY HỌC ĐỊA LÍ LỚP 11
• 2.1. Nguyên tắc và yêu cầu xây dựng WebGIS
• 2.2. Quy trình xây dựng WebGIS phục vụ dạy học địa lí lớp 11
• 2.2.1. Xác định mục đích, yêu cầu
• 2.2.2. Thu thập và xử lý dữ liệu
• 2.2.3. Lựa chọn công nghệ WebGIS
• 2.2.4. Xây dựng WebGIS
• 2.2.5. Thể hiện bản đồ bằng QGIS
• 2.2.6. Import dữ liệu vào PostgreSQL thông qua PostGIS
• 2.2.7. Upload dữ liệu lên Geoserver
• 2.2.8. Xây dựng cấu trúc và giao diện WebGIS
• 2.2.9. Xây dựng công cụ chức năng
• 2.2.10. Chạy và kiểm tra sửa lỗi
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Đối tượng và phạm vi thực nghiệm
• 3.1.1. Đối tượng thực nghiệm
• 3.1.2. Địa bàn thực nghiệm
• 3.1.3. Thời gian thực nghiệm
• 3.2. Mục tiêu, nguyên tắc và phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Tổ chức thực nghiệm
• 3.4. Kết quả thực nghiệm
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. WebGIS là gì Cuộc cách mạng dạy học Địa lí Lớp 11

Trong bối cảnh công nghệ 4.0, việc đổi mới phương pháp dạy học Địa lí là yêu cầu cấp thiết. WebGIS, hay Hệ thống thông tin địa lí trên nền tảng web, nổi lên như một giải pháp đột phá, biến những bài học tĩnh trong sách giáo khoa trở thành các trải nghiệm tương tác sống động. Thay vì chỉ quan sát bản đồ giấy, học sinh giờ đây có thể trực tiếp thao tác, truy vấn và phân tích không gian địa lí ngay trên trình duyệt. Công nghệ này không chỉ là một công cụ trình chiếu, mà còn là một môi trường học tập mở, nơi kiến thức được kiến tạo thông qua sự khám phá. Việc xây dựng và sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí lớp 11 giúp trực quan hóa dữ liệu không gian phức tạp, từ sự phân bố dân cư đến các vành đai kinh tế, làm cho nội dung học trở nên dễ hiểu và dễ nhớ hơn. Nó mở ra một kỷ nguyên mới cho việc giảng dạy, nơi công nghệ GIS trong dạy học không chỉ hỗ trợ giáo viên mà còn trao quyền chủ động cho học sinh, thúc đẩy sự phát triển toàn diện các năng lực địa lí cần thiết cho thế kỷ 21.

1.1. Khái niệm cốt lõi về Hệ thống thông tin địa lí WebGIS

WebGIS là sự kết hợp giữa sức mạnh của Hệ thống thông tin địa lí (GIS) và khả năng truy cập toàn cầu của Internet. Theo định nghĩa, đây là một hệ thống cho phép thu thập, quản lý, phân tích và trình bày dữ liệu không gian thông qua một trình duyệt web mà không yêu cầu người dùng phải cài đặt phần mềm chuyên dụng (Harder, 1998). Về bản chất, nó đưa toàn bộ chức năng của GIS lên mạng, cho phép số lượng lớn người dùng cùng lúc truy cập và tương tác với bản đồ số. Kiến trúc của một WebGIS thường bao gồm ba tầng chính: tầng trình bày (Client - trình duyệt web), tầng ứng dụng (Application Server - nơi xử lý logic và kết nối với máy chủ bản đồ như GeoServer) và tầng dữ liệu (Data Server - nơi lưu trữ dữ liệu GIS trong các hệ quản trị như PostgreSQL/PostGIS).

1.2. So sánh WebGIS và các loại bản đồ giáo khoa truyền thống

Bản đồ giáo khoa truyền thống (bản đồ giấy, atlas) có vai trò không thể phủ nhận nhưng bộc lộ nhiều hạn chế. Chúng mang tính tĩnh, thông tin và số liệu nhanh chóng trở nên lỗi thời, đặc biệt với các chủ đề kinh tế - xã hội trong chương trình Địa lí lớp 11 mới. Ngược lại, WebGIS mang tính động và có khả năng cập nhật liên tục. Nó cho phép hiển thị nhiều lớp thông tin trên cùng một bản đồ nền, người dùng có thể tùy ý bật/tắt để phân tích các mối quan hệ không gian. Trong khi bản đồ giấy bị giới hạn bởi tỷ lệ và khổ giấy, bản đồ web tương tác cho phép phóng to, thu nhỏ linh hoạt, xem thông tin từ tổng quan đến chi tiết. Đây là ưu thế vượt trội giúp học sinh không bị quá tải thông tin mà vẫn có thể khám phá kiến thức một cách sâu sắc.

1.3. Vai trò của công nghệ GIS trong đổi mới giáo dục hiện đại

Việc tích hợp công nghệ GIS trong dạy học đóng vai trò then chốt trong việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông 2018, đó là phát triển năng lực và phẩm chất người học. WebGIS không chỉ cung cấp thông tin mà còn là công cụ để hình thành tư duy không gian – một năng lực cốt lõi của môn Địa lí. Nó hỗ trợ hiệu quả cho các phương pháp dạy học tích cực như dạy học theo dự án môn Địa lí, dạy học giải quyết vấn đề. Học sinh có thể tự thu thập dữ liệu, tạo bản đồ của riêng mình, và trình bày kết quả nghiên cứu một cách trực quan thông qua các công cụ như StoryMaps. Điều này biến quá trình học tập từ thụ động tiếp thu thành chủ động kiến tạo tri thức, đáp ứng yêu cầu của công nghệ 4.0 trong giáo dục.

II. Thách thức của bản đồ giấy trong dạy học Địa lí hiện đại

Mặc dù là phương tiện không thể thiếu, việc phụ thuộc hoàn toàn vào bản đồ giáo khoa truyền thống đang tạo ra những rào cản đáng kể trong việc nâng cao chất lượng dạy và học Địa lí. Thách thức lớn nhất đến từ sự tĩnh tại của thông tin. Các số liệu về kinh tế - xã hội thế giới thay đổi hàng năm, trong khi bản đồ in ấn phải mất nhiều thời gian mới được tái bản, dẫn đến tình trạng kiến thức học sinh tiếp nhận bị lạc hậu. Theo khảo sát của Nguyễn Thị Kiều Nương (2024), học sinh gặp khó khăn với các bản đồ khổ lớn, khó bảo quản và giá thành cao. Hơn nữa, sự thiếu tương tác của bản đồ giấy hạn chế khả năng khơi gợi hứng thú và phát triển các kỹ năng phân tích chuyên sâu. Việc xây dựng và sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí lớp 11 chính là giải pháp để khắc phục những tồn tại này, mang đến một công cụ học tập linh hoạt, cập nhật và có tính tương tác cao, phù hợp với tâm lý và năng lực của học sinh thời đại số.

2.1. Hạn chế về dữ liệu tĩnh và thiếu tính cập nhật thường xuyên

Chương trình Địa lí 11 tập trung vào kinh tế - xã hội của các khu vực và quốc gia trên thế giới, một lĩnh vực có tính biến động rất cao. Các bản đồ trong sách giáo khoa hay atlas thường chỉ phản ánh số liệu của một năm nhất định. Điều này gây khó khăn khi giáo viên muốn minh họa các xu hướng phát triển, sự thay đổi trong cơ cấu kinh tế hay các vấn đề toàn cầu mới nổi. Dữ liệu GIS trên WebGIS có thể được cập nhật thường xuyên từ các nguồn uy tín như World Bank hay Tổng cục Thống kê, đảm bảo tính chính xác và thời sự của kiến thức, giúp bài học luôn gắn liền với thực tiễn.

2.2. Khó khăn trong việc phát triển toàn diện tư duy không gian

Tư duy không gian bao gồm khả năng nhận biết các đối tượng, phân tích sự phân bố, xác lập các mối liên hệ và dự báo xu hướng trong không gian. Bản đồ giấy chỉ thể hiện được sự phân bố một cách thụ động. Học sinh khó có thể tự mình thực hiện các thao tác phân tích không gian địa lí như chồng xếp các lớp bản đồ (ví dụ: lớp phân bố dân cư và lớp phân bố tài nguyên khoáng sản) để rút ra kết luận. WebGIS cho phép thực hiện các thao tác này một cách dễ dàng, giúp học sinh từ việc 'nhìn' bản đồ chuyển sang 'tương tác' và 'truy vấn' bản đồ, qua đó phát triển tư duy không gian một cách tự nhiên và hiệu quả.

2.3. Thực trạng sử dụng bản đồ tại các trường THPT hiện nay

Khảo sát thực tiễn tại trường THPT Trần Khai Nguyên cho thấy, dù học sinh rất hứng thú (trên 80%) khi giáo viên sử dụng bản đồ, nhưng các loại hình được sử dụng chủ yếu vẫn là bản đồ trong sách giáo khoa và atlat. Các công cụ hiện đại như bản đồ số còn rất xa lạ, với hơn 90% học sinh chưa từng sử dụng dạng bản đồ web tương tác (Nguyễn Thị Kiều Nương, 2024). Điều này cho thấy một khoảng trống lớn giữa tiềm năng của công nghệ và thực tiễn giảng dạy. Việc thiếu thốn các thiết bị hỗ trợ và kỹ năng sử dụng công nghệ của cả giáo viên và học sinh là những rào cản cần được tháo gỡ để ứng dụng GIS trong giáo dục có thể được triển khai rộng rãi.

III. Hướng dẫn 5 bước xây dựng WebGIS dạy học Địa lí 11

Việc xây dựng WebGIS trong dạy học không còn là nhiệm vụ quá xa vời đối với giáo viên Địa lí. Với sự hỗ trợ của các công nghệ mã nguồn mở, quá trình này có thể được thực hiện một cách có hệ thống và hiệu quả. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Kiều Nương (2024) đã hệ thống hóa quy trình này thành 5 bước cốt lõi, bắt đầu từ việc xác định mục tiêu sư phạm cho đến khi hoàn thiện và kiểm thử sản phẩm. Quy trình này đảm bảo WebGIS tạo ra không chỉ đúng về mặt kỹ thuật mà còn phải đáp ứng chặt chẽ yêu cầu về nội dung và phương pháp của chương trình Địa lí lớp 11 mới. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp, đặc biệt là các phần mềm mã nguồn mở như QGIS trong dạy học và GeoServer, giúp giảm thiểu chi phí và tạo ra một sản phẩm linh hoạt, dễ dàng tùy biến và nhân rộng trong các cơ sở giáo dục.

3.1. Bước 1 2 Xác định mục tiêu và thu thập dữ liệu GIS

Đây là hai bước nền tảng quyết định sự thành công của sản phẩm. Trước tiên, cần xác định rõ WebGIS sẽ phục vụ cho chủ đề, bài học nào trong chương trình Địa lí 11 (ví dụ: chủ đề về Trung Quốc) và các yêu cầu cần đạt là gì. Từ đó, xác định các lớp bản đồ cần thiết (hành chính, tự nhiên, dân cư, kinh tế...). Giai đoạn tiếp theo là thu thập dữ liệu GIS. Dữ liệu không gian có thể được lấy từ các nguồn uy tín như Natural Earth, GADM. Dữ liệu thuộc tính (số liệu thống kê) được thu thập từ các cơ quan như Tổng cục Thống kê Trung Quốc, World Bank, đảm bảo tính cập nhật đến năm gần nhất. Các dữ liệu này sau đó sẽ được xử lý, chuẩn hóa bằng phần mềm QGIS để sẵn sàng cho các bước tiếp theo.

3.2. Bước 3 4 Lựa chọn công nghệ và tiến hành xây dựng

Việc lựa chọn công nghệ mã nguồn mở là một giải pháp tối ưu về chi phí và tính linh hoạt. Một bộ công cụ phổ biến bao gồm: QGIS để biên tập và tạo style cho bản đồ; PostgreSQL/PostGIS để quản trị cơ sở dữ liệu không gian; GeoServer đóng vai trò là máy chủ bản đồ (Map Server) để xuất bản các lớp dữ liệu lên web theo chuẩn OGC; và thư viện Leaflet (JavaScript) để xây dựng giao diện bản đồ web tương tác phía người dùng. Quá trình xây dựng bao gồm các công việc kỹ thuật như: import dữ liệu vào database, public dữ liệu qua GeoServer, và lập trình giao diện người dùng với các chức năng cơ bản (phóng to, bật/tắt lớp, truy vấn thông tin).

3.3. Bước 5 Kiểm thử hoàn thiện và đóng gói sản phẩm

Sau khi xây dựng xong các chức năng cơ bản, bước cuối cùng là kiểm thử toàn diện. Cần kiểm tra trên nhiều trình duyệt khác nhau để đảm bảo tính tương thích, kiểm tra tốc độ tải bản đồ, và rà soát các lỗi hiển thị hoặc chức năng. Giai đoạn này cũng cần lấy ý kiến từ các chuyên gia hoặc giáo viên khác để hoàn thiện về mặt sư phạm và thẩm mỹ. Sản phẩm cuối cùng là một ứng dụng web có thể được triển khai trên một máy chủ trực tuyến hoặc được đóng gói để chạy cục bộ (offline) trên máy tính trong lớp học, đảm bảo tính linh hoạt trong mọi điều kiện cơ sở vật chất.

IV. Bí quyết sử dụng WebGIS để nâng cao năng lực địa lí

Sở hữu một công cụ WebGIS mạnh mẽ mới chỉ là bước đầu. Để thực sự tạo ra tác động, giáo viên cần có những phương pháp sử dụng WebGIS hiệu quả, biến nó thành một phần không thể thiếu trong các hoạt động dạy học. Thay vì chỉ dùng WebGIS như một bản đồ treo tường kỹ thuật số, giáo viên nên thiết kế các nhiệm vụ học tập mang tính khám phá, yêu cầu học sinh phải trực tiếp thao tác và tư duy trên bản đồ. Các hoạt động này có thể được tích hợp liền mạch vào giáo án điện tử Địa lí 11, từ khâu khởi động, hình thành kiến thức mới cho đến luyện tập, vận dụng. Việc dạy học tích hợp WebGIS không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà quan trọng hơn là hình thành và phát triển các năng lực địa lí cốt lõi như năng lực tìm hiểu địa lí, nhận thức thế giới theo quan điểm không gian, và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

4.1. Thiết kế các hoạt động dạy học tương tác với bản đồ số

Giáo viên có thể tổ chức các hoạt động đa dạng. Ví dụ, trong bài về tự nhiên Trung Quốc, học sinh có thể bật lớp bản đồ địa hình và lớp bản đồ sông ngòi để tự tìm ra mối quan hệ giữa hướng chảy của sông và hướng nghiêng địa hình. Hoặc trong bài kinh tế, học sinh có thể sử dụng công cụ truy vấn để xác định các trung tâm công nghiệp lớn, sau đó bật lớp bản đồ khoáng sản và giao thông để giải thích tại sao chúng lại phân bố ở đó. Các hoạt động này thúc đẩy sự tương tác, biến học sinh thành những nhà nghiên cứu địa lí thực thụ ngay trong lớp học.

4.2. Khai thác WebGIS trong các bài giảng e learning môn Địa

WebGIS là một công cụ lý tưởng cho các bài giảng e-learning môn Địa và các hình thức học tập kết hợp (blended learning). Giáo viên có thể giao các bài tập về nhà yêu cầu học sinh sử dụng WebGIS để tìm hiểu trước nội dung. Ví dụ, yêu cầu học sinh chuẩn bị một báo cáo ngắn về sự thay đổi của nền kinh tế vùng duyên hải Trung Quốc bằng cách khai thác dữ liệu GDP, xuất nhập khẩu được tích hợp sẵn trong WebGIS. Điều này giúp cá nhân hóa quá trình học tập, đồng thời tiết kiệm thời gian trên lớp để tập trung vào các hoạt động thảo luận và phân tích chuyên sâu.

4.3. Phát triển năng lực địa lí qua các bài tập thực hành

Các bài thực hành là cơ hội tốt nhất để phát huy sức mạnh của WebGIS. Thay vì chỉ đọc và phân tích số liệu trong bảng, học sinh có thể trực tiếp thấy sự thể hiện của các số liệu đó trên không gian bản đồ. Bài thực hành 'Tìm hiểu sự thay đổi của nền kinh tế tại vùng duyên hải Trung Quốc' là một ví dụ điển hình. Học sinh sử dụng WebGIS để xác định vị trí các tỉnh, so sánh quy mô GDP qua màu sắc và viết báo cáo dựa trên những phân tích trực quan. Quá trình này giúp các em rèn luyện kỹ năng thu thập, xử lý thông tin, tư duy phản biện và trình bày vấn đề một cách khoa học.

V. Đánh giá hiệu quả sử dụng WebGIS qua thực nghiệm sư phạm

Lý thuyết cần được kiểm chứng bằng thực tiễn. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Kiều Nương (2024) đã tiến hành một thực nghiệm sư phạm bài bản tại trường THPT Trần Khai Nguyên (TP.HCM) để đánh giá tác động của việc sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí lớp 11. Thực nghiệm được thiết kế với một lớp thực nghiệm (sử dụng WebGIS) và một lớp đối chứng (sử dụng phương pháp truyền thống) có năng lực học tập tương đương. Kết quả thu được từ thực nghiệm đã cung cấp những bằng chứng thuyết phục về tính ưu việt của phương pháp dạy học có tích hợp WebGIS, không chỉ về mặt thái độ học tập mà còn cả về kết quả học tập định lượng. Những con số 'biết nói' từ nghiên cứu này là minh chứng rõ ràng cho thấy đầu tư vào ứng dụng GIS trong giáo dục là một hướng đi đúng đắn và cần được nhân rộng.

5.1. Kết quả định tính Gia tăng hứng thú và thái độ tích cực

Quan sát trong quá trình dạy thực nghiệm cho thấy sự khác biệt rõ rệt về không khí lớp học. Ở lớp thực nghiệm, học sinh tỏ ra chăm chú, tích cực và chủ động hơn trong các hoạt động. Việc được trực tiếp 'chạm' vào bản đồ, tự mình khám phá thông tin đã khơi dậy sự tò mò và hứng thú. Giáo viên nhận thấy học sinh ở lớp thực nghiệm phát biểu sôi nổi hơn, các câu hỏi đặt ra cũng sâu sắc hơn. Ngược lại, lớp đối chứng có không khí trầm lắng hơn, học sinh có xu hướng thụ động và phụ thuộc vào các thông tin có sẵn trong sách giáo khoa. Điều này khẳng định WebGIS là công cụ hiệu quả để tạo ra một môi trường học tập tích cực.

5.2. Kết quả định lượng Cải thiện rõ rệt điểm số học tập

Hiệu quả của WebGIS không chỉ dừng lại ở thái độ. Việc đánh giá sản phẩm học tập (bài báo cáo) sau tiết thực hành đã cho thấy kết quả định lượng thuyết phục. Lớp thực nghiệm đạt điểm trung bình là 8,1 điểm, cao hơn so với mức 7,86 điểm của lớp đối chứng. Đáng chú ý hơn, độ lệch chuẩn của lớp thực nghiệm (0,39) thấp hơn đáng kể so với lớp đối chứng (0,65), cho thấy kết quả học tập của lớp thực nghiệm đồng đều hơn và mặt bằng chung được nâng lên. Các số liệu này chứng minh rằng việc sử dụng WebGIS trong dạy học có tác động tích cực và đo lường được đến kết quả học tập của học sinh (Nguyễn Thị Kiều Nương, 2024).

VI. Tương lai của WebGIS trong dạy học và công nghệ giáo dục

Thành công từ các nghiên cứu và thực nghiệm ban đầu đã mở ra một tương lai đầy hứa hẹn cho việc sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí nói riêng và trong ngành giáo dục nói chung. WebGIS không chỉ là một công cụ đơn lẻ mà là một phần của hệ sinh thái công nghệ 4.0 trong giáo dục, có khả năng tích hợp với các công nghệ khác như Big Data, AI và thực tế ảo để tạo ra những trải nghiệm học tập phong phú hơn nữa. Để xu hướng này trở thành hiện thực, cần có sự chung tay từ nhiều phía: các cơ quan quản lý giáo dục cần đầu tư cơ sở vật chất và tổ chức tập huấn; các trường sư phạm cần cập nhật chương trình đào tạo; và mỗi giáo viên cần chủ động, sáng tạo trong việc ứng dụng công nghệ. Việc nhân rộng mô hình xây dựng và sử dụng WebGIS sẽ góp phần quan trọng vào công cuộc chuyển đổi số giáo dục, nâng cao chất lượng dạy và học một cách bền vững.

6.1. Xu hướng tích hợp và ứng dụng GIS trong giáo dục 4.0

Trong tương lai, WebGIS sẽ không chỉ dừng lại ở việc hiển thị các lớp dữ liệu có sẵn. Xu hướng phát triển sẽ hướng tới việc tích hợp các nguồn dữ liệu thời gian thực (real-time data), cho phép học sinh phân tích các vấn đề nóng như tình hình thiên tai, biến đổi khí hậu, hay các luồng giao thông. Các nền tảng như ArcGIS Online cho giáo dục hay các công cụ kể chuyện bằng bản đồ như StoryMaps ngày càng trở nên phổ biến, cho phép học sinh không chỉ phân tích mà còn có thể trình bày, kể những câu chuyện địa lí của riêng mình một cách hấp dẫn. Đây là hướng đi tất yếu để môn Địa lí bắt kịp với sự phát triển của công nghệ và thế giới.

6.2. Đề xuất nhân rộng mô hình WebGIS trong các trường học

Để việc ứng dụng GIS trong giáo dục không chỉ là những dự án đơn lẻ, cần có một chiến lược nhân rộng bài bản. Dựa trên kết luận của nghiên cứu, có thể đề xuất một số giải pháp. Thứ nhất, xây dựng các kho học liệu số và dữ liệu GIS dùng chung cho giáo viên trên cả nước. Thứ hai, tổ chức các khóa tập huấn thường xuyên cho giáo viên về kỹ năng xây dựng và sử dụng WebGIS. Thứ ba, khuyến khích các cuộc thi, dự án khoa học kỹ thuật của học sinh có ứng dụng GIS để lan tỏa và tạo động lực. Việc biến WebGIS thành một công cụ quen thuộc trong nhà trường sẽ tạo ra một thế hệ học sinh có năng lực địa lí vượt trội, sẵn sàng đối mặt với các thách thức toàn cầu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THUC TIEN VE WEBGIS TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ LỚP 11 1. Cơ sỡ lí luận về việc xây dựng và sử dụng WebGIS trong dạy học Địa lí lớp 11. Tổng quan về IWebGIS 1. Giới thiệu vẻ Web Mạng máy tính là hệ thống nhiều máy tỉnh, được kết nối với nhau để trao đổi thông tin, chia sẻ tài nguyên (đĩa cửng.

máy in) của các máy trong mạng với nhau, và có thể quản lý được toản bộ hoạt động của các máy được kết nói (Nguyễn Thị Hiển, 2018). Mạng máy tính bao gồm một số mạng máy tính bao. gồm một máy trung tâm (còn được gọi lả máy chủ hay máy phục vụ) vả nhiều máy tính khác (cỏn gọi là máy khách hàng hay trạm lảm việc) nỗi vào nhau. Khải niệm Internet xuất hiện vả được sử dụng vảo năm 1980, như một thuật ngữ nhằm mô tả mạng thông tin hỗn hợp nhiều loại dịch vụ được liên kết với nhau có tính toàn cầu.

Các mạng khác, có quy mô lớn hơn bao gồm nhiều máy chủ và cho phép bất kỳ một máy tỉnh nảo trong mạng có thê kết nổi với bit kì mảy nào khác đề trao đổi thông tin với nhau. Một khi đã được kết nồi với Internet, máy tính sẽ là một trong số hàng chục triệu thành viên của mạng khổng lỗ này. Tại Việt Nam, theo Luật Viễn thông định nghĩa khái niệm Internet là hệ thống thông tin toản cầu sử dụng giao thức Internet và tài nguyên Internet để cung cắp các dịch vụ và ứng dụng khác nhau cho người sử dụng dịch vụ viễn thông (Quốc hội, 2009). Internet mang theo một loạt các dịch vụ thông tin và tài nguyên ví dụ như liên kết siêu văn bản và ứng dụng của World Wide Web (WWW), thư điện tử, điện thoại vả chia sẻ tệp, Trong đó World Wide Web - viết tắt là www, hay goi ngắn gọn là Web — là một trong những dịch vụ mới nhất của Internet.

Đây là 12 một mạng lưới toàn cầu, là một không gian thông tin toản cầu mà mọi người có thể kết nối và tương tác thông qua Internet (Trịnh Quốc Tuấn, 2007). Các tải liệu trên Web được lưu trữ trong một hệ thông siêu văn bản (Hypertext), đặt tại các máy tỉnh trong mạng Internet. Web cho phép người sử dụng thâm nhập vio mọi ngõ ngách trên Internet, là những điểm chứ cơ sở dữ liệu gọi là Website. Nhờ có Web nên dủ không phải là một chuyên gia nhưng người sử dụng vẫn có thể sử dụng Internet (Trịnh Quốc Tuấn, 2007) Hiểu theo cách đơn giản hơn thì Web là hệ thống các tài liệu hypertext liên kết với nhau thông qua mạng internet.

Các thành phẩn của Web bao gồm: - WebPage: là một trang web được viết bằng ngôn ngữ PHP, ASP.Tuy nhiên kết quả trả về lả ngôn ngữ HTML ~ Website: là tập hợp nhiều Web Page cỏ nội dung thông nhất và được sắp xếp có hệ thống. ~ Web Server là thành phần chính của hệ thông dịch vụ. có vai trò nhận yêu cầu từ người dùng qua Web Browsers sau đó trẻ kết quả dưới dạng HTML, kịch bản JavaScript, CSS. - Web Browser: là giao điện người sử dụng phía máy trạm dùng đề gửi yêu cầu và nhận nội dung trang Web tử Web Server dưới dạng HTML, kịch bản JavaScript, CSS.

Web Browser sẽ thông địch các ngôn ngữ trên và xuất tra kết quả ra màn hình (hình 1.1) Trang web dưới dang HTML, Javacript, CSS, —E +. Yêu cầu ade kdequ Hình 1. Sơ đồ nguyên tắc nhận và trả thông tin trên Ieb Nguồn: (Phạm Thị Phép, 2013) 13 Cơ chế hoạt động của của World Wide Web bao gồm: Giao thức HTTP. (Hyper Text Transfer Protocol), dia chi URL (Uniform Resource Locator) và ngôn ngữ đánh dầu siêu văn ban HTML (Hypertext Markup Language) ~ Giao thức HTTP: Dủng để truy cập tải nguyên trên Web.

~ Địa chỉ URL: Nhận dạng các trang va tai nguyên trên Web. -Một số ngôn ngữ siêu văn bản tiêu biểu có kể kế đến lả HTML - ngôn ngữ đánh dẫu siêu văn bản và XML (Extensible Matkup Language) - ngôn ngữ đánh dấu cỏ thể mở rộng. Trong đó ngôn ngữ đánh dẫu siêu văn bản HTML là một trong 3 cơ chế hoạt động của một Web với chức năng tạo các tài liệu có thể truy cập trên Web. Kết cấu của một Web dựa trên mô hình client - server là mô hinh giúp các máy tính giao tiếp truyền tải dữ liệu cho nhau ~ Máy tính đóng vai trò là máy khách ~ Client: Với vai trỏ là máy khách.

chúng sẽ không cung cấp tải nguyên đến các máy tính khác mà chí sử dụng tải nguyên được cung cắp từ máy chủ. Một client trong mô hình này cỏ thể là một server cho mô hình khác, tùy thuộc vào như cầu sử dụng của người dùng. ~ Máy tính đóng vai trò là máy chú - Server: Lả máy tính có khả năng cung cấp tải nguyên và các dịch vụ đến các máy khách khác trong hệ thống mạng. Server đóng vai trò hỗ trợ cho các hoạt động trên máy khách client diễn ra hiệu quả hơn.

Các ưu điểm của mô hình client — server: ~ Giúp làm việc trên bất kì một máy tính nào có hỗ trợ giao thức truyền thông. Giao thức chuẩn nảy cũng giúp các nhả sản xuất tích hợp lên nhiều sản phẩm khác nhau mả không gặp phải khó khăn gì. ~ Có thê có nhiễu server cùng làm một dịch vụ, chúng có thẻ nằm trên nhiều máy tính hoặc một máy tính. 14 - Chỉ mang đặc điểm của phần mề mà không hẻ liễ đến phần cú ngoải yêu cầu duy nhất lả server phải có cấu hình cao hơn các client.

~ Hỗ trợ người dùng nhiều dich vu da dang va sự tiện dụng bởi khả năng truy cập từ xa. ~ Cung cấp một nền táng lý tưởng, cho phép cung cắp tích hợp các kỹ thuật hiện đại như mô hình thiết kế hướng đối tượng, hệ chuyên gia, hệ thông tin địa lý (GIS) 1. Hệ thẳng thông tin địa li (GIS) Hệ thông thông tin địa li hay GIS (viết tắt của cụm từ Geographic Tnformation System) là một hệ thông thông tin áp dụng cho dữ liệu địa lí và được xem như là một hệ thông gồm phần cứng, phần mềm với các chức năng được thiết kế để thu thập, lưu trữ, truy cập và biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệu tham chiều đến vị trí trên mặt Trái Đắt, nhằm hỗ trợ giải quyết các bài toán quy hoạch và quản lý phức tạp 'Vào những năm 1960-1970, Canada bắt đầu xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đầu tiên của họ. Trong giai đoạn nảy, ho tập trung vào việc sử dụng công nghệ máy tính mới nỗi để tô chức và phân tích dữ liệu địa lý.

Cụ thể, Đại học Carleton ở Ottawa được công nhận là một trong những trung tâm quan trọng cho sự phát triển của GIS tại Canada. Từ đó trên thế giới hình thành xu hướng xử lý vả sử dụng dữ liệu không gian trong đánh giá, quy hoạch và giám sat. Sự phát triển của GIS gắn liền với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, đồ hoạ, dữ liệu, thống kê, toán học, đo đạc. Ngày nay GIS được áp dụng trong nhiễu lĩnh vực khác nhau như hành chính, quy hoạch, địa chat, an ninh quốc phòng, giáo dục.

Chính sự đa dạng về lĩnh vực ứng dụng GIS giúp hình thành nhiều nhận thức khác nhau như: nhận thức liên quan đến bản đỏ, có sở dữ liệu. khả năng phân tích không gian, hỗ trợ thông tin cho người lập quyết định trên 15 có sở khả năng truy vấn, thống kê, phân tích không gian hay mé hinh hod trong GIS (Trin Trọng Đức, 2011) 1. Khải niệm WebGIS. Hệ thống thông tin địa lí có nhiều định nghĩa cho nên WebGIS cũng có nhiều định nghĩa khác nhau, tuy nhiên các định nghĩa đều có là sự kết hợp định nghĩa của GIS vả Web, chí ra đặc trưng của GIS và các thành phần của Web.

Dưới đâu là một số định nghĩa về WebGIS: ~ Theo Harder (1998), WebGIS được định nghĩa là một hệ thống phức tạp kết nối với Internet, cho phép sao chép, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị dữ liệu cùng với vị trí mà không cân sử dụng đến phần mềm GIS riêng biệt. Ong Harder nhấn mạnh rằng, mặc dủ Internet không lảm thay đổi những đặc điểm cơ bản của hệ thông thông tin dia lý (GIS), nhưng nó giúp đưa các tính năng của GIS sử dụng được trên mạng. ~ Theo Edward 2000: “WebGIS 1a hệ thống thông tin địa lý được phân bổ thông qua hệ thống mạng máy tính phục vụ cho việc thống nhất, phỏ biến, giao tiếp với thông tin địa lý hiển thị trên World Wide Web.” (Nguyễn Thanh Xuan, 2019) ~ "WebGIS hay công nghệ GIS trên nền Web là hệ thống thông tin địa lý phân tản trên một mạng các máy tính để tích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên mạng Internet" (Phạm Thị Phép, 2013) WebGIS ra đời đã đánh dấu một bướt phát triển trong ngành GIS. Tich hợp các thế mạnh về khả năng truy cập, đa nền tảng, đa cấu hình vả để dàng chia sẻ của Web, cùng với khả năng hiển thị dữ liệu, truy vấn và phân tích không gian, WebGIS được ra đời trên cơ sở chia sẻ thông tin qua hệ thống Internet.

Việc tích hợp công nghệ GIS vả Internet đã tạo cơ hội để mọi người có thể sử dụng dữ liệu và các chức năng ca GIS ma không can cai dat bat cử phần mềm GIS chuyên dụng nào. Hỗ trợ giải quyết được các vấn đề khó khăn 16 trong khai thác và sử dụng dữ liệu. Mọi thông tin yêu cầu và đáp ứng được truyền đi và trả về đều thông qua Internet. Những tính năng ưu việt trên tạo điều kiện thuận tiện cho ngưởi sử dụng khi không cần cài đặt bắt cứ phần mêm GIS nào, mả vẫn xem được các thông tin, thuộc tỉnh qua mạng.

Tích hợp một số chức nãng tương tự một phần mềm GIS giúp người dùng dé dang cho việc tương tác với dữ liệu không gian mả không cần yêu cầu cao trình độ về chuyên môn. Phân loại WebGIS Xét trên tiêu chí phân loại dựa trên khả năng cung cấp dịch vụ, có 5 dạng ứng dụng WebGIS bao gồm: ~ Geodata Server: Cung cấp cho phía máy khách các chức nnagw tìm kiếm. các tệp dữ liệu tham chiếu địa li: tải xuống dữ liệu để xử lý cụ bộ trực tuyến hoặc ngoại tuyến bằng phần mềm GÍ của người dùng: có thẻ thay thế hoạt động quản lý vả nhập dữ liệu của khách. ~ Map Server: Cung cấp dữ liệu địa lí trực quan hoá ở cả trạng thái tĩnh và trạng thái động với một số chức năng như thu phóng, di chuyển.