Suche im TERRASSE-Archiv:

Digitale Revolution im Geographieunterricht? Eine WebGIS-gestützte Unterrichtsreihe zu Stadtentwicklungsmodellen - Teil 1

Einleitender Basisartikel zu GIS und zur Reihe


Screenshot Google Maps

Immer wieder werden von Lehrerinnen und Lehrern der enorm hohe Zeitaufwand und die Komplexität der GIS-Programme als Gründe für die Vernachlässigung dieser Medien im Unterricht angebracht – GIS werden mit Skepsis und Distanz betrachtet. Hier kann jedoch ohne großen Aufwand schnell Abhilfe geschaffen werden.

Immer deutlicher zeichnet sich ein stark steigendes Interesse von Schülerinnen und Schülern an digitalen Medien und softwaregestützten Anwendungen wie GoogleEarth, GoogleMaps und der modernen Schnitzeljagd Geo-Caching ab. Dies fördert nachweislich die Motivation zur Auseinandersetzung mit geographischen Inhalten (vgl. Siegmund, A. & S. Naumann, 2009, S. 5). Die digitalen Medien fungieren hierbei als ein Bindeglied zwischen Theorie und Praxis sowie zwischen Klassenraum und Realität (vgl. Falk, G. & Y. Schleicher, 2005, S. 3). Während in vielen Ländern der Einsatz von GIS und digitalen Geodaten bereits kontinuierlich erfolgt, verläuft die Implementierung in Deutschland noch immer langsam. Um die Schulausbildung im Allgemeinen und insbesondere den Erdkundeunterricht zukunftsfähig, nachhaltig und berufsqualifizierend zu gestalten, ist eine sukzessive Implementierung neuer Medien in gewinnbringender Verknüpfung mit den „klassischen“ Arbeitsmitteln, Methoden und Medien des Erdkundeunterrichts unabdingbar (vgl. Siegmund, A. & S. Naumann, 2009, S. 8).

Geographische Informationssysteme (GIS)

Um Geographische Informationssysteme erfolgreich in den Erdkundeunterricht einzubinden, muss zunächst geklärt sein, wie ein GIS funktioniert und was dies überhaupt ist. In der Literatur finden sich verschiedene Definitionen zu Geographischen Informationssystemen. Ein Beispiel für eine klassische Lehrbuchdefinition:
„Ein Geo-Informationssystem (GIS) ist ein rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden.“ (Bill, R., 1999)
Für Schülerinnen und Schüler ist eine solche Definition jedoch viel zu umfassend und zu kompliziert. Aus diesem Grund muss eine Definition des Begriffs gefunden werden, die auf Schülerinnen- und Schülerniveau didaktisch reduziert ist. Mit einem entsprechend angepassten Definitionsversuch erklärt Zürl GIS als „ein System zum Erfassen, Verarbeiten und Präsentieren raumbezogener Daten mittels einer geeigneten Software.“ (Zürl, B., 2005, S.8)

Obwohl beide Definitionen hinsichtlich ihrer Komplexität verschieden sind, weisen sie ein wesentliches Merkmal auf, welches essenziell für die Abgrenzung von anderen Informationssystemen und die Besonderheit dieser Art ist: raumbezogene Daten. Raumbezogene Informationen eröffnen Einblicke in Ereignisse und Phänomene, die unmittelbar oder mittelbar mit einer bestimmten Position auf der Erde verflochten sind.
Hinsichtlich der Anwendung werden Geographische Informationssysteme ebenfalls oft verschiedenartig definiert und im schulischen Umfeld indifferent wahrgenommen. Der Begriff GIS bringt heutzutage viele Assoziationen mit sich. Der Bereich von GIS reicht dabei von einfachen, auf Karten basierten Informationssystemen bis hin zu komplexen Geodatenbanken und Analysewerkzeugen. Er umfasst sowohl die komplizierten Desktop-GIS (z.B. ArcGIS oder das freie QGIS) als auch die modernen internetbasierten WebGIS (z.B. Google Earth mit der Browser-Version GoogleMaps) (vgl. Siegmund & Naumann, 2009, S. 4). „Im Wesentlichen muss ein GIS [jedoch] das gesamte Funktionalitätenspektrum von der Datenerfassung über die Datenverwaltung und die Datenanalyse bis zur Datenpräsentation bedienen.“ (Bill, R., 1999) Dementsprechend muss ein GIS den Anwender dabei unterstützen, problembezogene Daten einzugeben, diese auszuwerten bzw. zu verarbeiten und das Ergebnis zu visualisieren. Diese einzelnen Schritte sollen im Hinblick auf das im vorgestellten Konzept verwendete GIS GoogleMaps näher beschrieben werden (vgl. Bill, R.,2002, S. 5-7).

a) Datenerfassung:
Unter der Datenerfassung werden alle Formen der Datengewinnung zusammengefasst. Diese reichen von Vermessungen bis hin zu Befragungen. Im vorliegenden Konzept erfolgt die Datenerfassung mithilfe von Beobachtungen über Street View, GoogleEarth oder durch Analyse verschiedener Materialien.

b) Datenmodellierung und Datenverwaltung:
Dieser Teilbereich umfasst die Vorgänge von der Datenverarbeitung bis hin zur Abbildung. Hierbei können in GoogleMaps die erfassten Informationen mit entsprechenden Signaturen versehen und durch Linien oder flächenhafte Schraffierungen in einen kontextuellen Zusammenhang gebracht werden.

c) Datenanalyse:
Dieser Bereich macht den wesentlichsten Teil eines GIS aus. In GoogleMaps lassen sich dazu spezielle Funktionen wie Entfernungsbestimmungen, Zoomfunktion, Wechsel zwischen Satellitenbildern und Karten oder die Layer-Funktion (isolierte Darstellungsmöglichkeit einzelner Datenebenen) finden.

d) Datenpräsentation:
Hierbei wird das Produkt der Analyse und Datenmodellierung dargestellt. GoogleMaps erlaubt dazu die Ausgabe mit verschiedenem Kartenmaterial und die Möglichkeit der zusätzlichen Einbindung von Bildern.

Dementsprechend erfüllt GoogleMaps die Forderungen des von Bill aufgestellten Anforderungsprofils an Geographische Informationssysteme.

Frei zugängliche Software

Die sogenannten GIS-Vollversionen (Desktop-GIS) gelten bis heute als die komplizierteste Software, die je im Geographieunterricht eingesetzt wurde. Viele Unterrichtskonzepte und Projektbeispiele lassen sich damit schlecht und nur mit sehr viel Aufwand auf den Unterricht übertragen. Hier kann der Einsatz von sogenannten WebGIS Abhilfe schaffen. Diese auf dem Internet basierenden Geographischen Informationssysteme sind gekennzeichnet durch ihre einfache und benutzerfreundliche Funktionalität, die somit auch einen kurzfristigen Einsatz im Geographieunterricht ohne lange Vorbereitungszeit und Einarbeitung erlaubt (vgl. Bartoschek, T., 2009, S.12). Durch das ständig wachsende Interesse der Schülerinnen und Schüler an Anwendungen wie GoogleMaps, GoogleEarth oder Geo-Caching mit Einsatz von GPS-Geräten kann so eine Brücke zu den komplizierten Desktop-GIS-Varianten geschlagen werden (vgl. Siegmund & Naumann, 2009, S. 5f.). GoogleMaps ist dabei für die meisten Jugendlichen kein Neuland und besticht insbesondere durch seine Einfachheit.

Die Unterrichtsreihe basiert auf dem WebGIS GoogleMaps sowie GoogleEarth. Diese setzen lediglich eine Internetverbindung voraus und sind somit fast überall verfügbar. Weiterhin sind keine zusätzlichen Administratorrechte notwendig, sie sind kostenlos und mit den wichtigsten Funktionen von GIS ausgestattet. Das WebGIS GoogleMaps besticht dabei mit einer leicht überschaubaren Benutzeroberfläche und einer einfachen Handhabung, die eine schnelle Einarbeitung sowohl für die Lehrkraft als auch für die Schülerinnen und Schüler ermöglicht.

Einsatzmöglichkeiten in der Praxis des Geographieunterrichts und Ablauf einer möglichen Unterrichtsreihe zu Stadtentwicklungsmodellen

Nach einer kurzen Einführung in die Thematik durch Darstellung der qualitativen und quantitativen Merkmale von Städten sowie einer Gegenüberstellung der Verstädterungsraten und des Verstädterungsgrades in Industrie- und Entwicklungsländern erfolgt die weitere Bearbeitung in drei Themenbereichen, wobei der Einsatz von GoogleMaps und GoogleEarth sukzessiv eingeführt wird.

Themenbereiche:

Thema 1: Virtuelle Exkursion zur physiognomischen Gliederung europäischer Städte – das europäische Stadtmodell

Thema 2: Funktionale Stadtgliederung – Einsatz von GoogleMaps und GoogleEarth zur Kennzeichnung städtischer Teilräume

Thema 3: Sozialräumliche Stadtgliederung – GIS-gestützte Anwendung von Schicht- und Milieumodellen

Der didaktische Mehrwert und weitere didaktisch-methodische Hintergründe

Der Einsatz von GIS im Geographieunterricht bietet eine Vielzahl an neuen Möglichkeiten. Aus der Sichtweise konstruktivistischer Lerntheorien ist ein Lernprozess nur dann nachhaltig, wenn sich Schülerinnen und Schüler kritisch mit einer Thematik und den zu verarbeitenden Informationen auseinandersetzen – sie müssen sich somit selbst ein Bild von der Welt und darin ablaufenden Prozessen machen. Dieser Aspekt findet durch die Verwendung von WebGIS innerhalb der Unterrichtsreihe eine besondere Beachtung. Die Lehrperson fungiert dabei lediglich als Lernberater und schafft eine Lernumgebung, die einen selbstgesteuerten Lernprozess und eine selbstständige Erfassung des Raums impliziert.
Ein zusätzlicher Mehrwert von WebGIS besteht darin, dass Beobachtungen von entfernten Zielen im Realraum im Rahmen des Unterrichts nur schwer realisierbar sind. Digitale (virtuelle) Exkursionen stellen hier eine gewinnbringende Alternative dar und bieten durch die Kombination der Lerninhalte mit den gesammelten Erfahrungen im virtuellen Raum ein hohes Potenzial für nachhaltiges Lernen.

In diesem Zusammenhang soll als weiteres wesentliches Ziel der Unterrichtsreihe die Entwicklung der räumlichen Orientierungskompetenz erwähnt werden. Als ein Bereich der Bildungsstandards wird diese zunehmend in die Unterrichtsgestaltung mit einbezogen und hat dort auch ihre Daseinsberechtigung. Nicht zuletzt ist „die Fähigkeit, sich im Raum orientieren zu können [...] eine grundlegende Kulturtechnik, deren Vermittlung im Aktionsraum Schule primär dem Fach Geographie zugesprochen wird." (Hemmer, I. & M. Hemmer, 2009, S. 4) Für eine schülerorientierte Förderung der Fähigkeit, sich im Raum zu orientieren bietet sich insbesondere eine Verknüpfung mit neuen Medien an – Medien wie GoogleMaps oder Streetview. Durch die virtuelle Exkursion und den damit zusammenhängenden Maßstabswechsel beim „Durchlaufen der Straßen“ und der anschließenden Betrachtung in der Karte kommt es neben der Aneignung von Fähigkeiten zur Einordnung geographischer Objekte und Sachverhalte in räumliche Ordnungssysteme zu einer Förderung der Fähigkeit zu einem angemessen Umgang mit Karten. Mit der Erstellung eigener Karten zur funktionalen und sozialräumlichen Gliederung von Städten wird schließlich das Bewusstsein für die Relativität von Raumwahrnehmung und Raumkonstruktion sowie die Fähigkeit zur Reflexion von Raumwahrnehmung und Raumkonstruktion gefördert.

Ausblick auf den nächsten Artikel

Im nächsten Artikel soll die themenspezifische Einsatzmöglichkeit von GoogleMaps und GoogleEarth aufgezeigt werden. Dabei wird zum einen schrittweise die Nutzung dieser WebGIS dargestellt und zum anderen eine virtuelle Exkursion zur physiognomischen Gliederung europäischer Städte am Beispiel des europäischen Stadtmodells durchgeführt.

Einfacher Advance Organizer zur Unterrichtsreihe

Einfacher Advance Organizer zur Unterrichtsreihe


Im Kontext:
Digitale Revolution im Geographieunterricht? Eine WebGIS-gestützte Unterrichtsreihe zu Stadtentwicklungsmodellen - Teil 2



Quellenangaben:
Autor: Andy Schober, Hamburg

Literaturangaben:
Bartoschek, T. (2009): WebGIS für die Schule – ein Überblick. In: Praxis Geographie: GIS im Geographieunterricht. Heft 2, S. 12-13

Bartoschek, T. & J. C. Schubert (2013): Geoinformation im Unterricht. Grundlagen, Potentiale, Unterrichtsideen. Münster

Bill, R. (1999): Grundlagen der Geo-Informationssysteme. Band 1: Hardware, Software und Daten. Heidelberg

Bill, R. (2002): Geo-Informationssysteme. Raumbezogene Informationen verarbeiten und anwenden. In: Geographie und Schule: GIS in der Schule. Heft 139, S. 3-9

Falk, G. & Y. Schleicher (2005): Didaktik und Methodik des schulischen GIS-Einsatzes. In: Geographie heute: GIS für Einsteiger. Heft 233, S. 2-7.

Hemmer, I. & M. Hemmer (2009): Räumliche Orientierungskompetenz – Struktur, Relevanz und Implementierung eines zentralen Kompetenzbereichs geographischer Bildung. In: Praxis Geographie: Kompetenzbereich: Räumliche Orientierung. Heft 11, S. 4-8.

Siegmund A. & S. Naumann (2009): GIS in der Schule – Potenziale für den Geographieunterricht von heute. In: Praxis Geographie: GIS im Geographieunterricht. Heft 2, S. 4-8.

Zürl, B. (2005): „GIS – was ist das?“ Eine GIS-Einstiegsstunde mit der Fragestellung: Wie findet man den Weg zum Urlaubsort? In: Geographie heute: GIS für Einsteiger. Heft 233, S. 8-11.


Zurück zur Terrasse